diaporamas Barcoding

Thème 1 : La Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant
Variabilité génétique et mutation de l’ADN
Le projet International Barcode of Life (iBOL) est la plus importante initiative d’étude portant sur
le génome de la biodiversité jamais entreprise. Les travaux au cours des cinq dernières années ont
produit des enregistrements de codes barres ADN pour plus de 50 000 espèces et jeté les bases
pour le lancement officiel d'iBOL en juillet 2010. Plus de 25 pays sont impliqués et des
engagements majeurs ont été faits pour un budget de fonctionnement de la phase 1 évalué à 150
millions de dollars.
I’iBOL est hébergé par l’Institut de la Biodiversité de l'Ontario (Université de Guelph). D’ici à
2015, on devrait atteindre les 5 millions de spécimens « barcodés » représentant 500 000
espèces. Ces codes barres seront intégrés au vaste programme BOLD (Barcode of Life Data
System) et à terme, une bibliothèque de référence de l’ensemble des Eucaryotes terrestres est
envisagée.
La première campagne globale (mondiale) de codes barres ADN concerne les Sphingidae,
papillons de nuit bien connus pour leur aptitude au vol stationnaire. Elle a été lancée en août
2006. Son objectif est la réalisation d’une bibliothèque de référence complète. Les experts
mondiaux de cette famille ont fourni les échantillons déterminés de plus de 1275 espèces (17108
spécimens) ce qui équivaut à 91% de la faune mondiale.
La quantité massive de données génétiques nouvellement générées représente une source
inestimable d'information qui complète les autres jeux de caractères (anatomique, morphologique,
écologique…) et à permis de régler de nombreuses questions taxinomiques, résoudre des
synonymies et révéler de nouveaux cas de diversité négligée ou cryptique.
Plus d’une centaine d’espèces nouvelles pour la science ont été isolées et décrite depuis le début
de la campagne BOLD.
Le gène étudié est un gène mitochondriale, plus précisément la sous unité 1 du gène de la
Cytochrome oxydase (zone de plus de 650 paires de bases)
TP : Caractériser le vivant par une petite séquence d’ADN
On utilise une petite fraction gène de la Cytochrome oxydase (zone de 648 paires de bases) pour
caractériser les espèces. Cette fraction est jugée suffisamment discriminante pour séparer des
espèces même extrêmement proches.
Aller sur le site de BOLD http://www.boldsystems.org/views/login.php
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(BOLD = The Barcode of Life Data System)
Ouvrez les projets publics, c'est-à-dire déjà publiés « published projects »
La vitesse de connexion dépend du niveau d’utilisation du programme et peut donc être lente en
certaines périodes.
→Choisissez (par exemple) Birds of Japan, USNM.
Combien d’espèces renferme le projet ? Combien de spécimens ont été « barcodés » ?
→Ouvrez la page.
Essayer de comprendre les différentes rubriques et données qui s’affichent. Cela vous permettra
de saisir le protocole de ce programme.
→Dans « Project Data views », ouvrez « View all records»
Prenez un oiseau au hasard, et ouvrez successivement « specimen page » et séquence page ».
Réfléchissez au sens des informations que vous trouvez dans ces deux rubriques.
→Choisissez une trentaine d’oiseaux (ils sont ici désignés scientifiquement, donc par le binôme
latinisé habituel). Vous prendrez si possible 2 ou 3 spécimens/espèce.
Remarque : la colonne « extra info » vous donne le nom vernaculaire de l’espèce.
La colonne « lengh » vous donne la longueur de la séquence en PB (paires de bases)
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Dans « sequence analysis » ouvrez « Taxon ID tree »
Cochez « Geographic Region », « Specimen Sample ID » et « Include sequence lengh in label »
puis cochez « Build Tree »
Vous avez lancé la comparaison entre les séquences ADN des 30 spécimens.
Tapez « view tree » pour voir le résultat (format pdf).
L’arbre (ID Tree) apparait. Commentez-le. Le système semble t’il discriminant ? Y a-t-il une
nette séparation des espèces ?
→Pour le vérifier, ouvrez pour un oiseau au choix la rubrique « séquence page » (par exemple
pour l’Anas clypeata)
Sélectionnez sa séquence ADN et copiez la (clic droit de la souris)
→Retournez sur la page d’accueil de BOLD « Home »
Allez dans l’outil d’identification « Identification engine »
Ouvrez le en cliquant sur l’icône (ci-dessous).
→Collez la séquence dans le cadre réservé. Attention, la séquence doit être continue, donc
enlevez les blancs en fin de lignes. Pour cela, placez le curseur en fin de ligne et frapper « suppr »
→Cochez « submit »
Que pensez-vous du résultat qui s’affiche ? Comprenez-vous le graphique qui l’accompagne
(image ci-dessous) ?
→ Maintenant enlevez ça et là quelques nucléotides à la séquence.
Que constatez-vous ? Comment fonctionne le programme ? Comparaison simple ou alignement
avec discontinuité ?
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