Le séquenceur de nouvelle génération Ion Proton (Life Technologies)

Il permet à l’heure actuelle de séquencer jusqu’à 10 Gb avec la puce Ion P™I, seulement en quelques heures et avec des longueurs de lecture de 170pb. 

Cet appareil, adapté au séquençage des microorganismes et eucaryotes inférieurs, vient d’être acquis par TWB pour compléter l’offre de ses plateaux techniques « Ingénierie de souche haut débit » et « Bio-informatique », en relation étroite avec la plateforme « Génome et transcriptome (GeT) – Biopuces » localisée au LISBP.
Le Ion Proton est hébergé sur la plateforme GeT-Biopuces (http://get.genotoul.fr), ce qui permet de bénéficier de son expérience pour la préparation et la réalisation des séquençages. TWB propose par ailleurs son assistance pour le post-traitement informatique des données de séquence.

Le séquenceur repose sur la technologie des semi-conducteurs, en d’autres termes, une modification chimique va entraîner la création d’un signal. Le principe de ce séquençage consiste à détecter les ions H+ dégagés lors de la polymérisation de l’ADN en utilisant des capteurs CMOS (Complementarity Metal-Oxide-Semiconductor).

Le traitement d’un échantillon d’ADN ou d’ARN débute par une étape de fragmentation. Les fragments obtenus sont amplifiés de façon clonale sur des billes au cours d’une PCR en émulsion (un seul fragment amplifié/bille). La librairie ainsi formée est fixée aux billes puis chargée sur une puce de silicium semi-conductrice composée de plusieurs millions de puits (capteurs CMOS). Chaque puits accueillera une bille qui elle-même comprendra un seul fragment nucléotidique.

Durant le séquençage, le brin complémentaire du fragment amplifié est synthétisé. Ainsi lorsqu’un nucléotide est incorporé par la polymérase, il entraîne la libération d’un proton H+ dans le milieu réactionnel, provoquant une variation de pH. Celle-ci est ensuite détectée par l’intermédiaire des capteurs de la puce et transcrite sous forme d’ionogramme, avant d’être convertie en une séquence.

Au lieu de miser sur une technologie optique ou des caméras pour capturer les images de séquences d’ADN, le système Ion Proton™ traduit l’information chimique en données numériques ce qui le rend plus rapide (4h environ) et moins coûteux.

Performances du Ion ProtonTM avec la puce Ion P ITM  :

• Génération de 60 à 80 millions de séquences
• 8 à 10 Gigabases de données de séquences
• Taille des fragments : jusqu’à 200pb
• Temps de séquençage : 2 à 4h
• Multiplexage possible

Applications possibles :

• Séquençage d’ADN de novo : séquençage de l’ADN d’un organisme n’ayant pas de génome de référence – séquençage de fosmide
• Re séquençage d’ADN : séquençage de l’ADN d’un organisme ayant un génome de référence
• RNAseq : réalisation d’étude transcriptomique par séquençage de l’ARN
• Séquençage des microARN
• AmpliSeq : séquençage de régions ciblées du génome (ex : gènes impliqués dans certains cancers) ou du transcriptome (ex : exome).

Contacts :
Sabrina Rodriguez – Plateau « Bio-informatique » – sabrina.rodriguez@toulouse.inra.fr
Véronique Le Berre – Plateforme « GeT-Biopuces » – leberre@insa-toulouse.fr