BCM3531: Bio-Informatique

1. BCM3531: Bio-Informatique

2. Vos résultats de l’IRIC • Malheureusement l’organisation du temps des expériences cette année ne nous permet pas d'utiliser aujourd'hui vos propres séquences pour ce TP, car vos échantillons ont été apportés à l’IRIC seulement ce matin. • MAIS… • Vous pourrez utiliser vos propres séquences (si votre expérience a fonctionné bien entendu) pour le petit devoir!

3. Stratégie de mutagénèse • But du séquençage??

4. Récupération des séquences sur le site web de la plateforme génomique de l’IRIC • Adresse : www.genomique.iric.ca • Sous la sectionConnexion • Courriel : daniel.chevrier@umontreal.ca • Mot de passe : sequences • Séquençage Sanger – Voir mes résultats • Choisir la requête du 16 novembre 2012 – chromatogramme reverse À quelle position se retrouve le site de mutagénèse? Pourquoi il peut y avoir une mauvaise qualité au début/fin?

5. Assemblage de vos séquences avec l’outil Cap3 • Boîte à outils - Nettoyage/Assemblage • Mettre la reverse en 1er dans la boîte pour question de clarté par la suite et assemblez (sans nettoyer)! Le résultat sera nommé contig. Comment pourrions-nous vérifier rapidement si la mutation a belle et bien été introduite et ce sans autre mutation??

6. Alignement global VS local • Global: aligne les séquences sur la totalité de leur longueur • Local: restreint l’alignement uniquement aux régions de forte similarité • Le reste des séquences est ignoré Local Global

7. Alignement et utilités • Identifier des sites fonctionnels • = régions les plus conservées • Prédire la fonction d'une protéine • Prédire la structure d'une protéine • Établir une phylogénie pour plusieurs protéines Région conservé en rose d’un domaine transmembranaire Exemple de site fonctionnel? Arbre phylogénétique - glycosylases

8. Identifier si la mutation a étéincorporée • Veuillez copier/coller la séquence Fasta du contig dans le fichier alignement.txt (disponible sous StudiUM) • Ce fichier contient la séquence pUC 18 théorique brin moins (avec codon stop)

9. Alignement avec ClustalX • Alignement avec ClustalX(http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalw2/) afin de vérifier le niveau d’identité entre les deux séquences. Vous allez constater qu’une * signifie un pairement parfait de 2 bases et un représente un changement de base Autre type de représentation

10. ClustalX- Résultat • Dans notre cas, l’alignement nous permettra de voir rapidement si d’autres mutations auraient pu s’incorporer proche du site de mutagénèse • Retrouvez-vous le site de mutagénèse?? • Quel est la différence entre assembler et aligner? • Il s’agit d’un alignement global ou local que nous venons de réaliser?

11. Étude du gène de labêta-galactosidase chez l’humain Structure de la beta-gal de E. coli.

12. Mise en situation… • Vous êtes… • Chercheur généticien • Spécialiste de l’enzyme bêta-galactosidase • Vous voulez… • Étudier une maladie génétique liée à ce gène chez l’humain afin de découvrir les variants génétiques susceptibles de prédisposer à cette maladie

13. Gène et symbole • NCBI (National Center for Biotechnology Information, http://www.ncbi.nlm.nih.gov) • Trouver le symbole du gène correspondant à la -galactosidase chez l’humain • GLB1 • Trouver sa localisation cytogénétique • 3p21.33 • Gène à proximité ou à l’intérieur même du gène • CCR4, SEC13, TMPPE, CRTAP

14. Maladie génétique mendélienne • OMIM (Online MendelianInheritance in Man), un volet de NCBI • C’est quoi ce type de maladie • Un gène = une maladie • Facteur environnementaux = aucun impact • Transmission connue = autosomique dominante/récessive ou lié à l’X • Tandis qu’une maladie complexe… • Quelles maladies sont liées à ce gène? • GM1-Gangliosidosis • PseudodeficiencyAlleles • Mucopolysaccharidosis Type IVB (Morquio Syndrome B)

15. À quelle population vous pensez??? Population à l’étude Saguenay-Lac-St-Jean!!! • BALSAC: Base de données généalogiques • Fondé en 1972 par Gérard Bouchard • Couvrant ~ 4 siècles d’histoire • Hébergé à l’Université du Qc à Chicoutimi • 3 millions d’actes de mariage et de naissance = 5 millions d’individus • L’établissement débuté au milieu des années 1800 • Fondateurs provenant de la région de Charlevoix • Homogène génétiquement • Certaines maladies héréditaires montrent une prévalence inhabituellement élevée ou sont spécifiques à cet endroit • Un échantillon de 500 individus April, 1993, Canadian satellite NOA 11

16. Comment pourrions-nous procéder à l’étude d’une maladie génétique dans une population? Contrôle Cas GLB1: …atgcgaggatgctgatcg… …atgcgaCgatgctgatcA…

17. Quel type de variant pouvons-nous étudier? • CNV (copy number variant) • > 1000 bases • SNP (single nucleotidepolymorphism)

18. Type de variants génétiques - CNV • Database of genomic variants de Toronto (http://projects.tcag.ca/variation/) • Quel est le pourcentage du Chr3 couvert par les CNVs? • 76,3% CNV en bleu

19. Type de variantsgénétiques - SNP • SNP (rs id) • Ensembl (http://useast.ensembl.org/index.html) • Combien il y a de SNP dans le génome humain complet (incluant autres variations courtes)? • Cliquer Humanet More information and statistics • Environ 64 millions • Combien de variations sur le chromosome 3 (human chr3)? • 4,598,132

20. Comment bien choisir les SNPs? Design de biopuces

21. Conservation du gène parmi différentes espèces • UCSC (http://genome.ucsc.edu/)

22. Cibler les SNPs susceptibles d'avoir une conséquence sur la transcription ( traduction  protéine) • Ensembl (http://useast.ensembl.org/index.html) • Sélectionner Human et inscrire GLB1 dans la boîte de recherche • Dans le menu de gauche sélectionner Genetic Variationet Variation Table • Vousobtenezalors un résumé des conséquences des variants • J’attire votre attention sur le nombre phénoménal de SNPs dans 1 seul gène!!

23. Tests statistique (2) – sur 500 sujets Analyse d’association • Résultats

24. Conclusion • Nous avons identifier des variants génétiques liés à la maladie • Validation dans une autre population • Médecine personnalisée = traitement spécifique • Établir un profil génétique des personnes susceptibles de développer la maladie

25. Une carte génétique du Qc • L’UdeM est l'hôte de CARTaGENE (www.cartagene.qc.ca) • Certains des chercheurs impliqués sont reliés au Département de biochimie!!! • Co-chercheur principal: Guy Rouleau • Membres du groupe scientifique de travail pour conseiller ce projet: • Pierrette Gaudreau • Daniel Sinnett • Damien Labuda • 20 000 adultes âgés entre 40 à 69 ans provenant de 4 régions métropolitaines de recensement du Québec et permettant d'étudier les facteurs génomiques de santé et de maladie dans une population vieillissante • Le Projet BALSAC collabore à l’option généalogique de CARTaGENE • Créer une banque contenant des données sur la santé et une biobanque contenant du matériel biologique • Permettre l'accès à ces banques aux chercheurs dont les études satisfont aux exigences scientifiques et éthiques pour la validation de leurs travaux et pour de nouvelles recherches au niveau populationnel • Confirmer le leadership du Québec et du Canada dans les grandes études de génomique des populations qui analysent les interactions entre gènes ainsi qu'entre gènes et environnement • Développer les outils nécessaires au transfert des connaissances en génomiques dans le domaine de la santé publique Philippe Awadalla, Directeur scientifique Professeur de pédiatrie à UdeM Chercheur au CHU Sainte-Justine

26. Exercice à remettre • Remise INDIVIDUELLEen format NUMÉRIQUE • La date limite se trouve sur la feuille du devoir ( 1 semaine+) • Remise: esilbac • remise bcm3531 groupeBdevoir.txt Merci de votre présence!

27. Références des images • http://www.msg.ucsf.edu/local/programs/Vega/plugins/clustalx.htm • http://www.jle.com/en/revues/medecine/hma/e-docs/00/04/12/8A/article.phtml?fichier=images.htm • http://fr.wikipedia.org/wiki/Thymine_DNA_glycosylase • http://www.rcsb.org • http://www.4896kj.com/journeying/category/funny/page/4/ • http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ • http://en.wikipedia.org • http://www.vbc-biotech.at/Affymetrix_Info.html • www.ledevoir.com • http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Domain_Homology.png • http://fr.wikipedia.org/wiki/Alignement_de_s%C3%A9quences