Métagénomique

La métagénomique étudie le matériel génétique extrait directement d’un assemblage d’organismes, sans devoir isoler et cultiver chaque membre. Elle permet d’examiner la composition et le potentiel fonctionnel de communautés complexes présentes dans l’eau, les sédiments, les biofilms, les organismes hôtes ou les installations aquacoles. Elle décrit de l’ADN collectivement échantillonné, pas nécessairement des organismes actifs.

Approches principales

La métagénomique aléatoire, dite shotgun, séquence des fragments de l’ensemble de l’ADN extrait. Les lectures peuvent être comparées à des bases de référence, assemblées en contigs et parfois regroupées en génomes reconstruits. Cette approche renseigne sur les taxons, les gènes et les voies métaboliques potentielles, mais sa résolution dépend de la profondeur de séquençage, de la complexité de l’échantillon et de la représentation des organismes dans les bases.

Le séquençage ciblé de marqueurs amplifiés est souvent associé aux études du microbiome, mais il ne constitue pas une métagénomique shotgun. Il explore une région choisie et subit les biais des amorces et de l’amplification. À l’inverse, la métagénomique fonctionnelle peut aussi cloner des fragments environnementaux et rechercher expérimentalement une activité, même sans connaître l’organisme d’origine.

Interprétation

Extraction, conservation, contamination, quantité d’ADN de l’hôte et pipelines bioinformatiques influencent les résultats. Les abondances de lectures ne sont pas toujours proportionnelles aux abondances cellulaires, notamment lorsque tailles de génome et nombres de copies diffèrent. La détection d’un gène indique un potentiel, non son expression ni une fonction mesurée. La métatranscriptomique, la métaprotéomique, la culture et les mesures chimiques complètent donc utilement l’étude d’un microbiote aquatique.