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Poster communications

ROSO : un logiciel de recherche et d'optimisation des sondes oligonucléotidiques destinées aux puces à ADN

Abstract : Face à l’augmentation exponentielle des données issues du séquençage complet de nombreux organismes, les puces à ADN représentent un formidable outil d’analyse et de modélisation du fonctionnement des génomes. Leur utilisation nécessite une analyse bioinformatique préliminaire des gènes à étudier. Cela nous a incité à développer ROSO, un logiciel de choix des oligonucléotides déposés sur les puces à ADN. ROSO offre à l’utilisateur la possibilité de choisir la taille et le type des sondes, les concentrations en cible et en ions de la solution de dépôt, un intervalle pour la température d’hybridation, les seuils de rejet de formation des structures secondaires et la localisation des sondes sur les gènes étudiés. La démarche d’optimisation est basée sur quatre critères de sélection. Le premier est la spécificité des oligonucléotides par rapport à l’ensemble des gènes étudiés, mais aussi par rapport à l’ensemble des gènes pour lesquels l’utilisateur veut éviter un phénomène d’hybridation croisée. Cette spécificité est testée avec le programme Blast, paramétré de façon à conserver toutes les homologies de l'ordre de 70 % sur une longueur minimale de 20 bases. A l'issu de cette analyse, ROSO permet de définir des zones avec des taux d’homologie variant entre 60 % (zone spécifique) et 100 % (zone parfaitement homologue). Le second critère est l’absence de formation de structures secondaires (épingles à cheveux et homoduplex). ROSO choisit des sondes dépourvues de telles structures dans des zones d'homologie minimale. Le troisième critère est la température de fusion (Tm) qui est calculée à l’aide du modèle thermodynamique dit du plus proche voisin. ROSO retient des sondes ayant le plus petit écart de Tm possible. Enfin le logiciel choisit pour chaque gène, la meilleure sonde possible en fonction de la localisation (intervalle de n bases situé à l’une ou à l’autre des extrémités) et de différents critères de stabilité (taux de GC, ancrage GC…). Par ailleurs, il offre la possibilité de calculer le Tm de sondes de contrôle présentant des mésappariements. L'originalité de notre démarche d’optimisation réside dans la prise en compte simultanée de plusieurs critères d'optimisation (Tm, structures secondaires, position de la sonde sur le gène, et taux d'homologie) par requêtes successives. L'utilisateur dispose ainsi pour les gènes "à problème", de plusieurs sondes accordant des importances variables à ces différents critères. Plusieurs types de validations ont été réalisées. D’une part avec des jeux de données artificiels qui ont permis une comparaison des résultats de ROSO avec les logiciels de référence Oligo6® et Mfold. La qualité de sondes de 15 a 70 bases possédant des taux d’homologie compris entre 30 a 70 % est équivalente. Et d’autre part avec le choix de sondes oligonucléotidiques pour des génomes bactériens (Buchnera aphidicola et Ralstonia solanacearum), mais aussi humain et murin. Ce travail est réalisé en collaboration avec l’UMR 55583 (UCB Lyon), et dans le cadre de la Génopôle Rhône-Alpes4. Il devra aboutir à la mise à disposition sur le web d’un logiciel d’utilisation facile et adaptable aux problèmes spécifiques de chaque utilisateur.
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https://hal.inrae.fr/hal-03506488
Contributor : Hubert Charles Connect in order to contact the contributor
Submitted on : Sunday, January 2, 2022 - 12:57:03 PM
Last modification on : Wednesday, January 5, 2022 - 3:53:43 PM

Identifiers

  • HAL Id : hal-03506488, version 1

Citation

Nancie Reymond, Hubert Charles, Guillaume Beslon, Jean-Michel Fayard. ROSO : un logiciel de recherche et d'optimisation des sondes oligonucléotidiques destinées aux puces à ADN. Journées Ouvertes Biologie Informatique Mathématiques (JOBIM), Jun 2002, Saint-Malo, France. ⟨hal-03506488⟩

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