Structure et Expression des Génomes (SEG)

Responsables scientifiques

Yann AUDIC (UMR 6290)
Sandrine LAGARRIGUE (Inra Pegase)

Nous travaillons à fédérer les réflexions et développements entrepris dans le domaine de la structure et de l'expression des génomes afin de partager les savoir-faire entre informaticiens, bioinformaticiens, biostatisticiens et biologistes autour des problématiques de stockage, de traitement, d'annotation et d'analyse de données.

De nombreuses questions en biologie sont maintenant posées en terme d'analyses moléculaires ou cellulaires à très grande échelle. En particulier, les approches de séquençage massivement parallèle permettent d'appréhender tant les modifications structurales de l'ADN en lien avec l'expression des gènes (epigénome), que les variations trancriptomiques ou encore l'identification des cibles et sites de fixation de facteurs de transcriptions ou des protéines de liaisons aux ARN. Ces différentes approches présentent un intérêt tant au niveau fondamental qu'au niveau biomédical et agronomique par l'identification de biomarqueurs ou de gènes de susceptibilité ou d'aptitude.

Ces méthodologies reposent sur des techniques variées (ADN, ARN, immunoprecipitation, soustraction, capture...) et en constante évolution. Ceci nécessite donc de coordonner les compétences amonts en biologie moléculaire et d'assurer une veille technologique au sein de nos laboratoires et plates-formes. Par ailleurs, elles génèrent des données en masse et de complexité intrinsèque croissante dont l'exploitation efficace requiert la coordination de compétences très variées allant de la mise en place et la maintenance physique de clusters de calcul au développement d'outils informatiques puissant basés sur des approches mathématiques et statistiques solides. En aval de la production de données, il est nécessaire de disposer d'outils informatiques et de compétences permettant aux biologistes de traiter ces données, de les annoter, de les mettre en relation les unes avec les autres ainsi qu'avec des banques publiques, et in fine d'en extraire l'information pertinente. Dans ce cadre, il est important de fédérer les réflexions et développements entrepris dans ce domaine afin de partager les savoir-faire entre informaticiens, bioinformaticiens, biostatisticiens et biologistes.

L'Université de Rennes I et ses partenaires se propose de développer un centre de Génomique et Bioinformatique à partir de plusieurs structures et plates-formes existantes et à même de favoriser le développement de ces approches.

Tout d'abord, la plate-forme de génomique fonctionnelle et environnementale (Biosit et CAREN) met à la disposition des équipes de recherche un outil de séquençage massivement parallèle qui a d'ors et déjà fournis des données dans le cadre de nombreux projets. Ensuite, la présence locale d'un cluster de calcul performant  associé à des équipes de recherches compétentes en bioinformatique et informatique (Genouest, INRIA/IRISA (équipe symbiose et kerdata), U936) fournit un cadre dans lequel les données brutes sont exploitées. Par ailleurs, ces analyses peuvent s'appuyer sur des compétences en statistiques largement développées au sein de l'Institut de recherche en mathématique de rennes (IRMAR UMR 6625, Agrocampus Ouest). Tandis que les aspects d'annotation des données pourront bénéficier du développement programmé d'une plate-forme d'annotation experte Amadeus. Finalement, plusieurs équipes de recherche en génomique, sous la tutelle de l'Université de Rennes 1, l'INSERM, l'INRA et le CNRS se sont concertées pour promouvoir le développement d'un centre de séquençage massivement parallèle via une demande Equipex.

Dans ce cadre, l'axe Structure et Expression des Génomes développe depuis maintenant 4 ans une animation autour des problématiques de stockage, de traitement, d'annotation et d'analyse de données. Ceci se fait étroitement en lien avec les équipes de recherche en biologie des unités constituant la structure fédérative. A l'avenir, le thème « SEG » se devra d'être une place de réflexion pour le développement d'outils adaptés visant à répondre de la manière la plus efficace possible aux questions posées.

En pratique, l'axe Structure et Expression des Génomes développera une animation scientifique à destination de la communauté des unités constituant la structure fédérative et cherchera à identifier clairement les besoins pour développer, via les collaborations scientifiques entre les différents partenaires, une communauté de recherche efficace.