BRIDGEcereal : Une application web d'auto-apprentissage améliore la rapidité et la précision de la classification des variations d'ADN entre les variétés de céréales
Les scientifiques de l'Agricultural Research Service et de la Washington State University ont développé une application web innovante appelée BRIDGEcereal [https://bridgecereal.scinet.usda.gov/] qui permet d'analyser rapidement et avec précision la grande quantité de données génomiques actuellement disponibles pour les cultures céréalières et d'organiser le matériel sous forme de graphiques intuitifs qui identifient les schémas localisant les gènes d'intérêt.
image symbolique
computer generated picture
Les progrès rapides réalisés dans le domaine de la génomique au cours des 25 dernières années ont changé la donne en matière d'amélioration des cultures. Il s'agit du pan-génome, défini comme l'assemblage des séquences génomiques de plusieurs variétés d'une même espèce. Mais la compréhension et l'amélioration des cultures sur la base de l'énorme quantité de données générées ont également constitué un défi pour les chercheurs en raison du manque d'outils bioinformatiques efficaces et conviviaux, en particulier ceux qui sont conçus pour traiter de grands volumes de variations d'ADN au sein d'une espèce.
Prenons l'exemple du blé. Le génome de référence standard du blé - qui a été réalisé pour la variété de blé Chinese Spring - est cinq fois plus grand que le génome humain. En outre, les chercheurs sont depuis longtemps confrontés à la grande variation de l'emplacement des gènes qui contrôlent des caractéristiques agronomiques essentielles sur les 21 chromosomes du blé. À l'heure actuelle, une douzaine de génomes de blé sont accessibles au public.
Cela représente une énorme quantité de données, dont l'analyse est un processus fastidieux, même pour les chercheurs ayant des compétences avancées en bioinformatique. Il est particulièrement difficile de trier toutes les données afin d'identifier les portions d'ADN similaires qui peuvent contrôler le même caractère, quel que soit l'endroit où elles se trouvent sur un chromosome.
BRIDGEcereal est conçu pour transformer le processus d'identification des grandes variations d'ADN de fastidieux à efficace.
"Il suffit de fournir à BRIDGEcereal la séquence d'ADN qui vous intéresse pour qu'il effectue la recherche en moins d'une minute", explique Xianran Li, chercheur biologiste à l'ARS et chef du projet BRIDGEcereal. Li fait partie de l'unité de recherche sur la santé, la génétique et la qualité du blé de l'ARS à Pullman, Washington.
"BRIDGEcereal organise les données qu'il trouve et les présente sous forme de graphiques faciles à comprendre qui mettent en évidence les schémas de localisation de l'ADN", ajoute M. Li.
Il n'a fallu qu'une minute à BRIDGEcereal pour identifier un gène candidat prometteur comme contrôleur d'une mutation du blé qui réduit la longueur des awns, les extensions en forme de poils de la tête du grain de blé. On sait depuis les années 1940 qu'un gène situé sur le chromosome 4A du blé contrôle le développement de l'aube, une caractéristique emblématique du blé. Mais le gène exact qui contrôle cette caractéristique est resté inconnu.
"En recherchant des dizaines de gènes potentiels à l'aide de BRIDGEcereal, nous avons pu rapidement identifier un gène présentant une grande variation d'ADN comme étant celui qui échappait aux chercheurs", a déclaré M. Li.
Les scientifiques ont également conçu BRIDGEcereal pour qu'il puisse s'auto-apprendre, ce que l'on appelle également l'apprentissage automatique non supervisé, c'est-à-dire que BRIDGEcereal peut apprendre de manière autonome à reconnaître de nouveaux modèles sans avoir besoin de suivre des instructions explicites.
"Ce que nous avons développé, c'est une passerelle unique pour exploiter efficacement les pan-génomes de céréales accessibles au public, qui ne fera que gagner en efficacité au fur et à mesure que les données continueront à s'accumuler", a déclaré M. Li.
Bosen Zhang, chercheur postdoctoral associé à l'Université de l'État de Washington et co-développeur de l'application web, a ajouté : "Les chercheurs trouveront en BRIDGEcereal un outil inestimable pour sélectionner et hiérarchiser les gènes candidats qui contrôlent des caractéristiques spécifiques dans les cultures céréalières."
BRIDGEcereal a d'abord été développé pour le blé. Il a déjà été adapté pour analyser des données similaires provenant de l'orge, du maïs, du sorgho et du riz.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Autres actualités du département science
Recevez les dernières actualités du secteur de l'alimentation et des boissons
Ne manquez plus aucune actualité : notre newsletter consacrée à l'industrie alimentaire et des boissons vous informe tous les mardis et jeudis. Les dernières nouvelles du secteur, les produits phares et les innovations - de manière compacte et compréhensible dans votre boîte de réception. Recherché par nos soins, pour que vous n'ayez pas à le faire.
