Dans une imprimerie, autrefois, chaque page d'un livre était composée à la main. Une seule erreur et tout le tirage était menacé. Il en allait de même, jusqu'à récemment, pour le décryptage de l'ARN du cerveau : chaque échantillon exigeait des heures de travail manuel, et les lectures courtes, pareilles à des lambeaux de pages, ne permettaient pas de reconstituer le texte complet d'un gène. Aujourd'hui, une chaîne de production est apparue, qui lit chaque page d'un bout à l'autre.
La plateforme SALRR automatise la préparation des banques sur un robot Hamilton, ce qui réduit le temps de travail manuel de 67 % et fait passer la cadence de 8 à 24 banques par personne et par jour. La partie informatique, sous Snakemake, assemble les lectures longues en transcrits complets et classe les nouvelles isoformes. Au final, sur 13 banques, on obtient en moyenne 68,8 millions de lectures, d'une longueur médiane de 2064 paires de bases et d'une qualité Q24.91.
Auparavant, le séquençage long du cerveau post mortem était trop laborieux et trop sensible à la dégradation de l'ARN. Il est désormais démontré que SALRR fonctionne de manière stable pour un indice d'intégrité de l'ARN compris entre 8,2 et 10 et fournit des profils d'isoformes reproductibles. La corrélation d'expression avec les lectures courtes atteint 0,742 au niveau des gènes et 0,760 au niveau des transcrits.
La plateforme a détecté 31 607 isoformes exprimées issues de 10 075 gènes, dont 8 532 nouvelles, soit 27 %. Parmi les nouvelles prédominent la rétention d'introns, de nouvelles combinaisons d'exons connus et des extrémités 3' alternatives. Dans les locus GBA1, CCNF, CHCHD10 et TREM2, les lectures longues ont permis de résoudre davantage d'isoformes que les lectures courtes, y compris deux nouvelles isoformes de GBA1 présentant une structure 5' alternative.
Un pipeline qui lit chaque page du livre génétique d'un bout à l'autre, au lieu d'en saisir des fragments, change la donne. À la composition manuelle succède une chaîne automatisée. Aux lambeaux succède le texte intégral. Et l'on peut désormais poser une question qui était auparavant irréalisable : comment la commutation d'isoformes influence-t-elle la fonction des neurones dans les maladies, lorsque l'expression globale du gène ne change pas ?
La longueur médiane de la queue poly(A) des transcrits nucléaires était de 143 nucléotides, tandis que celle des transcrits mitochondriaux n'était que de 41, ce qui reflète une particularité connue des ARNm mitochondriaux.
Dans le roman de Greg Egan « La Cité des permutants », la copie de la conscience exige le décodage complet des états moléculaires des neurones ; SALRR rapproche la réalité d'un tel niveau de détail, en montrant une diversité d'isoformes auparavant invisible.
Non publié sur arXiv. Voici sa page, le PDF et la formalisation : vous pouvez vérifier vous-même, pas seulement lire notre analyse.