Next-generation insect digitization: combining phenomics and genomics by subsequent synchrotron X-ray imaging and DNA sequencing
Cette étude démontre qu'en optimisant les paramètres d'irradiation et en effectuant une microtomographie par rayons X synchrotron rapide avant l'extraction de l'ADN, les chercheurs peuvent obtenir avec succès à la fois des données morphologiques 3D à haute résolution et des séquences génomiques de haute qualité à partir des mêmes spécimens d'insectes, permettant ainsi une numérisation intégrative complète de la biodiversité.
Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA d'un preprint qui n'a pas été évalué par des pairs. Ce n'est pas un avis médical. Ne prenez pas de décisions de santé basées sur ce contenu. Lire la clause de non-responsabilité complète
Pour comprendre la vie d'un insecte, les scientifiques doivent souvent examiner deux choses très différentes : la forme de son corps et le code à l'intérieur de ses cellules. La forme, ou morphologie, indique aux chercheurs comment un animal se déplace, se nourrit et s'intègre dans son monde. Le code, ou la génétique, révèle son histoire familiale et la façon dont il a évolué au fil du temps. Pendant longtemps, l'étude de ces deux aspects nécessitait deux voies distinctes. Pour voir l'intérieur d'une petite créature sans l'ouvrir, les scientifiques utilisent de puissants rayons X qui créent des images tridimensionnelles détaillées. Pour lire le code génétique, ils doivent ouvrir la créature pour en extraire l'ADN. Le problème est que ces deux méthodes s'opposent généralement. Les rayons X mêmes nécessaires pour voir le corps peuvent endommager l'ADN, et le processus d'extraction de l'ADN détruit souvent les structures internes délicates que les rayons X étaient censés préserver. Cela crée une lacune dans nos connaissances, particulièrement pour les petits insectes, où la perte d'une partie des données signifie la perte de la chance de relier sa forme physique à son identité génétique.
Une équipe de chercheurs s'est donné pour mission de combler cette lacune en testant s'ils pouvaient obtenir à la fois les images 3D détaillées et le code génétique à partir du même insecte exact. Ils se sont concentrés sur trois espèces d'insectes communes, les utilisant comme modèles pour voir si un ordre d'opérations spécifique pouvait sauvegarder les deux types d'informations. Les scientifiques ont pris plus de 1 000 spécimens et les ont exposés à des rayons X de haute énergie sous de nombreux réglages différents. Ils voulaient voir si le rayonnement briserait l'ADN en morceaux si petits qu'il ne pourrait plus être lu ultérieurement. Après avoir scanné les insectes, ils ont soigneusement extrait le matériel génétique et ont testé sa qualité à l'aide de méthodes standards qui vérifient des marqueurs génétiques spécifiques et de plus longues séquences d'ADN. Ils ont également examiné les images 3D pour s'assurer que les scans étaient assez clairs pour montrer des détails fins.
Les résultats ont montré que les deux méthodes n'ont pas à être ennemies, mais qu'elles doivent être utilisées selon une séquence spécifique. Les chercheurs ont découvert que s'ils scannaient les insectes avec les puissants rayons X en premier, puis extrayaient l'ADN, ils pouvaient toujours obtenir des données génétiques de haute qualité. La clé était d'optimiser les réglages du scan et d'agir rapidement lors de l'étape d'extraction. Si l'ordre était inversé, ou si le scan était trop long ou trop intense, l'ADN serait trop endommagé pour être utilisé. Ce travail prouve qu'il est possible de construire un enregistrement numérique complet d'un insecte, capturant sa forme physique et son histoire génétique à partir d'un seul individu. En établissant ces étapes pratiques, l'étude offre un moyen de numériser la biodiversité de manière plus approfondie, permettant aux scientifiques d'étudier l'histoire complète d'un organisme sans avoir à choisir entre voir son corps ou lire ses gènes.
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