Différence entre le séquençage NGS et Sanger

Différence clé - séquençage NGS vs Sanger
 

Le séquençage de nouvelle génération (NGS) et le séquençage Sanger sont deux types de techniques de séquençage de nucléotides développées au fil du temps. La méthode de séquençage Sanger a été largement utilisée pendant de nombreuses années et la NGS l’a récemment remplacée en raison de ses avantages. La principale différence entre NGS et Sanger Sequencing est que NGS fonctionne sur le principe du séquençage simultané rapide de millions de séquences à travers un système de séquençage tandis que le séquençage Sanger travaille sur le principe de la terminaison de chaîne en raison de l'incorporation sélective de didésoxynucléotides par l'enzyme ADN polymérase lors de la réplication de l'ADN et la séparation des fragments par capillaire électrophorèse.

CONTENU
1. Vue d'ensemble et différence clé
2. Qu'est-ce que le séquençage des nucléotides?
3. Qu'est-ce que NGS?
4. Qu'est-ce que le séquençage Sanger?
5. Comparaison côte à côte - NGS vs Sanger Sequencing
6. Résumé

Qu'est-ce que le séquençage des nucléotides??

Les informations génétiques sont stockées dans les séquences nucléotidiques de l'ADN ou de l'ARN d'un organisme. Le processus de détermination de l'ordre correct des nucléotides (à l'aide de quatre bases) dans un fragment donné (dans un gène, un groupe de gènes, un chromosome et un génome complet) est appelé séquençage de nucléotides.. Il est très important d'analyser la structure et la fonction des gènes dans les études génomiques, les études médico-légales, la virologie, la systématique biologique, le diagnostic médical, la biotechnologie et dans de nombreux autres domaines. Il existe différents types de méthodes de séquençage développées par des scientifiques. Parmi eux, Séquençage Sanger développé par Frederick Sanger en 1977 a été largement utilisé et popularisé pendant une longue période jusqu'à ce que Séquençage de nouvelle génération l'a remplacé.

Qu'est-ce que NGS??

Le séquençage de nouvelle génération (NGS) est un terme utilisé pour désigner les processus modernes de séquençage à haut débit. Il décrit différentes technologies modernes de séquençage qui ont révolutionné les études génomiques et la biologie moléculaire. Ces techniques sont le séquençage Illumina, le séquençage Roche 454, le séquençage Ion Proton et le séquençage SOLiD (séquençage par détection de ligature d’oligo). Les systèmes NGS sont plus rapides et moins chers. Quatre méthodes principales de séquençage de l'ADN sont utilisées dans les systèmes NGS, à savoir: pyroséquençage, séquençage par synthèse, séquençage par ligature et séquençage à semi-conducteurs ioniques. Un grand nombre de brins d'ADN ou d'ARN (des millions) peuvent être séquencés en parallèle. Il permet le séquençage de l'ensemble du génome des organismes dans un court laps de temps, contrairement au séquençage de Sanger qui prend plus de temps.

La NGS présente de nombreux avantages par rapport à la méthode de Sanger classique. Il s’agit d’un processus rapide, plus précis et plus rentable qui peut être exécuté avec un échantillon de petite taille. Le NGS peut être utilisé dans les études métagénomiques, dans la détection de variations au sein d'un génome individuel dues à des insertions et des délétions, etc., ainsi que dans l'analyse de l'expression des gènes..

Figure_1: Évolution du séquençage NGS

Qu'est-ce que le séquençage Sanger??

Le séquençage Sanger est une méthode de séquençage mise au point par Frederick Sanger et ses collègues en 1977 pour déterminer l'ordre de nucléotide précis d'un fragment d'ADN donné. Il est également connu comme séquence de terminaison de chaîne ou Séquençage didésoxy. Le principe de fonctionnement de cette méthode est la terminaison de la synthèse de brin par incorporation sélective de didésoxynucléotides à terminaison de chaîne (ddNTP) tels que ddGTP, ddCTP, ddATP et ddTTP par l'ADN polymérase lors de la réplication de l'ADN. Les nucléotides normaux ont des groupes OH en 3 'pour la formation d'une liaison phosphodiester entre les nucléotides adjacents afin de poursuivre la formation du brin. Cependant, les ddNTP n'ont pas ce groupe OH en 3 'et sont incapables de former des liaisons phosphodiester entre les nucléotides. Par conséquent, l’élongation de la chaîne est arrêtée.

Dans cette méthode, l’ADN simple brin à séquencer sert de brin matrice pour in vitro Synthèse de l'ADN. D'autres exigences sont l'amorce oligonucléotidique, les précurseurs de désoxynucléotide et l'enzyme ADN polymérase. Lorsque les extrémités adjacentes du fragment cible sont connues, les amorces peuvent être facilement conçues pour la réplication de l'ADN. Quatre réactions de synthèse d'ADN distinctes sont effectuées dans quatre tubes séparés. Chaque tube a des ddNTP distincts, ainsi que d'autres exigences. À partir du nucléotide particulier, un mélange de dNTP et de ddNTP est ajouté. De même, quatre réactions séparées sont effectuées dans quatre tubes avec quatre mélanges. Après les réactions, la détection de fragments d'ADN et la conversion du motif de fragment en informations de séquence sont effectuées. Les fragments d'ADN obtenus sont dénaturés à la chaleur et séparés par électrophorèse sur gel. Si des nucléotides radioactifs sont utilisés, le motif de formation de bandes dans le gel de polyacrylamide peut être visualisé par autoradiographie. Lorsque cette méthode utilise les didésoxynucléotides marqués par fluorescence, elle peut être atténuée sur le gel lu et passée à travers un faisceau de laser à détecter par le détecteur fluorescent. Pour éviter les erreurs pouvant survenir lorsqu'une séquence est lue à l'œil nu et introduite manuellement dans un ordinateur, cette méthode a été développée pour permettre l'utilisation d'un séquenceur automatique couplé à l'ordinateur..

C'est la méthode utilisée pour séquencer l'ADN du projet du génome humain. Cette méthode est toujours utilisée avec des modifications avancées, car elle fournit des informations de séquence précises, bien qu’elle soit un processus lent et coûteux..

Figure_2: Séquençage Sanger

Quelle est la différence entre NGS et Sanger Sequencing??

NGS vs Sanger Séquençage
Le séquençage de nouvelle génération (NGS) fait référence aux processus modernes de séquençage à haut débit. Il décrit un certain nombre de technologies de séquençage modernes différentes	Le séquençage Sanger est une méthode de séquençage développée par Frederick Sanger pour déterminer l'ordre de nucléotide précis d'un fragment d'ADN donné..
Rentabilité
Le NGS est un procédé moins coûteux car il réduit le temps, la main-d'œuvre et les produits chimiques.	C'est un processus coûteux, car il faut du temps, du personnel et plus de produits chimiques.
La vitesse
C’est plus rapide car la détection chimique et la détection du signal de nombreux brins ont lieu parallèlement..	Cela prend beaucoup de temps, car la détection chimique et la détection de signal se produisent sous la forme de deux processus séparés et que seuls les fils peuvent lire à la fois.
Fiabilité
NGS est fiable.	Le séquençage de Sanger est moins fiable
Taille de l'échantillon
NGS nécessite moins d'ADN.	Cette méthode nécessite une grande quantité d’ADN matrice.
Bases d'ADN par fragment séquencé
Le nombre de bases ADN par fragment séquencé est inférieur à la méthode de Sanger	Les séquences génératrices sont plus longues que les séquences NGS.

Résumé - NGS vs Sanger Sequencing

NGS et Sanger Sequencing sont des techniques de séquençage de nucléotides largement utilisées en biologie moléculaire. Le séquençage de Sanger est une méthode de séquençage précoce qui a été remplacée par la NGS. La principale différence entre le séquençage NGS et Sanger est que le NGS est un processus rapide, plus précis et plus économique que le séquençage Sanger. Les deux techniques ont provoqué des épidémies majeures en génétique et en biotechnologie.

Référence:
1. Nowrousian, Minou. «Techniques de séquençage de nouvelle génération pour les micro-organismes eucaryotes: solutions aux problèmes biologiques fondées sur le séquençage». Eukaryotic Cell. American Society for Microbiology, septembre 2010. Web. 18 février 2017
2. Sanger, F., S. Nicklen et A. R. Coulson. «Séquençage de l'ADN avec des inhibiteurs de terminaison de chaîne». Actes de la National Academy of Sciences 74.12 (1977): 5463-467. Web.
3. Liu, Lin, Yinhu Li, Siliang Li, Ni Hu, Yimin He, Ray Pong, Danni Lin, Lihua Lu et Maggie Law. «Comparaison des systèmes de séquençage de nouvelle génération.» Journal of Biomedicine and Biotechnology 2012 (2012): 1-11. Web.

Courtoisie d'image:
“Sanger-sequencing” de Estevezj - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons 
«Développements dans le séquençage de prochaine génération» Par Nederbragt, Lex (2012) - (CC BY 3.0) via Wikimedia Commons