Qu’est-ce que l’ARNr 18S ?
L’ARN ribosomique 18S (ARNr 18S) est un composant de la petite sous-unité ribosomique eucaryote (40S), et 40S et 60S constituent les ribosomes eucaryotes. En tant qu’ARN structurel des ribosomes eucaryotes, l’ARNr 18S, homologue de l’ARNr 16S chez les procaryotes et les mitochondries, est donc l’un des composants essentiels de toutes les cellules eucaryotes. Les gènes codant pour l’ARNr 18S sont largement utilisés dans l’analyse phylogénétique et le dépistage de la biodiversité environnementale.
Figure 1. Ribosome 70S procaryote et ribosome 80S eucaryote.
L’ARNr 18S comme marqueur pour les études de biodiversité
Le gène de l’ARNr 18S est un marqueur moléculaire commun pour les études de biodiversité car il est hautement conservé au sein de l’espèce (similarités proches de 100%) et aide aux analyses au niveau des espèces. Comme l’ARNr 16S, le gène de l’ARNr 18S possède neuf régions variables (V1-V9). Des études antérieures ont testé les résolutions taxonomiques du gène de l’ARNr 18S à différents niveaux taxonomiques (Wu et al. 2015) et sont arrivées aux conclusions suivantes : i. les séquences complètes de l’ARNr 18S ou les régions partielles (autour de V2, V4 et V9) du gène de l’ARNr 18S sont utiles pour la discrimination des échantillons aux niveaux des familles et des ordres ; ii. V9 a une résolution plus élevée au niveau du genre ; iii. V4 est la région la plus divergente en longueur, qui serait un candidat marqueur pour l’étude phylogénétique des spécimens d’Acartia.
Une fois que nous avons obtenu les séquences d’ARNr 18S, elles pourraient être utilisées pour les résolutions taxonomiques et l’analyse de la diversité dans les communautés eucaryotes. Alors que le séquençage du gène de l’ARNr 16S donne un aperçu de la diversité bactérienne, le séquençage du gène de l’ARNr 18S peut offrir un aperçu de la diversité fongique. La structure taxonomique des communautés microbiennes procaryotes et eucaryotes peut être déterminée par le séquençage du gène de l’ARNr 16S et 18S. Il est crucial de comprendre les niches écologiques qui contribuent au développement des pathogènes environnementaux.
Quelle est la différence entre l’ARNr 18S et l’ITS dans l’analyse métagénomique ?
L’ITS (région intercalaire transcriptionnelle interne) est située entre les gènes de l’ARNr 18S et 5,8S et présente un degré élevé de variation de séquence. Comme l’ARNr 18S, l’ITS est souvent utilisé dans l’analyse métagénomique. Cependant, l’ARNr 18S est principalement utilisé pour les études taxonomiques à haute résolution des champignons, tandis que la région ITS est principalement utilisée pour les études de diversité fongique en tant que marqueur de code-barres fongique. Par rapport au 18S, l’ITS est plus variable et ainsi, plus approprié comme marqueur génétique pour mesurer la diversité génétique intraspécifique.
Figure 2. Schéma des gènes d’ARNr eucaryotes.
Imprimantes pour l’ARNr 18S
Il existe de nombreuses amorces disponibles pour l’ARNr 18S, comme indiqué dans le tableau 1. Avec les amorces NS1 et NS8, on peut obtenir une longueur supérieure à 1 600 pb (la longueur complète de l’ARNr 18S est d’environ 1 800 pb). Alternativement, les séquences d’ARNr 18S disponibles dans les bases de données telles que Silva (https://www.arb-silva.de/) et EukRef (http://eukref.org/) peuvent être utilisées pour la conception des amorces.
Tableau 1. Amorces pour l’ARNr 18S (de l’université de Berkeley en Californie).
| Nom | Séquence d’amorces | Tm |
| NS1 | GTAGTCATATGCTTGTCTC | 49 |
| CNS1 | GAGACAAGCATATGACTACTG | 55 |
| NS2 | GGCTGCTGGCACCAGACTTGC | 65 |
| NS3 | GCAAGTCTGGTGCCAGCAGCC | 65 |
| NS4 | CTTCCGTCAATTCCTTTAAG | {62} |
| NS5 | AACTTAAAGGAATTGACGGAAG | 55 |
| NS6 | GCATCACAGACCTGTTATTGCCTC | {72} |
| NS7 | GAGGCAATAACAGGTCTGTGATGC | {72} |
| NS8 | TCCGCAGGTTCACCTACGGA | 59 |
| TW9 | TAAGCCATGCATGTCT | |
| TW10 | GCGGTAATTCCAGCTCC | . |
| TW11 | GGAGTGGAGCCTGCGGCT | |
| TW12 | AAGTCGTAACAAGGTTT | 53 |
| CTW12 | AAACCTTGTTACGACTT | 53 |
| NS17 | CATGTCTAAGTTTAAGCAA | 55 |
| NS18 | CTCATTCCAATTACAAGACC | 60 |
| NS19 | CCGGAGAAGGAGCCTGAGAAAC | 74 |
| NS20 | CGTCCCTATTAATCATTACG | 61 |
| NS21-ag | GAATAATAGAATAGGACG | 50 |
| NS21-ls | AATATACGCTATTGGAGCTGG | |
| NS22 | AATTAAGCAGACAAATCACT | 57 |
| NS23 | GACTCAACGGGAAACTC | 64 |
| NS24 | AAACCTTGTTACGACTTTTA | 58 |
| NS25 | GTGGTAATTCTAGAGCTAATACT | |
| CNS25 | ATGTATTAGCTAGAATTACCAC | |
| NS26 | CTGCCCTATCAACTTTCGA | |
| CNS26 | TCGAAAGTTGATAGGGCAG | |
| VANS1 | GTCTAGTATAATCGTTATACAGG | 57 |
| MB1 | GGAGTATGGTCGCAAGGCTG | |
| CMB1 | CAGCCTTGCGACCATACTCC | |
| MB2 | GTGAGTTTCCGTGTTGAG | 57 |
| Basid 1 | TTGCTACATGGATAACTGTG | 49 |
| Basid 2 | CTGTTAAGACTACAACGG | |
| Basid 3 | AGAGTGTTCAAAGCAGGC | |
| Basid 4 | CTCACTAAGCCATTCAATCGG | |
| NS1.5R | TCTAGAGCTAATACATGC(T/C)G | 52 |
| NS2.8R | GGCCCTCAAATCTAAGGATT | 53 |
| CNS2.8R | AATTTGCGCCTGCTGCAA | 57 |
| NS3.2R | CGTATATTAAAATTGTTGAC | 45 |
| CNS3.3R | GACTACGAGCTTTTTAACGT | 51 |
| CNS3.5R | TTTCGCAGTAGTTTGTCTTA | 49 |
| NS3.6R | CAAACTGCGAAAGCATC | 53 |
| CNS3.6R | AATGAAGTCATCCTTGGCAG | 53 |
CD Genomics est prêt à fournir des services de caractérisation 18S fiables, notamment le séquençage d’amplicons 16S/18S/ITS par NGS et le séquençage 16S/18S/ITS complet par la technologie SMRT de PacBio. Veuillez contacter nos scientifiques pour des informations plus détaillées.
- Berkeley université de Californie (https://nature.berkeley.edu/brunslab/tour/primers.html#18s)
- Buse H Y, Lu J, Lu X, et al. Diversités microbiennes (pyroséquençage des gènes d’ARNr 16S et 18S) et agents pathogènes environnementaux au sein des biofilms d’eau potable cultivés sur les matériaux de plomberie de prémisse commune unplasticized polyvinylchloride et cuivre. FEMS microbiologie écologie, 2014, 88(2) : 280-295.
- Wu S, Xiong J, Yu Y. Résolutions taxonomiques basées sur les gènes d’ARNr 18S : une étude de cas de la sous-classe des copépodes. PloS one, 2015, 10(6) : e0131498.