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INSTITUT DE BIOLOGIE DE L'ÉCOLE NORMALE SUPÉRIEURE

Services

Nous offrons des services de génomique en séquençage à haut débit. Nous sommes spécialisés sur les applications de génomique fonctionnelle, plus particulièrement l’analyse du transcriptome (RNA-seq) et du régulome (ChIP-Seq, épitranscriptomique), chez tous les eucaryotes. Nous avons une expertise dans le séquençage en lecture longue (Nanopore).

Nous proposons aussi un service de séquençage « ready-to-load », pour les utilisateurs fabriquant leurs propres banques.

Transcriptome eucaryote (RNA-seq)

Nous proposons un service de RNA-seq avec séquençage lectures courtes Illumina (NextSeq 2000) et lectures longues (Oxford Nanopore Technologies MinION).

Applications générales : Les données RNA-seq peuvent servir à quantifier les ARN, mesurer des différences d’expression de gènes ou isoformes, analyser des variants d’épissage ou des polymorphismes, assembler des transcriptomes de novo (si la séquence génomique n’est pas disponible ou l’annotation fragmentaire).

Nature des échantillons : Nous travaillons sur la plateforme avec de nombreuses espèces animales eucaryotes que ce soient des organismes modèles ou non (humain, rat, souris, poissons, grenouilles, mouches, papillons, meduses, levures, plantes…). Les échantillons sont les ARN totaux (nous ne proposons pas l’étape d’extraction des ARN), qui peuvent provenir de cellules (y compris triées), tissus (y compris fixés), biopsies…

Services proposés :

  • Aide au dessin expérimental,
  • Quantification des ARN, contrôles qualités des ARN,
  • Construction des banques (directionnelles ou non directionnelles) pour séquençage en lectures courtes Illumina, couplé à la purification des ARNm (polyA+) ou à la déplétion des ANRr (capture des ARN codants et non-codants) ou à un protocole pour petites quantités ARNm (polyA+),
  • Construction des banques (non directionnelles) pour le séquençage en lectures longues (Nanopore), avec sélection des ARNm (polyA+), y compris pour des petites quantités d’ARNm,
  • Contrôle qualité des banques, puis séquençage en single-read ou paired-end ou lecture longue (en fonction de l’application),

  • Analyses bioinformatiques automatisées incluses (Illumina) : démultiplexage des données, contrôle qualité des séquences, rapport de qualité, rognage des adaptateurs, alignement des lectures, comptage et analyse différentielle sur des dessins expérimentaux simples (comparaisons deux à deux),
  • Analyses bioinformatiques automatisées incluses (Nanopore) : appel de base, démultiplexage des données, contrôle qualité des séquences,
  • Soumission des résultats dans les dépôts publics incluse (GEO, NCBI) avant publication,
  • Analyses bioinformatiques optionelles réalisées par un·e bioinformaticien·ne : utilisation de génomes et annotations non disponibles dans la base de données Ensembl, dessins expérimentaux complexes, paramètres d’analyse différents de ceux par défaut, analyses de données Nanopore dont recherche d’isoformes.

Transcriptome eucaryote en cellule unique (scRNA-seq)

Nous proposons un service de scRNA-seq (10x Genomics) avec séquençage lectures courtes Illumina (NextSeq 2000) ou lectures longues (Oxford Nanopore Technologies MinION) qui permet d’étudier les isoformes en cellule unique.

Applications générales : Les données scRNA-seq peuvent servir à explorer l’hétérogénéité des cellules au sein d’un tissu (y compris tumeurs), à détecter des sous-populations ou des types cellulaires rares.

Nature des échantillons : Nous travaillons sur la plateforme avec de nombreuses espèces animales eucaryotes que ce soient des organismes modèles ou non (humain, rat, souris, poissons, grenouilles, mouches, papillons, meduses, levures, plantes…). Les échantillons sont soit des cellules fraîches dissociées et/ou triées (seulement en interne à l’IBENS), ou des cellules fixées (nous participons à la mise au point de l’approche de fixation avec le protocole ACME).

Services proposés :

  • Aide au dessin expérimental,
  • Conseils pour la préparation des échantillons,
  • Utilisateurs internes à l’IBENS : utilisation du Chromium 10x Genomics par les porteurs de projets,
  • Utilisateurs externes à l’IBENS : apport d’échantillons fixés avec le protocole ACME,
  • Construction des librairies pour séquençage en lectures courtes Illumina, contrôle qualité des banques, puis séquençage paired-end,
  • Construction des banques pour le séquençage en lectures longues (Nanopore),

  • Analyses bioinformatiques automatisées incluses : démultiplexage des données, contrôle qualité des séquences,
  • Analyses bioinformatiques optionelles réalisées par un·e bioinformaticien·ne : Alignement des lectures sur le génome de référence public ou privé (éventuellement incluant des séquences spécifiques au projet telles que marqueurs fluorescents), comptage avec annotation (publique ou privée), production du rapport  d’analyse du programme CellRanger (10x Genomics).

Régulome (ChIP-seq, m6A)

Nous proposons un service de fabrication de banques ChIP-seq avec séquençage lectures courtes Illumina, ainsi que la détection de bases modifiées sur l’ARN (m6A), par séquençage d’ARN direct (Nanopore).

Applications générales ChIP-seq : Les données ChIP-seq visent à analyser des interactions protéines/ADN en détectant des régions enrichies par immunoprécipitations de la chromatine. Le ChIP-seq permet en autre de localiser des marques d’histones, et caractériser des sites de fixation de facteurs de transcription.

Applications générales m6A : L’épitranscriptomique permet d’identifier et de quantifier des nucléotides modifiés au sein des ARN. La bases modifiée m6A (N6-methyladenine) est la modification la plus commune sur les ARNm eucaryotes.

Nature des échantillons : Nous travaillons sur la plateforme avec de nombreuses espèces animales eucaryotes que ce soient des organismes modèles ou non (humain, rat, souris, poissons, grenouilles, mouches, papillons, meduses, levures, plantes…). ChIP-seq: les échantillons sont la chromatine précipitée. m6A :  Les échantillons sont les ARN totaux (nous ne proposons pas l’étape d’extraction des ARN), qui peuvent provenir de cellules (y compris triées), tissus (y compris fixés), biopsies…

Services proposés :

  • Aide au dessin expérimental,
  • Quantification de l’ADN immunoprécipité ou de l’ARN, contrôles qualités des ARN,
  • Construction des banques pour séquençage ChIP-seq en lectures courtes Illumina paired-end,
  • Construction des banques (non directionnelles) pour le séquençage d’ARN direct en lectures longues (Nanopore, pour détecter les modifications m6A), avec sélection des ARNm polyA+, y compris pour des petites quantités d’ARNm,
  • Contrôle qualité des banques,

  • Analyses bioinformatiques automatisées incluses : démultiplexage des données, contrôle qualité des séquences, rapport de qualité,
  • Soumission des résultats dans les dépôts publics incluse (GEO, NCBI) avant publication,
  • Analyses bioinformatiques optionelles réalisées par un·e bioinformaticien·ne : ChIP-seq: filtrage des lectures de mauvaise qualité, rognage des adaptateurs, alignement des séquences sur le génome de référence public ou privé (éventuellement incluant des séquences spécifiques au projet telles que marqueurs fluorescents). m6A: filtrage des lectures de mauvaise qualité, détection des bases modifiées m6A.

Vue d’ensemble des services proposés

I) Fabrication des banques

Notre plateforme propose les protcoles de fabrication de banque suivants :

  Banques pour séquençage lectures courtes
(Illumina)		 Banques pour séquençage lectures longues
(Oxford Nanopore Technologies)
RNA-seq Purification des ARNm polyA 
Déplétion des ARN ribosomiques (long ARNs non-codants)		 Purification des ARNm polyA
RNA-seq petites quantités Amplification des échantillons de faible quantité Amplification des échantillons de faible quantité

scRNA-seq

 10x Genomics 3’ Gene Expression 10x Genomics 3’ Gene Expression
(protocole scNauMi-seq)
Régulome

ChIP-seq

ARN direct (détection m6A)

 

Le schéma suivant permet de déterminer le type de protocole proposé par notre plateforme le plus adapté aux différentes problématiques :

II) Séquençage

Notre plateforme dispose de séquenceurs de deux fournisseurs différents : Illumina pour les lectures courtes et Oxford Nanopore Technologies pour les lectures longues.

Nous séquençons aussi les banques réalisées par nos utilisateurs (« ready-to-load »).

 

Lectures courtes

Les séquenceurs Illumina permettent de réaliser des séquençages appariés ou non. Lors d’un séquençage apparié, les deux extrémités des inserts entre les adaptateurs sont séquencées contre une seule lors d’un séquençage standard. Dans la plupart des cas, les longueurs des lectures appariées sont identiques (elles sont habituellement notées sous la forme 2 × 75).

La plateforme GenomiqueENS utilise actuellement pour ses services un séquenceur Illumina NextSeq 2000.

Illumina NextSeq 2000
Flowcell P1
(≃ 100 millions de lectures par run)		 Flowcell P2
(≃ 400 millions de lectures par run)		 Flowcell P3
(≃ 1,2 milliards de lectures par run)
Kit Taille (pb) Kit Taille (pb) Kit Taille (pb)
N/A N/A 50 cycles 1 × 50
2 × 25
N/A 100 cycles 1 × 100
2 × 50		 100 cycles 1 × 100
2 × 50
N/A 200 cycles 2 × 100 200 cycles 2 × 100
300 cycles 2 × 150 N/A N/A

 

Lectures longues

Les séquenceurs d’Oxford Nanopore Technologies permettent de réaliser des séquençages d’ADN or d’ARN. Le nombre et la taille des lectures varient selon le type de séqueçages effectué :

Oxford Nanopore Technologies MinION
Kit Taille (pb) Nombre de lectures
ADN
(ADNc)		 Jusqu’à plusieurs centaines de kb
(transcrits pleine longueur pour le RNA-Seq)		 6-8 millions de lectures
ARN direct 1 000  pb en moyenne ≃ 1 millions de lectures

 

III) Analyse bioinformatique

Notre plateforme propose deux niveaux d’accompagnement de ses utilisateurs au niveau bioinformatique (le détail des services d’analyses bioinformatiques est disponible dans les sections décrivant les différentes applications proposées) :

  • Une analyse automatisée incluse dans le coût du séquençage, sans intervention d’un·e bioinformaticien·ne : Appel de base, démultiplaxage, contrôle qualité des séquences, voir plus selon le type d’application
  • Une analyse accompagnée optionelle, avec l’aide d’un·e bioinformaticien·ne

Les analyses bioinformatiques sont seulement réalisées sur les données produites par notre plateforme. Pour analyser des données séquencées ailleurs, nous vous conseillons de vous orienter vers une plateforme bioinformatique.

 

Déroulement d’un projet en collaboration avec notre plateforme

Depuis 2006, nous avons créé un système de « projet accompagné » sous forme de collaboration scientifique qui prend en charge tout le processus expérimental et vous fourni des résultats « prêts à publier ». Vous bénéficiez ainsi de notre expérience et de notre savoir faire depuis le dessin expérimental de vos expériences jusqu’à l’analyse de vos données et la participation à la rédaction des publications.

 

Nous sommes ouvert aux laboratoires publics comme aux entreprises privées. La majorité de nos projets sont effectués pour des personnes extérieures à l’IBENS.

Publications : Affiliation et remerciement à indiquer

La collaboration de recherche mise en place implique que le binôme expérimentation/analyse associé au projet figure dans la liste des auteurs de la première publication présentant les résultats obtenus lorsque la plateforme a participé à la fabrication des banques et/ou à l’analyse des résultats. Ceci ne concerne pas les projets « ready to load ». L’affiliation à utiliser est la suivante :

GenomiqueENS, Institut de Biologie de l'ENS (IBENS), Département de biologie, École normale supérieure, CNRS, INSERM, Université PSL, 75005 Paris, France

Pour tous les projets (y compris les projets « ready to load »), la mention de la participation du réseau « France Génomique » devra apparaître dans la partie remerciements de la publication avec la phrase suivante :

The GenomiqueENS core facility was supported by the France Génomique national infrastructure, funded as part of the "Investissements d'Avenir" program managed by the Agence Nationale de la Recherche (contract ANR-10-INBS-09)