5. Arbre phylogénétique des génomes séquencés de fin décembre 2019 à fin février 2020

4. Arbre phylogénétique des génomes séquencés de fin décembre 2019 à fin février 2020

On dispose des séquences de 9 génomes de Sars-CoV-2 prélevés chez des patients en Ile de France ainsi que des dates où leur analyse a été réalisée.

Sars-CoV-2-Séquences démarche terminale.edi

On peut demander de reconstituer l’évolution clonale de ces génomes à partir de ces séquences.

Le premier travail à faire est de comparer ces séquences à une séquence de référence (celle du premier génome séquencé à Wuhan - Chine) afin de localiser de façon précise les mutations qu’elles possèdent et leur nature (substitution de nucléotides).

Les séquences ayant la même longueur, un alignement sans discontinuités permet une comparaison rapide malgré la longueur des séquences voisine de 30000 nucléotides.

La réalisation de ces comparaisons doit conduire à la matrice suivante.

Les astérisques indiquent que la mutation est présente dans telle ou telle séquence.

Maintenant, il s’agit de faire un arbre phylogénétique à partir de ces séquences. Sur le modèle de l'exemple fourni plus haut, on peut procéder de la manière suivante.

1. Toutes les séquences ont 6 mutations en commun. Elles les ont héritées d’un ancêtre commun qui les possédait. Elles forment donc un clone défini par ces mutations. On peut représenter cela par une ligne verticale correspondant à la racine de l’arbre.
2. Les deux virus, 1980 et 2532 n’ont pas d’autres mutations. On peut donc les situer sur cette ligne verticale.
3. Les deux séquences 2768 et 3170 ont une mutation qui est propre à chacune d’elles. On peut placer chacune sur une ligne horizontale courte partant de la ligne verticale avec à l’extrémité un rond représentant l'individu chez lequel le virus a été séquencé.
4. La séquence 4432 possède deux mutations qui lui sont propres, ce qui amène à la situer à l’extrémité d’une branche horizontale un peu plus longue.
5. La séquence 4843 est à situer à l’extrémité d’une branche horizontale indépendante et assez longue pour traduite les 3 mutations qui lui sont propres.
6. La séquence 3384 possède 4 mutations qui lui sont propres. On situe ce génome à l’extrémité d’une branche horizontale assez longue pour traduire les 4 mutations qui la définissent.
7. Les séquences 4791 et 4793 possèdent en commun deux mutations. Il faut traduire cela par une ligne horizontale qui se divise en deux branches avec, à l’extrémité de chacune, une séquence. La branche 4793 étant un peu plus longue que la branche 4791 car possédant une mutation supplémentaire.
8. Sur chacune des branches, on peut représenter une mutation par un trait vertical.

En conclusion, cet exemple illustre bien la notion de clone. Un clone étant défini par tous les virus qui possèdent les mêmes mutations, toutes les séquences ayant les 6 mêmes mutations font partie d’un même clone.

Les virus 4791 et 4793 possédant en plus deux mutations que ne possèdent pas les autres séquences font partie d’un même sous clone du clone précédent. C’est ce que traduit la branche qui bifurque vers chacune de ces 2 séquences.