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Version PDF      Génomique des Micro-Organismes Pathogènes


  Responsable : Frank KUNST, Philippe GLASER (fkunst@pasteur.fr, pglaser@pasteur.fr)


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Les recherches menées dans le laboratoire de Génomique des Microorganismes Pathogènes ont pour objectif d'élucider les bases génomiques de l'acquisition de la virulence par des bactéries pathogènes. Dans ce but, nous combinons l'étude de la diversité et de l'évolution des microorganismes pathogènes et l'analyse de l'expression globale des gènes à l'aide de puces à ADN. Nous étudions cinq bactéries pathogènes : Listeria monocytogenes, Listeria ivanovii, Streptococcus agalactiae, Photorhabdus luminescens et Neisseria meningitidis.



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Analyse génomique du genre Listeria (C. Buchrieser, E. Milohanic, C. Rusniok , T. Vallaeys, P . Glaser)

Listeria monocytogenes est une bactérie responsable d'infections d'origine alimentaire, mortelle dans 30 % des cas, dont les signes cliniques les plus fréquents sont des méningites, des avortements et des infections néonatales. Le genre Listeria comprend deux espèces pathogènes, L. monocytogenes et L. ivanovii (pathogène des ruminants), et quatre non-pathogènes : L. innocua, L. seeligeri, L. welshimeri et L. grayi. La séquence génomique de la souche EGDe de Listeria monocytogenes (2,94 mégabases) a été déterminée entièrement, dans le cadre d'un programme européen coordonné par P. Cossart (Institut Pasteur) et P. Glaser. Nous avons comparé cette séquence à celle de L. innocua déterminée par notre équipe (P. Glaser et al. 2001. Science 294 : 849-852 ; brevets FR n°0004629 et FR n° 0012697). Afin de comprendre les flux de gènes et la diversité au sein du genre Listeria, nous avons partiellement séquencé le génome d'une souche épidémique de L. monocytogenes (sérovar 4b), et - en collaboration avec le consortium allemand " Pathogenomics " - nous séquençons les génomes de L. ivanovii et de L. grayi. Afin de comprendre les bases moléculaires de la virulence de L. monocytogenes et de certaines souches particulièrement virulentes, nous étendons ces analyses génomiques à un grand nombre d'isolats. En collaboration avec le Laboratoire de Référence des Listeria (dirigé par P. Martin), nous avons élaboré des macro-arrays portant les gènes absents dans au moins une des trois souches de Listeria (L. monocytogenes EGDe, 4b et L. innocua). Les résultats d'hybridation obtenus pour plus de cent souches d'origine et de caractéristiques différentes démontrent qu'il s'agit d'un outil de typage et de diagnostic puissant permettant de différencier les espèces du genre Listeria et de subdiviser les souches appartenant à l'espèce L. monocytogenes en cinq groupes, et plusieurs sous-groupes. Ces résultats nous ont permis d'établir des marqueurs spécifiques pour chaque sous-groupe et d'identifier des gènes probablement impliqués dans la virulence.

En collaboration avec l'Unité des Interactions Bactéries-Cellules (dirigée par P. Cossart), nous avons associé à ces études génomiques une étude globale de la transcription au moyen de macroarrays. En particulier, nous avons étudié les cibles du régulateur de virulence PrfA. L'effet de la mutation prfA est plus complexe que nous ne l'avions imaginé. PrfA contrôle directement ou indirectement trois classes de gènes. Ces travaux nous ont conduit à proposer les hypothèses suivantes : 1) les gènes de virulence de Listeria monocytogenes ne sont pas activés en présence du cellobiose dans le milieu de culture, confortant les résultats obtenus dans d'autres laboratoires. La présence de cellobiose pourrait être un signal indiquant des conditions de croissance non-infectieuses; 2) PrfA agit apparemment à la fois comme activateur et répresseur ; 3) chez L. monocytogenes il existe apparemment une relation entre deux régulons, le régulon PrfA et le régulon de stress dépendant de sigma B (Milohanic et al., 2002. Mol. Microbiol., sous presse).

Analyse du génome de Photorhabdus luminescens (E. Duchaud, C. Rusniok, F. Kunst)

Photorhabdus luminescens est une bactérie commensale d'un nématode et un parasite d'insecte. Cette bactérie est à la fois un modèle pour l'étude des interactions hôte-parasite et, potentiellement, une bactérie industrielle en raison de sa capacité à synthétiser de nombreuses toxines (insecticides, bactéricides et fongicides) et à sécréter de nombreuses enzymes. La séquence complète de son génome, long de 5,68 mégabases, a été déterminée et annotée. En collaboration avec le Laboratoire de Pathologie Comparée, dirigée par N. Boemare (INRA, Montpellier), l'Unité de Génétique des Génomes Microbiens, dirigée par A. Danchin (Institut Pasteur), et la société Aventis CropScience nous avons identifié de nombreux gènes codant pour des toxines. Trois demandes de brevet ont été déposées (PCT FR n° 0200483 ; FR n° 0204798 et FR n° 0204799). Un manuscrit décrivant l'analyse de ce génome est en préparation.

Analyse du génomede Streptococcus agalactiae (M. Zouine, E. Couvé, C. Rusniok, C. Buchrieser, P. Glaser, F. Kunst)

Streptococcus agalactiae est responsable d'infections bactériennes néo-natales, de 85% des méningites du nouveau-né (< 2 mois) et de 10% de celles du nourrisson (2 mois à un an). En collaboration avec l'équipe de P. Trieu Cuot (Faculté de Médecine Necker) nous avons déterminé la séquence complète du génome de la souche NEM316 qui a été responsable d'un cas de septicémie fatale chez un nouveau-né. Ce génome est long de 2,2 mégabases et nous y avons prédit 2136 gènes. Un résultat surprenant de l'analyse de ce génome a été l'identification de 14 régions correspondant à des îlots mobiles. La majorité des gènes de virulence connus ou potentiels se trouvent dans ces régions. Certaines ont donc toutes les caractéristiques d'îlots de pathogénicité. La situation est donc très différente de celle trouvée pour d'autres streptocoques pathogènes, comme S. pneumoniae ou S. pyogenes, et rappelle celle trouvée chez les souches pathogènes d'Escherichia coli. L'analyse de ce génome nous a aussi permis d'identifier un grand nombre de protéines de surface du S. agalactiae, qui sont potentiellement utilisables comme constituants de vaccins (Glaser et al. 2002. Mol. Microbiol. 45 : 1499-1513 ; brevet PCT FR n° 0201460).

Récemment nous avons développé des macro-arrays portants des sondes représentant l'ensemble des gènes de S. agalactiae. En collaboration avec l'équipe de P. Trieu-Cuot (Faculté de Médecine Necker), nous étudions l'effet des conditions de culture en relation avec le processus infectieux (pH, stress oxydatif, anaérobiose, croissance en présence du sérum humain) et de mutations de gènes régulateurs sur la transcription globale afin d'évaluer l'importance de ces conditions et de ces régulateurs pour l'identification de nouveaux gènes de virulence et le développement de vaccins.

Analyse du génome de Neisseria meningitidis (C. Rusniok, C. Buchrieser, E. Couvé, P. Glaser)

Neisseria meningitidis est l'agent responsable de méningites à méningocoques. Vladimir Pelicic (Faculté de Médecine Necker) a construit une collection de 4000 mutants d'insertion de la souche de N. meningitidis 8013 (Sérogroupe C). Son équipe détermine par séquençage les sites d'insertion de ces 4000 transposons. En collaboration avec C. Bouchier (Génopole Institut Pasteur), nous déterminons la séquence complète du génome de cette souche. Nous aurons alors à notre disposition un outil unique comprenant la séquence complète du génome de la souche parentale, et une collection de 4000 souches mutantes caractérisées au niveau moléculaire. L'étape suivante sera la caractérisation phénotypique de ces souches mutantes. Notre équipement en robots facilitera cette analyse.

Mots-clés: génomique, génomique comparative, évolution, arrays, microorganismes pathogènes, virulence



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  personnel

  Secrétariat Chercheurs Stagiaires Autre personnel
  DULIEU Isabelle (idulieu@pasteur.fr)

LUCHIER Françoise (fluchier@pasteur.fr)

BUCHRIESER Carmen, IP (Chargé de Recherche IP,cbuch@pasteur.fr)

GLASER Philippe, IP (Chef de Laboratoire IP,pglaser@pasteur.fr)

KUNST Frank, CNRS, IP (DR2 CNRS, Chef de Laboratoire IP,fkunst@pasteur.fr)

VALLAEYS Tatiana, INRA (CR1,vallaeys@pasteur.fr)

CAZALET Christel, CNRS (Étudiante en thèse,ccazalet@pasteur.fr)

DUCHAUD Eric, IP (Chercheur post-doctoral,educhaud@pasteur.fr)

FEURER Carole, IP (Boursière, Master’s degree Univ. Cork, Irlande)

MILOHANIC Eliane (Chercheur post-doctoralemilohan@pasteur.fr)

ZOUINE Mohamed, IP (Chercheur post-doctoral,mzouine@pasteur.fr)

CHETOUANI Farid, IP (Ingénieur)

COUVÉ Elisabeth, IP (Technicienne supérieure,ecouve@pasteur.fr)

DOUALOT Harry, IP (Aide de Laboratoire)

RUSNIOK Christophe, IP (Technicien supérieur,rusniok@pasteur.fr)


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