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     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 six bactéries pathogènes : Listeria monocytogenes, Listeria ivanovii, Streptococcus agalactiae, Photorhabdus luminescens, Neisseria meningitidis et Legionella pneumophila.



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Analyse génomique du genre Listeria (C. Buchrieser, C. Rusniok, P. Garrido, 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. Nous avons séquencé, analysé et comparé les séquences génomiques de Listeria monocytogenes EGDe et celle de L. innocua. Afin de comprendre les flux de gènes et la diversité au sein du genre Listeria et de comprendre les bases moléculaires de la virulence de L. monocytogenes nous avons partiellement séquencé le génome d'une souche épidémique de L. monocytogenes (sérovar 4b). En collaboration avec le Laboratoire de Référence des Listeria (dirigé par P. Martin), nous avons élaboré sur la base de ces trois séquences des macro-arrays portant 409 gènes spécifiques d'au moins une des trois souches séquencées. Les résultats d'hybridation obtenus pour 93 souches de L. monocytogenes d'origine et de caractéristiques différentes et de 20 souches représentant toutes les espèces du genre Listeria démontrent qu'il s'agit d'un outil de typage puissant permettant de différencier les espèces du genre Listeria et de subdiviser les souches appartenant à l'espèce L. monocytogenes. Nous avons identifié 18 gènes marqueurs de l'espèce L. monocytogenes ainsi que des gènes marqueurs de sous-groupes au sein de l'espèce L. monocytogenes qui permettent de développer des outils de typage rapide. La connaissance de la distribution des différents gènes, comme des gènes codants des protéines de surface probablement impliquée dans la virulence et l'adaptation de L. monocytogenes, servira de base pour étudier les différences de virulence de différentes souches de L. monocytogenes (Doumith et al. Sous presse). Le consortium allemand " Pathogenomics " déterminent les séquences des genomes de L. seeligeri et de L. welshimeri. En collaboration avec ce consortium, nous déterminons les séquences des génomes de L. ivanovii et de L. grayi. La disponibilité de la séquence génomique d'un représentant de chaque espèce du genre Listeria nous procurera une connaissance approfondie des gènomes de Listeria et servira de modèle pour l'étude de l'évolution des génomes bactériens.

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

Photorhabdus luminescens est une bactérie commensale de nématodes et parasite d'insectes. 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. L'analyse de la séquence complète de son génome, long de 5,68 mégabases, a été publiée (Duchaud et al. 2003). 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 Bayer CropScience nous avons identifié de nombreux gènes codant pour des toxines. Deux demandes de brevet ont été déposées (PCT/FR02/00483 et PCT/FR03/01238).

Analyse du génome de 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 (Institut Pasteur) 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.

Sur la base de cette séquence, nous avons développé des macro-arrays portants des sondes représentant l'ensemble des gènes de S. agalactiae. En collaboration avec les équipes de P. Trieu-Cuot et C. Poyart (Hôpital Cochin), nous avons étudié l'effet des conditions de culture en relation avec le processus infectieux (pH, stress oxydatif, anaérobiose, croissance en présence du sérum humain) ainsi que de la mutation du gène covR codant pour un régulateur transcriptionel de gènes de virulence. L'utilisation de ces puces pour étudier la biodiversité au sein de l'espèce S. agalactiae nous a permis d'identifier un " squelette génomique " très conservé parmi les différentes souches et des zones de plasticité localisées dans des ilôts, représentant dans certains cas des îlots de pathogénicité.

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

Neisseria meningitidis est l'agent responsable de méningites. Vladimir Pelicic (Faculté de Médecine Necker) a construit une collection de 4000 mutants d'insertion de la souche de N. meningitidis 8013 (Sérogroupe C) pour lesquels son équipe a déterminé par séquençage les sites d'insertion des transposons. Nous déterminons la séquence complète du génome de cette souche. Nous sommes actuellement en phase de finition. 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.

Analyse génomique du genre Legionella (C. Cazalet, P. Glaser, C. Buchrieser)

Legionella est une bactérie de l'environnement colonisant la majorité des eaux naturelles et des circuits d'eau. L. pneumophila est responsable de la légionellose, qui représente un problème de santé publique avec 5% des pneumonies communautaires admises à l'hôpital et des cas d'infections nosocomiales. Le nombre de cas déclarés augmente d'environ 30 % par an : 1020 cas ont été signalés en France au cours de l'année 2002. L'espèce L. pneumophila semble avoir un niveau de virulence plus important que les autres espèces, car elle est responsable de 90% des cas de légionellose. Parmi les quinze sérogroupes de L. pneumophila, les isolats de sérogroupe 1 sont associés à 80% des cas.

Nous avons mis en place un projet d'épidémiologie génomique, en collaboration avec le Centre National de Référence des Legionella (Equipe INSERM E320, dirigée par Jérôme Etienne) et la Société Anjou Recherche. En collaboration avec C. Bouchier (Génopole Institut Pasteur), nous déterminons la séquence complète du génome de la souche L. pneumophila dite "Paris", endémique en France et responsable de 10% des cas de légionellose. Pour analyser la diversité génomique au sein de l'espèce L. pneumophila et pour établir un lien avec la virulence, nous avons réalisé le séquençage partiel d'une souche de L. longbeachae, deuxième espèce responsable de légionelloses en Australie et d'une souche non-pathogène, L. anisa. Les premières comparaisons ont révélé une diversité considérable au sein du genre Legionella.

Nous utiliserons l'ensemble de ces informations génomiques pour développer une puce qui servira à la caractérisation génomique d'isolats de Legionella. Notre objectif est d'identifier des facteurs de virulence, de développer un outil de typage et d'associer des caractéristiques génomiques aux souches isolées de malades pour prédire le risque associé à une contamination.

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



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  personnel

  Secrétariat Chercheurs Stagiaires Autre personnel
  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)

VERGASSOLA Massimo, CNRS (DR2, massimo@pasteur.fr)
CAZALET Christel, CNRS (Étudiante en thèse, ccazalet@pasteur.fr)

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

GARRIDO Patricia (Technicienne Supérieure, pgarrido@pasteur.fr

HEJNOVA Jana, (Étudiante en thèse, jana@pasteur.fr)

THOUZEAU Sandrine (Technicienne Supérieure, thouzeau@pasteur.fr)

ZOUINE Mohamed, IP (Chercheur post-doctoral, mzouine@pasteur.fr)
COUVÉ Elisabeth, IP (Technicienne supérieure, ecouve@pasteur.fr)

MOURIER Claude, IP (Aide de Laboratoire), cmourier@pasteur.fr

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

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