UNITÉ DE BACTÉRIOLOGIE MOLÉCULAIRE ET MÉDICALE

Responsable
BARANTON Guy

e-mail : gbaran@pasteur.fr


IP

Département de Bactériologie et Mycologie
Bâtiment Duclaux
Institut Pasteur
25/28 Rue du Dr. Roux
75724 PARIS Cedex 15

Tél
01 4568 8337
Fax
01 4061 3001

Secrétariat

DELARUE Nadine, IP
DUVAQUIER Annie, IP

Chercheurs permanents

CARNIEL Élisabeth, IP
OLD Iain, IP
POSTIC Danièle, IP
SAINT GIRONS Isabelle, IP
WERTS Catherine, IP

Stagiaires de recherche

BACH Sandrine, DEA
BRENOT Audrey, DEA
BIDINOST Carla, Post-doc
BUCHRIESER Carmen, Post-doc
GUINET Françoise, Post-doc
MARTI RAS Nuria, Thèse
MURGIA Rossella, Thèse
RAHALISON Lila, Stage
TORREA Gabriella, Post-doc
YELTON David, Professeur, Université de Morgantown (U.S.A).

Ingénieurs Techniciens Administratifs

BELLENGER Élisabeth, IP
BORONAT Carine, IP
BOURHY Pascale, IP
CHENAL Viviane, IP
CORALIE Gilberte, IP
FOURNIÉ-AMAZOUZ Édith, IP
GUIYOULE Annie, IP
MARGARITA Danielle, CNRS
MARTIN Liliane, IP
SERTOUR Natacha, IP
TRAM Cuong, IP

L'un des pôles de recherche de l'Unité est l'étude des spirochètes avec une direction fondamentale : aspects structurel et fonctionnel de leur génome interaction des spirochètes avec leur hôte, et un domaine appliqué : taxonomie, phylogénie et diagnostic. L'autre groupe bactérien exploré est celui des Yersinia dont, là encore, la structure du génome et son degré de stabilité sont analysés. Certains facteurs ou marqueurs de virulence, dont les gènes sont regroupés en un îlot de haute pathogénicité particulièrementinstable, sont étudiés. L'épidémiologie moléculaire est également un secteur d'intérêt pour les spirochètes comme pour les Yersinia.



Spirochètes : recherche fondamentale

(Responsable non identifié)

Les spirochètes, agents de leptospirose (une anthropozoonose), borréliose de Lyme (transmise par des tiques) et autres spirochétoses sont des bactéries pathogènes à croissance lente. Ces bactéries se prêtent difficilement à l'analyse par la génétique classique car les possibilités de transfert génétique ne sont pas disponibles en routine. La démonstration de la diversité des souches americaines et européennes de B. burgdorferi, alliée aux divers symptômes (dermatologiques, neurologiques et articulaires) a conduit à l'individualisation de nouvelles espèces. L'organisation génomique particulière des spirochètes a été également approfondie: B. burgdorferi a un chromosome linéaire tandis que Leptospira interrogans possède deux chromosomes. Les études des interactions des spirochètes avec leur hôte ont été abordées très récemment.

Les promoteurs des opérons "flgB " et "flgK" de Borrelia burgdorferi sont de type sigma 70

(Iain G. Old)

Les opérons "flgB "et "flgK" comprennent une trentaine de gènes concernant la mobilité et la synthèse des flagelles. Ces opérons ont un promoteur de type sigma 70, suggérant que la régulation des gènes flagellaires de B. burgdorferi est distincte de celle des autres bactéries qui possèdent un facteur sigma flagellaire spécifique.

Chimiotaxie chez B. burgdorferi

(Isabelle Saint Girons)

Le gène cheA spécifiant le senseur du signal de transduction à deux composants et le gène cheW spécifiant l'intermédiaire régulateur de CheA chez B. burgdorferi, ont été clonés et caractérisés. Les gènes cheA et cheW sont organisés en opéron.

L'uridine kinase de B. burgdorferi

(Caroline Boursaux-Eude en collaboration avec Anne-Marie Gilles et Octavian Barzu, Unité des Régulations cellulaires)

L'uridine kinase est un enzyme de la voie de recyclage pour l'utilisation endogène des pyrimidines. Le gène urk correspondant de B. burgdorferi a été cloné et séquencé. Nous avons surproduit la protéine et effectué sa séquence N-terminale. L'insolubilité de la protéine n'a pas permis de détecter d'activité uridine kinase.

Nouvelles espèces de spirochètes intestinaux

(Edith Fournié-Amazouz)

Les spirochètes intestinaux comprenaient trois espèces: Serpulina hyodysenteriae (dysenterie chez le porc), S. innocens (non pathogène) et S. pilosicoli (spirochétose intestinale chez le porc et bactéries identifiées dans le sang de patients humains). Nous avons défini deux nouvelles espèces: S. intermedia et S. murdochii, non pathogènes pour le porc.

Sulhydrylation directe pour la biosynthèse de la methionine chez Leptospira

(Jamila Belfaiza)

Nous avons montré que la première étape de la voie de biosynthèse de la methionine chez Leptospira est catalysée par une homoserine O-acetyltransferase; la seconde étape est catalysée par une homoserine O-acetylsulfhydrylase. La voie de biosynthèse proposée est similaire à la voie connue chez la levure.

Leptospires et invasion cellulaire

(Fabrice Merien)

Avec l'équipe de l'Institut Pasteur de Nouvelle-Calédonie,il a été montré par double marquage fluorescent que les leptospires virulents sont internalisés par des cellules Vero ou des macrophages en culture. Les saprophytes, comme les variants avirulents isogéniques, restent extracellulaires. Cette capacité invasive se manifeste en 20' mais décroît très vite avec les subcultures. Chez les macrophages, un phénomène d'apoptose est démontré.

Histoire moléculaire de Borrelia burgdorferi sensu stricto (B.b.s.s)

(Nuria Marti Ras)

Nous avons complété une étude génomique ayant montré la diversité supérieure des souches américaines de B.b.s.s. comparées aux souches européennes en la centrant sur un gène très variable : ospC. La comparaison des séquences de 21 souches américaines à 21 européennes a confirmé le point précédent et permis d'observer la totale conservation des séquences dans chacun des clones européens. Ceci démontre que cette espèce a très récemment migré d'Amérique vers l'Europe. La confrontation avec des données épidémiologiques suggère que cette migration s'est faite postérieurement à la découverte de l'Amérique.

Taxonomie des Borrelia européennes

(Anne Le Fleche)

Des groupes génomiques de Borrelia non pathogènes appartenant au complexe Borrelia burgdorferi sensu lato (B.b.s.l.) que nous avions identifié ont été officiellement décrits. La séquence du gène codant l'ARN16S a été déterminée pour ces deux espèces, B. valaisiana et B. lusitaniae, et des moyens rapides d'identification en ont été déduits.

Répartition géographique des différentes espèces de B. b.s.l.

(Danièle Postic)

En collaboration, nous avons identifié par PCR-RFLP, 365 souches de l'ex URSS et des pays voisins. Ceci nous a montré que B.b.s.s., B. valaisiana et B. lusitaniae sont limitées à la zone du vecteur I.ricinus (Europe). A l'inverse, B. garinii et B. afzelii sont répandues dans les zones à I. ricinus et I. persulcatus, soit toute l'Eurasie. Cependant, un sous-groupe de B. garinii dit NT29 est, lui, limité à I. persulcatus (Asie). A été également montrée la fréquence (près de 10 %) des infections à plusieurs espèces chez les vecteurs comme chez les hôtes.

Centre National de Référence des Leptospires et Centre Collaborateur OMS/FAO

(Danièle Postic)

Participation au diagnostic des leptospiroses, recueil et traitement des données épidémiologiques, identification et typage des souches reçues de métropole, des DOM-TOM et de l'étranger. Diffusion des résultats épidémiologiques. Cette surveillance permanente et passive est de temps à autre confrontée à des données de surveillance active. Ces Centres bénéficient des retombées du secteur recherche en disposant des outils moléculaires d'identification et de typage.

Le Laboratoire des Legionella et Francisella

(Cuong Tram)

Production d'antigènes pour le CBMS, réalisation d'expertises pour des industriels ou des collectivites, détection par PCR, isolements, épidémiologie et collection de souches de ces 2 genres bacteriens.

Yersinia

Le genre Yersinia comprend trois espèces pathogènes pour l'homme. Y. pseudotuberculosis et Y. enterocolitica, largement répandues dans tous les pays tempérés et froids, sont responsables d'une symptomatologie digestive. Y. pestis est l'agent de la peste, maladie qui sévit sous forme endémo-épidémique en Afrique, Asie et Amérique. Le laboratoire des Yersinia étudie les facteurs responsables de la pathogénicité plus ou moins élevée des différentes espèces de Yersinia, les paramètres qui modulent l'expression de ces facteurs et l'organisation du génome de ces bactéries. Il a d'autre part des activités appliquées à la santé publique au niveau national (Centre National de Référence) et international (Centre Collaborateur de l'OMS).

Caractérisation d'îlots de haute pathogénicité

(Responsable non identifié)

Certaines Yersinia pathogènes hébergent des gènes de virulence regroupés en îlots de pathogénicité qui leur confèrent un haut degré de pathogénicité. Notre laboratoire étudie et compare les îlots des trois espèces pathogènes de Yersinia, leur degré d'instabilité, les mécanismes d'excision, les gènes portés, et leur importance dans la virulence bactérienne.

Plasticité génomique de Y. pestis dans son milieu naturel

(Responsable non identifié)

In vitro, nous avions montré que le génome de Y. pestis était très instable. Nous étudions maintenant cette plasticité génomique lorsque la bactérie est dans son milieu naturel. L'analyse de l'évolution de différents marqueurs génotypiques (gènes rRNA, plasmides, profil génomique global) a permis de mettre en évidence l'apparition récente de nouveaux variants dans un foyer naturel de peste. Ces variants, qui semblent s'étendre localement et auraient tendance à supplanter la souche initiale, sont de type clonal. Il est probable que les réarrangements génomiques observés leur ont conféré des avantages sélectifs.

Caractérisation de la première souche de Y. pestis multirésistante aux antibiotiques.

(Responsable non identifié)

Y. pestis était jusqu'à présent considérée comme sensible à tous les antibiotiques actifs sur les bactéries à Gram négatif. Une souche de Y. pestis présentant un haut niveau de résistance à de nombreux antibiotiques, dont ceux recommandés pour le traitement et la prophylaxie de la peste, a été isolée récemment à Madagascar. L'analyse de cette souche a montré que la résistance était médiée par un plasmide auto-transférable, transmissible à haute fréquence à d'autres souches de Y. pestis. Certains des gènes de résistance sont localisés sur une structure de type intégron. Ce plasmide proviendrait originellement d'une entérobactérie mais se serait adapté depuis à l'espèce Y. pestis.

Centre National de Référence des Yersinia.

L'activité du CNR des Yersinia porte sur la caractérisation de souches, principalement d'origine humaine. Le centre a de plus des activités de recherche appliquées à l'épidémiologie, à la thérapeutique et au diagnostic clinique. Il participe à la description de formes cliniques inhabituelles de yersinioses et à l'élaboration de nouvelles techniques de diagnostic biologique.

Centre Collaborateur de l'OMS

L'activité du centre collaborateur OMS de Référence et de Recherche pour les Yersinia porte sur le typage des souches isolées du monde entier, la conservation de ces souches, la fourniture de matériel biologique, de protocoles, de conseils pratiques ou de références bibliographiques, la formation de stagiaires étrangers, et la formulation de recommandations. Le centre a de plus une activité d'expertise de souches atypiques et participe à des missions sur le terrain.



One axis of the research of the unit is the study of the spirochetes using both a fundamental approach (structural and functional aspects of their genomes, and interactions of spirochetes with their hosts) and an applied approach (taxonomy, phylogeny and diagnostic). The other axis which is explored is the bacterial group from the genus Yersinia. Here the grouping together of particular pathogenicity genes into unstable pathogenicity islands is being analyzed as is the degree of stability of the whole genome. Molecular epidemiology is also of interest for both spirochetes and Yersinia. Spirochetes, agents of leptospirosis (an anthropozoonosis), Lyme borreliosis (transmitted by ticks) and other spirochetoses, are fastidious, pathogenic bacteria with poorly understood genetics; genetic transfer is not routinely possible with these organisms. The demonstration of the diversity of American and European strains of B. burgdorferi accompanied by various symptoms (dermatologic, neurologic and articular) has lead to the definition of new species. Another interest is with the unusual organisation of the genomes of spirochetes: B. burgdorferi having a linear chromosome and Leptospira interrogans having two circular chromosomes. The genus Yersinia includes three species pathogenic for man. Y. pseudotuberculosis and Y. enterocholitica are responsible for infections of the gastrointestinal tract of humans living in both temperate and cold climates while Y. pestis, the plague agent, is present at an endemic-epidemic level in Africa, Asia, and the Americas. The Yersinia laboratory is studying both the genes responsible for the differing degrees of virulence seen in the various species and the stimuli which influence their expression, as well as the organisation of this bacterial genome. Research applied to public health is conducted at a national level within the national reference center and at an international level within the WHO collaborating center.


Sites d'intérêt

http://www.pasteur.fr/Bio/borrelia/Welcome.html
http://www.pasteur.fr/Bio/leptospira/leptospira.html