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Les multiples facettes de Lactococcus lactis: de la plasticité chromosomique à la diversité génomique

Daveran-Mingot, Marie-Line Les multiples facettes de Lactococcus lactis: de la plasticité chromosomique à la diversité génomique. (2014) [HDR]

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Abstract

Depuis toujours, le concept d’espèce bactérienne a été sujet à polémique entre les microbiologistes (Rosselló-Mora & Amann, 2001). Ceci est dû en partie aux nombreux échanges génétiques (transfert horizontal), même entre individus très éloignés. Pour des raisons pratiques et aussi pour satisfaire nos esprits cartésiens soucieux « de mettre tout individu dans une case », les scientifiques ont regroupé les microorganismes en fonction de certains caractères qu’ils avaient en commun, caractères définis par des méthodes phénotypiques et moléculaires (Stackebrandt et al., 2002). Pourtant comment regrouper sous une même définition des organismes dont la diversité génétique et phénotypique est continuellement mise à jour ? Le développement du séquençage en masse des génomes couplé à des analyses de génomique comparative ont permis de montrer une grande variabilité, même entre souches d’une même espèce. Les premiers travaux effectués dans ce sens par Tettelin (Tettelin et al., 2005), portaient sur la séquence de 8 souches de Streptococcus agalactiae. Environ 20% des gènes de la souche de référence étaient absents d’au moins une des autres souches. Ainsi, une seule souche ne pouvait plus représenter la totalité d’une espèce. La notion de pan-génome était née. Ce dernier est composé du génome coeur, commun à toutes les souches de l’espèce, et du génome accessoire partagé par une ou plusieurs souches. Ce génome accessoire est souvent appelé génome adaptatif car il contient des gènes impliqués dans des styles de vie particuliers. Enfin, un peu de diversité arrivait dans ce monde trop uniforme de microorganismes ! Il n’y avait plus une souche représentative d’une espèce, mais des dizaines, centaines, milliers de souches pour satisfaire nos esprits. Pour décrire ce pan-génome, la première question qui se pose est d’évaluer l’étendue de la diversité. La diversité peut s’appréhender à différents niveaux : tout d’abord au niveau des réarrangements chromosomiques (translocations, inversions) qui peuvent se produire. Ces derniers ne modifient pas le contenu génétique, mais perturbent l’architecture du chromosome. Ensuite, les réarrangements introduisant des insertions ou des délétions vont modifier le contenu génétique et amènent une diversité génomique. Enfin le dernier niveau, mais qui va au-delà de la notion de pan-génome est la diversité phénotypique existant au sein de souches génétiquement très proches. Oserais-je parler de pan-phénotype ? C’est dans ce cadre que j’ai débuté mes travaux au sein du Laboratoire de Microbiologie et de Génétique Moléculaires du CNRS. Lactococcus lactis a été notre modèle d’étude pour plusieurs raisons : cette espèce est phylogénétiquement reliée à la famille des Streptococcaceae, mais contrairement aux autres streptocoques, elle ne renferme pas de souches pathogènes. Peu de travaux existaient à l’époque sur la diversité intra-spécifique de cette espèce puisque la majorité des études étaient focalisées sur les bactéries pathogènes. Ensuite, le fait que cette bactérie d’intérêt biotechnologique soit présente dans différents environnements et sujette à différents stress technologiques en faisait un très bon modèle d’étude de l’évolution de l’espèce en fonction des conditions environnementales. Ce manuscrit décrit l’ensemble de ces travaux, allant de la plasticité chromosomique de Lactococcus lactis à la diversité phénotypique en passant par la diversité génomique. L’étude de la diversité de cette espèce m’a amenée à m’intéresser aux questions d’adaptation de cette espèce à différents environnements, notamment le lait.

Item Type:HDR
Uncontrolled Keywords:
Institution:French research institutions > Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE)
Université de Toulouse > Université Toulouse III - Paul Sabatier - UPS (FRANCE)
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Deposited By: Marie-Line Daveran-Mingot
Deposited On:26 Feb 2014 09:57

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