caractéristiques biologiques de mycoplasma meleagridiset mycoplasma gallinarum à travers des...
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Caractéristiques biologiques de Mycoplasma meleagridiset Mycoplasma gallinarumà travers des analyses génomiques comparatives
Elhem YACOUB
Pr. Boutheina MARDASSI
Présenté par :
Encadré par :
Colloque Jeunes Chercheurs – 08 et 09 Décembre 2016
Les mycoplasmes
Sont ni des virus ni des champignons
Sont des BACTÉRIES
Ubiquitaires, infectant l’homme, les animaux, les insectes, les plantes …
x x
Mycoplasma meleagridis
Mycoplasma gallinarum
Deux mycoplasmes aviaires
Sous-estimation de la prévalence des infections
Études limitées aux aspects phénotypique et antigénique
Manque / absence de séquences génomiques
Les mycoplasmes d’intérêt
Historique & problématique
output
Poule
Isolement atypique d’unedizaine de souches locales de
Mycoplasma meleagridisdans un élevage de poules
montrant des signes cliniques
Hôte inhabituel
Historique & problématique
Dinde
Poule
Isolement atypique d’unedizaine de souches locales de
Mycoplasma meleagridisdans un élevage de poules
montrant des signes cliniques
Hôte inhabituelHôte principal
Souche de référence de Mycoplasma meleagridis
Historique & problématique
Facteurs et circonstances de cechangement d’hôte
Dinde
Poule
Isolement atypique d’unedizaine de souches locales de
Mycoplasma meleagridisdans un élevage de poules
montrant des signes cliniques
Hôte inhabituelHôte principal
Souche de référence de Mycoplasma meleagridis
Historique & problématique
Facteurs et circonstances de cechangement d’hôte
Dinde
Poule
Isolement atypique d’unedizaine de souches locales de
Mycoplasma meleagridisdans un élevage de poules
montrant des signes cliniques
Hôte inhabituelHôte principal
Isolement d’une souche de
Mycoplasma gallinarum
Souche de référence de Mycoplasma meleagridis
Historique & problématique
Facteurs et circonstances de cechangement d’hôte
Dinde
Poule
Isolement atypique d’unedizaine de souches locales de
Mycoplasma meleagridisdans un élevage de poules
montrant des signes cliniques
Hôte inhabituelHôte principal
Large spectre d’hôtes Apathogénie vs Pathogénie
Isolement d’une souche de
Mycoplasma gallinarum
Souche de référence de Mycoplasma meleagridis
Historique & problématique
Facteurs et circonstances de cechangement d’hôte
Dinde
Poule
Isolement atypique d’unedizaine de souches locales de
Mycoplasma meleagridisdans un élevage de poules
montrant des signes cliniques
Hôte inhabituelHôte principal
Large spectre d’hôtes Apathogénie vs Pathogénie
Isolement d’une souche de
Mycoplasma gallinarum
Souche de référence de Mycoplasma meleagridis
Historique & problématique
Degré d’incrimination dans la pathologie ??
Poule
Isolement atypique d’unedizaine de souches locales de
Mycoplasma meleagridisdans un élevage de poules
montrant des signes cliniques
Isolement d’une souche de
Mycoplasma gallinarum
Historique & problématique
Infection individuelle par le mycoplasme aviaire
pathogène M. meleagridis??
Poule
Isolement atypique d’unedizaine de souches locales de
Mycoplasma meleagridisdans un élevage de poules
montrant des signes cliniques
Isolement d’une souche de
Mycoplasma gallinarum
Historique & problématique
Infection individuelle par le mycoplasme aviaire
pathogène M. meleagridis??
Résultante de l’infection mixte par les deux
mycoplasmes ensemble ??
Compréhension de la biologie de
M. meleagridis et de M. gallinarum
et la caractérisation générale
de leurs génomes
Objectif principal
Objectif principal
Démêlage des facteurs génétiques gouvernant
le changement d’hôte de M. meleagridis
Détermination du vrai potentiel pathogénique
de M. gallinarum
Objectifs ciblés
Analyse génomique comparative
M. synoviaeIsolat de terrain MS53
M. anatisSouche de référence 1340, ATCC 25524
M. iwoaeSouche de référence 695, ATCC 33552
M. gallisepticum3 isolats de terrain: Rhigh, Rlow, F
M. meleagridisSouche de référence ATCC 25294 (dinde)
Isolat de terrain MM_26B8_IPT (poule)
M. gallinarumIsolat de terrain Mgn_IPT (poule)
9 souches de mycoplasmes aviaires
3 souches
6 souchesv
v
v
Analyse génomique comparative
M. synoviaeIsolat de terrain MS53
M. anatisSouche de référence 1340, ATCC 25524
M. iwoaeSouche de référence 695, ATCC 33552
M. gallisepticum3 isolats de terrain: Rhigh, Rlow, F
M. meleagridisSouche de référence ATCC 25294 (dinde)
Isolat de terrain MM_26B8_IPT (poule)
M. gallinarumIsolat de terrain Mgn_IPT (poule)
9 souches de mycoplasmes aviaires
3 souches
6 souchesv
v
Analyse génomique comparative
M. synoviaeIsolat de terrain MS53
M. anatisSouche de référence 1340, ATCC 25524
M. iwoaeSouche de référence 695, ATCC 33552
M. gallisepticum3 isolats de terrain: Rhigh, Rlow, F
M. meleagridisSouche de référence ATCC 25294 (dinde)
Isolat de terrain MM_26B8_IPT (poule)
M. gallinarumIsolat de terrain Mgn_IPT (poule)
9 souches de mycoplasmes aviaires
3 souches
6 souchesv
v
Analyse génomique comparative
M. synoviaeIsolat de terrain MS53
M. anatisSouche de référence 1340, ATCC 25524
M. iwoaeSouche de référence 695, ATCC 33552
M. gallisepticum3 isolats de terrain: Rhigh, Rlow, F
M. meleagridisSouche de référence ATCC 25294 (dinde)
Isolat de terrain MM_26B8_IPT (poule)
M. gallinarumIsolat de terrain Mgn_IPT (poule)
9 souches de mycoplasmes aviaires
3 souches
6 souches
v
Analyse génomique comparative
M. synoviaeIsolat de terrain MS53
M. anatisSouche de référence 1340, ATCC 25524
M. iwoaeSouche de référence 695, ATCC 33552
M. gallisepticum3 isolats de terrain: Rhigh, Rlow, F
M. meleagridisSouche de référence ATCC 25294 (dinde)
Isolat de terrain MM_26B8_IPT (poule)
M. gallinarumIsolat de terrain Mgn_IPT (poule)
9 souches de mycoplasmes aviaires
3 souches
6 souches
Méthodologie
Méthode classique phénol/chloroformeBonne qualitéQuantité suffisante
Clonage: homogéniésation / Ø Contamination
Méthodologie
Méthode classique phénol/chloroformeBonne qualitéQuantité suffisante
Clonage: homogéniésation / Ø Contamination
Centre de Génomique Fonctionnelle - Bordeaux (cgfb)
Séquenceur: Illumina Miseq
Type: Paired-end et Mate-pair
Méthodologie
Méthode classique phénol/chloroformeBonne qualitéQuantité suffisante
Clonage: homogéniésation / Ø Contamination
Centre de Génomique Fonctionnelle - Bordeaux (cgfb)
Séquenceur: Illumina Miseq
Type: Paired-end et Mate-pair
Centre de Bioninformatique de Bordeaux (CBiB)Logiciels utilisés: CLC et ABySS
Serveur utilisé: RAST/SEEDVérification manuelle
Outils dans les bases de données: RAST/SEED, Molligen, NCBI Autres logiciels: Bioedit/PSIPRED/VISTA/MBGD …
Résultats
Partie 1
Analyse génomique comparative entre nos 3 souches
de mycoplasmes aviaires
Résultats
Génomes des 3 souches de mycoplasmes aviaires
67 scaffolds32 scaffolds7 scaffolds
Génomes des 3 souches de mycoplasmes aviaires
67 scaffolds32 scaffolds7 scaffolds
Génomes des 3 souches de mycoplasmes aviaires
67 scaffolds32 scaffolds7 scaffolds
M. meleagridis M. gallinarumSouche Référence
17529 (ATCC 25294)
Isolat
MM_26B8_IPT
Ioslat
Mgn_IPT
Numéro d’accès JZXN00000000 LVWO00000000 LVLH00000000
Hôte Dinde Poule Poule
Groupe
phylogénétique
Hominis Hominis Hominis
Taille du génome (pb) 643,182 658,083 800,663
Nombre de scaffolds 27 32 67
Taux en GC (%) 25,02 26,30 26,05
CDSs 505 539 601
Codage (%) 91,94 90,44 87,40
Taille moyenne des
protéines (aa)
376 374 386
ARNr 4 3 2
ARNt 32 33 33
Caractéristiques génomiques de nos 3 souches de mycoplasmes aviaires
M. meleagridis M. gallinarumSouche Référence
17529 (ATCC 25294)
Isolat
MM_26B8_IPT
Ioslat
Mgn_IPT
Numéro d’accès JZXN00000000 LVWO00000000 LVLH00000000
Hôte Dinde Poule Poule
Groupe
phylogénétique
Hominis Hominis Hominis
Taille du génome (pb) 643,182 658,083 800,663
Nombre de scaffolds 27 32 67
Taux en GC (%) 25,02 26,30 26,05
CDSs 505 539 601
Codage (%) 91,94 90,44 87,40
Taille moyenne des
protéines (aa)
376 374 386
ARNr 4 3 2
ARNt 32 33 33
Caractéristiques génomiques de nos 3 souches de mycoplasmes aviaires
Comparaison de la distribution des fonctions des CDSs chez nos 3 souches
de mycoplasmes aviaires
MM_ATCC MM_26B8_IPT Mgn_IPT
Statistique de l’annotation
MM26B8_IPT
Mgn_IPT
MMATCC 25294
109
161
110
Métabolisme des protéines
MM26B8_IPT
Mgn_IPT
MMATCC 25294
43
59
42
109
161
110
Métabolisme de l’ADN
MM26B8_IPT
Mgn_IPT
MMATCC 25294
27
40
42
109
161
110
43
59
42
MM26B8_IPT
Mgn_IPT
MMATCC 25294
Métabolisme de l’ARN
Métabolisme du glucose
109
161
110
43
59
42
44
26
26
MM26B8_IPT
Mgn_IPT
MMATCC 25294
27
40
42
!!!
M. meleagridis et M. gallinarum sont deux espèces quihydrolysent l’arginine pour générer de l’énergie (ATP)
M. meleagridis et M. gallinarum sont deux espèces quihydrolysent l’arginine pour générer de l’énergie (ATP)
arcA
arcC
Perméase
Carbamate kinase
Arginine déiminase
Ornithine carbamoyl transférasearcB
Comparaison de le synténie du locus de l’opéron arcABC entre nos trois souches
de mycoplasmes aviaires
arcA arcB arcC perméase
Comparaison de le synténie du locus de l’opéron arcABC entre nos trois souches
de mycoplasmes aviaires
arcA arcB arcC perméase
RecD-like DNA helicase
Chromosomal replicationinitiator protein
DNA polymerase III beta subunit
Nos souches c
Comparaison de le synténie du locus de l’origine de réplication entre les mycoplasmes aviaires
Nos souches
Comparaison de le synténie du locus de l’origine de réplication entre les mycoplasmes aviaires
OriC
Nos souches
Comparaison de le synténie du locus de l’origine de réplication entre les mycoplasmes aviaires
OriC
Nos souches
Comparaison de le synténie du locus de l’origine de réplication entre les mycoplasmes aviaires
OriC
Nos souches
Comparaison de le synténie du locus de l’origine de réplication entre les mycoplasmes aviaires
OriC
Partie 2
Analyse génomique comparative intra-espèce de
Mycoplasma meleagridis(MM_ATCC v/s MM_26B8_IPT)
Résultats
Isolat de terrain
MM_26B8_IPT
Souche de référence
MM_ATCC
Comparaison génomique des deux souches de Mycoplasma meleagridis
Comparaison génomique des deux souches de Mycoplasma meleagridis
Comparaison génomique des deux souches de Mycoplasma meleagridis
24 Kb
ADN en excèsLocalisation ?
Contenu ?
7 scaffolds 32 scaffolds
Comparaison génomique des deux souches de Mycoplasma meleagridis
ADN en excèsLocalisation ?
Contenu ?
24 Kb
Changement d’hôte de M. meleagridis
Dinde
Poule
Acquisition d’un nouveau matériel génétique à partir de Bacillus coagulans
Répétition de quelques locus existant déjà chez la souche de référence
Comparaison génomique des deux souches de Mycoplasma meleagridis
Acquisition d’un nouveau matériel génétique à partir de Bacillus coagulans
Répétition de quelques locus existant déjà chez la souche de référence
Hypothèse: Il serait possible que ces différencesgénomiques aient changé le profil antigénique de lasouche de terrain de M. meleagridis et lui ont permispar conséquent de conquérir un nouvel hôte (la poule)
Comparaison génomique des deux souches de Mycoplasma meleagridis
Changement d’hôte de M. meleagridis
Dinde
Poule
Analyse BDBH entre les deux souches de Mycoplasma meleagridis
MM_ATCC505 CDSs
MM_26B8_IPT539 CDSs
Analyse BDBH entre les deux souches de Mycoplasma meleagridis
495 CDSsCore genome
Gènes essentiels codant pour des protéines assurant les fonctions
indispensables pour assurer la survie
MM_ATCC505 CDSs
MM_26B8_IPT539 CDSs
Analyse BDBH entre les deux souches de Mycoplasma meleagridis
495 CDSsCore genome
Gènes essentiels codant pour des protéines assurant les fonctions
indispensables pour assurer la survie
MM_ATCC505 CDSs
MM_26B8_IPT539 CDSs
10CDSs spécifiques
de MM_ATCC
Analyse BDBH entre les deux souches de Mycoplasma meleagridis
495 CDSsCore genome
Gènes essentiels codant pour des protéines assurant les fonctions
indispensables pour assurer la survie
MM_ATCC505 CDSs
MM_26B8_IPT539 CDSs
10CDSs spécifiques
de MM_ATCC 44CDSs spécifiques de MM_26B8_IPT
Analyse BDBH entre les deux souches de Mycoplasma meleagridis
495 CDSsCore genome10
CDSs spécifiques de MM_ATCC
Gènes essentiels codant pour des protéines assurant les fonctions
indispensables pour assurer la survie
MM_ATCC505 CDSs
MM_26B8_IPT539 CDSs
28
16
Nouvelles CDSs
CDSs répétées
Partie 3
Comparaison des facteurs de virulence chez les
mycoplasmes aviaires
Résultats
M. meleagridis M. gallinarum M. anatis M. synoviae M. iowae M. gallisepticum
ATCC
25294
Isolat
26B8_IPT
Isolat
Mgn_IPT
ATCC
1340
Isolat
53
ATCC
695
Isolat
R low
Isolat
RHigh
Isolat
F
Nucléases 13 13 14 19 10 12 7 14 14
Systèmes R-M 6 9 7 3 1 2 - 4 5
Protéases/Peptidases 12 12 13 17 10 16 3 23 22
NEAC
Ǝ gène nanH
Ǝ gène nanA-
-
-
-
-
-
-
-
1
1
-
-
1
-
1
-
1
-
Cytadhésines
Ǝ gène gapA
Ǝ gène crmA
Ǝ gène plpA
Ǝ gène hlp3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
1
-
-
1
1
1
1
1
1
1
1
Hémagglutinines
Ǝ gène vlhA - - - - 69 - 38 59 28
Famille des gènes licD - - 2 2 - - - - -
Voies métaboliques
Ǝ gène lpd - - 2 1 1 1 1 1 1
Transposases - - 5 12 6 5 8 18 15
Toxines - - - - - 3 - - -
Comparaison des facteurs de virulence chez les mycoplasmes aviaires
Facteurs de virulence
Souche
M. meleagridis M. gallinarum M. anatis M. synoviae M. iowae M. gallisepticum
ATCC
25294
Isolat
26B8_IPT
Isolat
Mgn_IPT
ATCC
1340
Isolat
53
ATCC
695
Isolat
R low
Isolat
RHigh
Isolat
F
Nucléases 13 13 14 19 10 12 7 14 14
Systèmes R-M 6 9 7 3 1 2 - 4 5
Protéases/Peptidases 12 12 13 17 10 16 3 23 22
NEAC
Ǝ gène nanH
Ǝ gène nanA-
-
-
-
-
-
-
-
1
1
-
-
1
-
1
-
1
-
Cytadhésines
Ǝ gène gapA
Ǝ gène crmA
Ǝ gène plpA
Ǝ gène hlp3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
1
-
-
1
1
1
1
1
1
1
1
Hémagglutinines
Ǝ gène vlhA - - - - 69 - 38 59 28
Famille des gènes licD - - 2 2 - - - - -
Voies métaboliques
Ǝ gène lpd - - 2 1 1 1 1 1 1
Transposases - - 5 12 6 5 8 18 15
Toxines - - - - - 3 - - -
Facteurs de virulence
Souche
Comparaison des facteurs de virulence chez les mycoplasmes aviaires
M. meleagridis M. gallinarum M. anatis M. synoviae M. iowae M. gallisepticum
ATCC
25294
Isolat
26B8_IPT
Isolat
Mgn_IPT
ATCC
1340
Isolat
53
ATCC
695
Isolat
R low
Isolat
RHigh
Isolat
F
Nucléases 13 13 14 19 10 12 7 14 14
Systèmes R-M 6 9 7 3 1 2 - 4 5
Protéases/Peptidases 12 12 13 17 10 16 3 23 22
NEAC
Ǝ gène nanH
Ǝ gène nanA-
-
-
-
-
-
-
-
1
1
-
-
1
-
1
-
1
-
Cytadhésines
Ǝ gène gapA
Ǝ gène crmA
Ǝ gène plpA
Ǝ gène hlp3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
1
-
-
1
1
1
1
1
1
1
1
Hémagglutinines
Ǝ gène vlhA - - - - 69 - 38 59 28
Famille des gènes licD - - 2 2 - - - - -
Voies métaboliques
Ǝ gène lpd - - 2 1 1 1 1 1 1
Transposases - - 5 12 6 5 8 18 15
Toxines - - - - - 3 - - -
Facteurs de virulence
Souche
Comparaison des facteurs de virulence chez les mycoplasmes aviaires
M. meleagridis M. gallinarum M. anatis M. synoviae M. iowae M. gallisepticum
ATCC
25294
Isolat
26B8_IPT
Isolat
Mgn_IPT
ATCC
1340
Isolat
53
ATCC
695
Isolat
R low
Isolat
RHigh
Isolat
F
Nucléases 13 13 14 19 10 12 7 14 14
Systèmes R-M 6 9 7 3 1 2 - 4 5
Protéases/Peptidases 12 12 13 17 10 16 3 23 22
NEAC
Ǝ gène nanH
Ǝ gène nanA-
-
-
-
-
-
-
-
1
1
-
-
1
-
1
-
1
-
Cytadhésines
Ǝ gène gapA
Ǝ gène crmA
Ǝ gène plpA
Ǝ gène hlp3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
1
-
-
1
1
1
1
1
1
1
1
Hémagglutinines
Ǝ gène vlhA - - - - 69 - 38 59 28
Famille des gènes licD - - 2 2 - - - - -
Voies métaboliques
Ǝ gène lpd - - 2 1 1 1 1 1 1
Transposases - - 5 12 6 5 8 18 15
Toxines - - - - - 3 - - -
Facteurs de virulence
Souche
Comparaison des facteurs de virulence chez les mycoplasmes aviaires
Analyse génomique comparative entre les mycoplasmes aviaires, basée sur la recherche de facteurs de virulence
Comparaison des facteurs de virulence chez les mycoplasmes aviaires
Nos trois mycoplasmesSont dépourvus d’adhésines et d’hémagglutininesIl semble que leur pathogénie est plutôt assurée par la multitude de nucléases et de protéases qu’ils contiennent
Analyse génomique comparative entre les mycoplasmes aviaires, basée sur la recherche de facteurs de virulence
Comparaison des facteurs de virulence chez les mycoplasmes aviaires
Nos trois mycoplasmesSont dépourvus d’adhésines et d’hémagglutininesIl semble que leur pathogénie est plutôt assurée par la multitude de nucléases et de protéases qu’ils contiennent
Chez Mgn_IPTAutres gènes de virulence (lpd, licD et transposases)
Analyse génomique comparative entre les mycoplasmes aviaires, basée sur la recherche de facteurs de virulence
Caractère apathogène de cette espèce≠ !!!
Comparaison des facteurs de virulence chez les mycoplasmes aviaires
MM
_ATC
Cge
no
me
MM_26B8_IPT genome
Mgn_IPT genome
Genome Library
Participation à l’enrichissement des bases de données internationales (GenBank, Molligen )
- La souche de référence de M. meleagridis (ATCC 25294) - Deux isolats locaux de mycoplasmes aviaires
Conclusion
MM
_ATC
Cge
no
me
MM_26B8_IPT genome
Mgn_IPT genome
Genome Library
Participation à l’enrichissement des bases de données internationales (GenBank, Molligen )
- La souche de référence de M. meleagridis (ATCC 25294) - Deux isolats locaux de mycoplasmes aviaires
Conclusion
MM
_ATC
Cge
no
me
MM_26B8_IPT genome
Mgn_IPT genome
Genome Library
Participation à l’enrichissement des bases de données internationales (GenBank, Molligen )
- La souche de référence de M. meleagridis (ATCC 25294) - Deux isolats locaux de mycoplasmes aviaires
Conclusion
MM
_ATC
Cge
no
me
MM_26B8_IPT genome
Mgn_IPT genome
Genome Library
Participation à l’enrichissement des bases de données internationales (GenBank, Molligen )
- La souche de référence de M. meleagridis (ATCC 25294) - Deux isolats locaux de mycoplasmes aviaires
Conclusion
Avancer les connaissances biologiques sur M. meleagridis
et M. gallinarum, spécificité d’hôte et la pathogénicité
Perspectives
Compréhension des mécanismes des interactions entre M. meleagridis et son nouvel hôte
Évaluation réelle du vrai potentiel pathogénique de M. gallinarum
Perspectives
Compréhension des mécanismes des interactions entre M. meleagridis et son nouvel hôte
Évaluation réelle du vrai potentiel pathogénique de M. gallinarum
Perspectives
Expression et/ou la délétion des gènes
Compréhension des mécanismes des interactions entre M. meleagridis et son nouvel hôte
Évaluation réelle du vrai potentiel pathogénique de M. gallinarum
Perspectives
Passer à la GÉNÉTIQUE FONCTIONNELLE
Expression et/ou la délétion des gènes
Compréhension des mécanismes des interactions entre M. meleagridis et son nouvel hôte
Évaluation réelle du vrai potentiel pathogénique de M. gallinarum
Les analyses génomiques comparatives basées sur larecherche des facteurs de virulence ont montré queMM_ATCC, MM_26B8_IPT et Mgn_IPT sont, contrairementaux mycoplasmes aviaires les plus redoutables, dépourvusd’adhésines et d’hémagglutinines.Il semble que la pathogénie de ces trois souches est plutôtassurée par la multitude de nucléases et de protéases qu’ellescontiennent.De plus, d’autres déterminants génétiques tels que lestransposases, les gènes licD et lpd dont l’incrimination dans lavirulence est antérieurement prouvée, ont été détectés chezMgn_IPT. Cette trouvaille semble contrarier la littératuresouvent rapportant le caractère avirulent de cette espèce.
Merci de votre attention