DYNAMIQUE DES GENOMES DE BACTERIOPHAGES   Responsable :

Marie-Agnes Petit

THEMATIQUE, PROJETS

L'équipe s'intéresse la dynamique tout à fait extraordinaire des génomes de bactériophages, autour de Marie-Agnès Petit. Celle-ci est étudiée par trois approches complémentaires: moléculaire, écologique et bio-informatique. Ce projet est soutenu par un financement Jeune Equipe INRA pour la période 2010 - 2012.

Par une combinaison d'approches prédictives et expérimentales, les questions posées sont:

• le rôle des recombinases de phages dans la structure des génomes de phages tempérés (Martinsohn et al., 2008, Lopes et al., 2010);
• la dynamique de capture de gènes par les phages tempérés d'Escherichia coli, dans un écosystème naturel comme le tube digestif de la souris;
• la fonction des différents allèles naturels de LamB, le récepteur du phage Lambda;
• la diversité des bactériophages infectant Enterocccus faecalis, et leur rôle potentiel dans le caractère virulent des souches;
• la caractérisation des grandes familles fonctionnelles de protéines phagiques, et la prédiction des gènes phagiques de fonctions inconnues;


Avant d'aborder l'étude des bactériophages, l'équipe alors dirigée par Meriem El Karoui s'intéressait à la dynamique des génomes de bactéries. A l’échelle intra-espèce, le génome des bactéries est composé d'un « squelette » commun à toutes les souches et des « segments variables » présents ou absents selon la souche (Chiapello et al., 2005, 2008).

Nous avons mis au point une stratégie d’alignement de génomes entiers, en collaboration avec l’unité Mathématique Informatique et Génome (INRA). Un site Web permet d’accéder à la partition squelette/segments variables pour de nombreuses espèces (149 espèces disponibles en 2010) et de visualiser ces alignements (http://genome.jouy.inra.fr/mosaic).

Nous avons montré que le squelette bactérien est enrichi en petits motifs d’ADN qui servent à la maintenance du chromosome, tels que matS (Romain et al., 2008), qui structure la macrodomaine TER du chromosome d'Escherichia coli.

Une étude systématique des segments variables a révélé que ceux-ci sont souvent de très petite taille (inférieure à 500 pb), et présents à l’intérieur des gènes, ce qui constitue une nouvelle classe de diversité, appelée microdiversité. (Touzain et al, 2010). Cette thématique se poursuit par la recherche


• des motifs structurant les trois autres grands macrodomaines du génome d'Escherichia coli
• des mécanismes permettant d'expliquer l'a présence de la microdiversité génomique


Les méthodes que nous employons combinent analyse prédictive bio-informatique et validation expérimentale des prédictions.
Les espèces sur lesquelles nous travaillons plus particulièrement sont Streptococcus agalactiae, Escherichia coli, et le bactériophage Lambda.
Notre approche est générique, avec deux hôtes bactériens de prédilection pour les validations expérimentales: Escherichia coli (Gram -) et Enterococcus faecalis (Gram +).

Ces deux espèces sont des hôtes naturels du tube digestif des vertébrés, et elles sont également étudiées dans leur écosystème naturel.




FINANCEMENT

 

• Jeune Equipe INRA (2010-2012)
• Fondation pour la Recherche Médicale (2010-2012)