Génomique comparative et analyse in silico des prophages dans le groupe Bacillus cereus

Comparative genomic and in silico analysis of prophages in bacillus cereus group

• Auteur / Autrice : Bouziane Moumen
• Direction : Christophe Nguyen-The
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie. Nutrition, aspects moléculaires et cellulaires
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Génétique

Hémolysines

Pathogénicité

Bacillus cereus

Résumé

Le groupe Bacillus cereus regroupe des bactéries taxonomiquement proches et diverses par leurs phénotypes. Les génomes de ces bactéries sont assez plastiques et le flux des gènes par des éléments mobiles entre les souches proches pourrait jouer un rôle important dans leur évolution. Parmi ces éléments mobiles, les prophages peuvent avoir un impact sur l’évolution de ces bactéries qui sont des pathogènes émergents. Dans cette étude, nous avons séquencé, analysé et étudié la fonctionnalité du prophage phIS3501 qui est intégré dans le gène hlyII de la souche B. Thuringiensis ATCC35646. L’excision de phIS3501 aboutit à la formation d’un gène hlyII intact codant une toxine potentiellement active. La similarité de ce mode de régulation avec celui mis en évidence chez Staphylococcus aureus indique une sélection pour ce type de système chez les bactéries pathogènes. Une étude in silico a été réalisée sur 14 génomes du groupe B. Cereus pour leurs contenus en prophages. 37 prophages et résidus de prophages ont été détectés. Les résultats issus de l’analyse et de la génomique comparative suggèrent que les prophages sont très répandus dans ce groupe de bactéries. L’échange génétique entre ces bactéries est fréquent et l’évolution se fait par le biais de recombinaisons par l'intermédiaire de ces prophages. Plusieurs gènes qui n’ont pas une relation directe avec le développement des phages ont été trouvés dans les génomes de ces prophages. Ces gènes peuvent avoir un rôle dans la conversion lysogénique de ces bactéries et pourraient participer à l’émergence de la pathogénicité par une expansion clonale ou un transfert de gènes horizontal.

The Bacillus cereus group comprises bacteria taxonomically close with various phenotypes. The genomes of these bacteria are quite plastic and gene flow between closely strains could play an important role in their evolution. Among mobile elements, prophages may have an impact on the evolution of these emerging bacterial pathogens. In this study, we sequenced and analyzed the functionality of phIS3501, a prophage, which is integrated into the hlyII gene of B. Thuringiensis ATCC35646. Excision of phIS3501 resulted in the formation of an intact hlyII gene coding for a potentially active toxin. The similarity of this mode of regulation with that demonstrated in Staphylococcus aureus suggests a selection for this type of system in pathogenic bacteria. An in silico study was conducted on 14 genomes of the B. Cereus group for their prophages content. 36 prophages and prophage remnants were detected. The results of this analysis and comparative genomics suggest that prophages are widespread in this group of bacteria. The genetic exchange between these bacteria is common facilitating evolution through prophage-mediated recombination. Several genes that have no direct relationship with the development of phages were found in the genomes of these prophages. These genes may have a role in lysogenic conversion and could participate in the pathogenicity emergence by a clonal expansion or horizontal gene transfer.