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Caractéristiques biologiques
de Mycoplasma meleagridis
et Mycoplasma gallinarum
à 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’une
dizaine de souches locales de
Mycoplasma meleagridis
dans un élevage de poules
montrant des signes cliniques
Hôte inhabituel
Historique & problématique
Dinde
Poule
Isolement atypique d’une
dizaine de souches locales de
Mycoplasma meleagridis
dans un élevage de poules
montrant des signes cliniques
Hôte inhabituelHôte principal
Souche de référence de
Mycoplasma meleagridis
Historique & problématique
Facteurs et circonstances de ce
changement d’hôte
Dinde
Poule
Isolement atypique d’une
dizaine de souches locales de
Mycoplasma meleagridis
dans un élevage de poules
montrant des signes cliniques
Hôte inhabituelHôte principal
Souche de référence de
Mycoplasma meleagridis
Historique & problématique
Facteurs et circonstances de ce
changement d’hôte
Dinde
Poule
Isolement atypique d’une
dizaine de souches locales de
Mycoplasma meleagridis
dans 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 ce
changement d’hôte
Dinde
Poule
Isolement atypique d’une
dizaine de souches locales de
Mycoplasma meleagridis
dans 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 ce
changement d’hôte
Dinde
Poule
Isolement atypique d’une
dizaine de souches locales de
Mycoplasma meleagridis
dans 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’une
dizaine de souches locales de
Mycoplasma meleagridis
dans 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’une
dizaine de souches locales de
Mycoplasma meleagridis
dans 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. synoviae
Isolat de terrain MS53
M. anatis
Souche de référence 1340, ATCC 25524
M. iwoae
Souche de référence 695, ATCC 33552
M. gallisepticum
3 isolats de terrain: Rhigh, Rlow, F
M. meleagridis
Souche de référence ATCC 25294 (dinde)
Isolat de terrain MM_26B8_IPT (poule)
M. gallinarum
Isolat de terrain Mgn_IPT (poule)
9 souches de
mycoplasmes aviaires
3
souches
6
souchesv
v
v
Analyse génomique comparative
M. synoviae
Isolat de terrain MS53
M. anatis
Souche de référence 1340, ATCC 25524
M. iwoae
Souche de référence 695, ATCC 33552
M. gallisepticum
3 isolats de terrain: Rhigh, Rlow, F
M. meleagridis
Souche de référence ATCC 25294 (dinde)
Isolat de terrain MM_26B8_IPT (poule)
M. gallinarum
Isolat de terrain Mgn_IPT (poule)
9 souches de
mycoplasmes aviaires
3
souches
6
souchesv
v
Analyse génomique comparative
M. synoviae
Isolat de terrain MS53
M. anatis
Souche de référence 1340, ATCC 25524
M. iwoae
Souche de référence 695, ATCC 33552
M. gallisepticum
3 isolats de terrain: Rhigh, Rlow, F
M. meleagridis
Souche de référence ATCC 25294 (dinde)
Isolat de terrain MM_26B8_IPT (poule)
M. gallinarum
Isolat de terrain Mgn_IPT (poule)
9 souches de
mycoplasmes aviaires
3
souches
6
souchesv
v
Analyse génomique comparative
M. synoviae
Isolat de terrain MS53
M. anatis
Souche de référence 1340, ATCC 25524
M. iwoae
Souche de référence 695, ATCC 33552
M. gallisepticum
3 isolats de terrain: Rhigh, Rlow, F
M. meleagridis
Souche de référence ATCC 25294 (dinde)
Isolat de terrain MM_26B8_IPT (poule)
M. gallinarum
Isolat de terrain Mgn_IPT (poule)
9 souches de
mycoplasmes aviaires
3
souches
6
souches
v
Analyse génomique comparative
M. synoviae
Isolat de terrain MS53
M. anatis
Souche de référence 1340, ATCC 25524
M. iwoae
Souche de référence 695, ATCC 33552
M. gallisepticum
3 isolats de terrain: Rhigh, Rlow, F
M. meleagridis
Souche de référence ATCC 25294 (dinde)
Isolat de terrain MM_26B8_IPT (poule)
M. gallinarum
Isolat de terrain Mgn_IPT (poule)
9 souches de
mycoplasmes aviaires
3
souches
6
souches
Méthodologie
Méthode classique phénol/chloroforme
Bonne qualité
Quantité suffisante
Clonage: homogéniésation / Ø Contamination
Méthodologie
Méthode classique phénol/chloroforme
Bonne qualité
Quantité suffisante
Clonage: homogéniésation / Ø Contamination
Centre de Génomique
Fonctionnelle - Bordeaux (cgfb)
Séquenceur: Illumina Miseq
Type: Paired-end et Mate-pair
Méthodologie
Méthode classique phénol/chloroforme
Bonne qualité
Quantité 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/SEED
Vérification 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. gallinarum
Souche 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. gallinarum
Souche 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
MM
26B8_IPT
Mgn_IPT
MM
ATCC 25294
109
161
110
Métabolisme des protéines
MM
26B8_IPT
Mgn_IPT
MM
ATCC 25294
43
59
42
109
161
110
Métabolisme de l’ADN
MM
26B8_IPT
Mgn_IPT
MM
ATCC 25294
27
40
42
109
161
110
43
59
42
MM
26B8_IPT
Mgn_IPT
MM
ATCC 25294
Métabolisme de l’ARN
Métabolisme du glucose
109
161
110
43
59
42
44
26
26
MM
26B8_IPT
Mgn_IPT
MM
ATCC 25294
27
40
42
!!!
M. meleagridis et M. gallinarum sont deux espèces qui
hydrolysent l’arginine pour générer de l’énergie (ATP)
M. meleagridis et M. gallinarum sont deux espèces qui
hydrolysent l’arginine pour générer de l’énergie (ATP)
arcA
arcC
Perméase
Carbamate kinase
Arginine déiminase
Ornithine carbamoyl transférase
arcB
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 replication
initiator 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 excès
Localisation ?
Contenu ?
7 scaffolds 32 scaffolds
Comparaison génomique des
deux souches de Mycoplasma meleagridis
ADN en excès
Localisation ?
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 différences
génomiques aient changé le profil antigénique de la
souche de terrain de M. meleagridis et lui ont permis
par 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_ATCC
505 CDSs
MM_26B8_IPT
539 CDSs
Analyse BDBH entre les deux souches de
Mycoplasma meleagridis
495 CDSs
Core genome
Gènes essentiels codant pour des
protéines assurant les fonctions
indispensables pour assurer la survie
MM_ATCC
505 CDSs
MM_26B8_IPT
539 CDSs
Analyse BDBH entre les deux souches de
Mycoplasma meleagridis
495 CDSs
Core genome
Gènes essentiels codant pour des
protéines assurant les fonctions
indispensables pour assurer la survie
MM_ATCC
505 CDSs
MM_26B8_IPT
539 CDSs
10
CDSs spécifiques
de MM_ATCC
Analyse BDBH entre les deux souches de
Mycoplasma meleagridis
495 CDSs
Core genome
Gènes essentiels codant pour des
protéines assurant les fonctions
indispensables pour assurer la survie
MM_ATCC
505 CDSs
MM_26B8_IPT
539 CDSs
10
CDSs spécifiques
de MM_ATCC 44
CDSs spécifiques
de MM_26B8_IPT
Analyse BDBH entre les deux souches de
Mycoplasma meleagridis
495 CDSs
Core genome10
CDSs spécifiques
de MM_ATCC
Gènes essentiels codant pour des
protéines assurant les fonctions
indispensables pour assurer la survie
MM_ATCC
505 CDSs
MM_26B8_IPT
539 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
Rlow
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
Rlow
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
Rlow
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
Rlow
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 mycoplasmes
Sont dépourvus d’adhésines et d’hémagglutinines
Il 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 mycoplasmes
Sont dépourvus d’adhésines et d’hémagglutinines
Il semble que leur pathogénie est plutôt assurée par la
multitude de nucléases et de protéases qu’ils contiennent
Chez Mgn_IPT
Autres 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_ATCC
genome
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_ATCC
genome
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_ATCC
genome
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_ATCC
genome
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
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M. gallinarum
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M. gallinarum
Perspectives
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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 la
recherche des facteurs de virulence ont montré que
MM_ATCC, MM_26B8_IPT et Mgn_IPT sont, contrairement
aux mycoplasmes aviaires les plus redoutables, dépourvus
d’adhésines et d’hémagglutinines.
Il semble que la pathogénie de ces trois souches est plutôt
assurée par la multitude de nucléases et de protéases qu’elles
contiennent.
De plus, d’autres déterminants génétiques tels que les
transposases, les gènes licD et lpd dont l’incrimination dans la
virulence est antérieurement prouvée, ont été détectés chez
Mgn_IPT. Cette trouvaille semble contrarier la littérature
souvent rapportant le caractère avirulent de cette espèce.
Merci
de votre attention

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Science Ensemble : La boutique des Sciences de l'Institut Pasteur de Tunis
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Rapport d'activité 2017 de l'Institut Pasteur de Tunis
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Caractéristiques biologiques de Mycoplasma meleagridiset Mycoplasma gallinarum à travers des analyses génomiques comparatives

  • 1. Caractéristiques biologiques de Mycoplasma meleagridis et Mycoplasma gallinarum à travers des analyses génomiques comparatives Elhem YACOUB Pr. Boutheina MARDASSI Présenté par : Encadré par : Colloque Jeunes Chercheurs – 08 et 09 Décembre 2016
  • 2. Les mycoplasmes  Sont ni des virus ni des champignons  Sont des BACTÉRIES  Ubiquitaires, infectant l’homme, les animaux, les insectes, les plantes … x x
  • 3. 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
  • 5. Poule Isolement atypique d’une dizaine de souches locales de Mycoplasma meleagridis dans un élevage de poules montrant des signes cliniques Hôte inhabituel Historique & problématique
  • 6. Dinde Poule Isolement atypique d’une dizaine de souches locales de Mycoplasma meleagridis dans un élevage de poules montrant des signes cliniques Hôte inhabituelHôte principal Souche de référence de Mycoplasma meleagridis Historique & problématique
  • 7. Facteurs et circonstances de ce changement d’hôte Dinde Poule Isolement atypique d’une dizaine de souches locales de Mycoplasma meleagridis dans un élevage de poules montrant des signes cliniques Hôte inhabituelHôte principal Souche de référence de Mycoplasma meleagridis Historique & problématique
  • 8. Facteurs et circonstances de ce changement d’hôte Dinde Poule Isolement atypique d’une dizaine de souches locales de Mycoplasma meleagridis dans 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
  • 9. Facteurs et circonstances de ce changement d’hôte Dinde Poule Isolement atypique d’une dizaine de souches locales de Mycoplasma meleagridis dans 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
  • 10. Facteurs et circonstances de ce changement d’hôte Dinde Poule Isolement atypique d’une dizaine de souches locales de Mycoplasma meleagridis dans 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 ??
  • 11. Poule Isolement atypique d’une dizaine de souches locales de Mycoplasma meleagridis dans 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 ??
  • 12. Poule Isolement atypique d’une dizaine de souches locales de Mycoplasma meleagridis dans 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 ??
  • 13. Compréhension de la biologie de M. meleagridis et de M. gallinarum et la caractérisation générale de leurs génomes Objectif principal
  • 14. Objectif principal  Démêlage des facteurs génétiques gouvernant le changement d’hôte de M. meleagridis  Détermination du vrai potentiel pathogénique de M. gallinarum Objectifs ciblés
  • 15. Analyse génomique comparative M. synoviae Isolat de terrain MS53 M. anatis Souche de référence 1340, ATCC 25524 M. iwoae Souche de référence 695, ATCC 33552 M. gallisepticum 3 isolats de terrain: Rhigh, Rlow, F M. meleagridis Souche de référence ATCC 25294 (dinde) Isolat de terrain MM_26B8_IPT (poule) M. gallinarum Isolat de terrain Mgn_IPT (poule) 9 souches de mycoplasmes aviaires 3 souches 6 souchesv v v
  • 16. Analyse génomique comparative M. synoviae Isolat de terrain MS53 M. anatis Souche de référence 1340, ATCC 25524 M. iwoae Souche de référence 695, ATCC 33552 M. gallisepticum 3 isolats de terrain: Rhigh, Rlow, F M. meleagridis Souche de référence ATCC 25294 (dinde) Isolat de terrain MM_26B8_IPT (poule) M. gallinarum Isolat de terrain Mgn_IPT (poule) 9 souches de mycoplasmes aviaires 3 souches 6 souchesv v
  • 17. Analyse génomique comparative M. synoviae Isolat de terrain MS53 M. anatis Souche de référence 1340, ATCC 25524 M. iwoae Souche de référence 695, ATCC 33552 M. gallisepticum 3 isolats de terrain: Rhigh, Rlow, F M. meleagridis Souche de référence ATCC 25294 (dinde) Isolat de terrain MM_26B8_IPT (poule) M. gallinarum Isolat de terrain Mgn_IPT (poule) 9 souches de mycoplasmes aviaires 3 souches 6 souchesv v
  • 18. Analyse génomique comparative M. synoviae Isolat de terrain MS53 M. anatis Souche de référence 1340, ATCC 25524 M. iwoae Souche de référence 695, ATCC 33552 M. gallisepticum 3 isolats de terrain: Rhigh, Rlow, F M. meleagridis Souche de référence ATCC 25294 (dinde) Isolat de terrain MM_26B8_IPT (poule) M. gallinarum Isolat de terrain Mgn_IPT (poule) 9 souches de mycoplasmes aviaires 3 souches 6 souches v
  • 19. Analyse génomique comparative M. synoviae Isolat de terrain MS53 M. anatis Souche de référence 1340, ATCC 25524 M. iwoae Souche de référence 695, ATCC 33552 M. gallisepticum 3 isolats de terrain: Rhigh, Rlow, F M. meleagridis Souche de référence ATCC 25294 (dinde) Isolat de terrain MM_26B8_IPT (poule) M. gallinarum Isolat de terrain Mgn_IPT (poule) 9 souches de mycoplasmes aviaires 3 souches 6 souches
  • 20. Méthodologie Méthode classique phénol/chloroforme Bonne qualité Quantité suffisante Clonage: homogéniésation / Ø Contamination
  • 21. Méthodologie Méthode classique phénol/chloroforme Bonne qualité Quantité suffisante Clonage: homogéniésation / Ø Contamination Centre de Génomique Fonctionnelle - Bordeaux (cgfb) Séquenceur: Illumina Miseq Type: Paired-end et Mate-pair
  • 22. Méthodologie Méthode classique phénol/chloroforme Bonne qualité Quantité 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/SEED Vérification manuelle Outils dans les bases de données: RAST/SEED, Molligen, NCBI Autres logiciels: Bioedit/PSIPRED/VISTA/MBGD …
  • 24. Partie 1 Analyse génomique comparative entre nos 3 souches de mycoplasmes aviaires Résultats
  • 25. Génomes des 3 souches de mycoplasmes aviaires 67 scaffolds32 scaffolds7 scaffolds
  • 26. Génomes des 3 souches de mycoplasmes aviaires 67 scaffolds32 scaffolds7 scaffolds
  • 27. Génomes des 3 souches de mycoplasmes aviaires 67 scaffolds32 scaffolds7 scaffolds
  • 28. M. meleagridis M. gallinarum Souche 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
  • 29. M. meleagridis M. gallinarum Souche 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
  • 30. Comparaison de la distribution des fonctions des CDSs chez nos 3 souches de mycoplasmes aviaires MM_ATCC MM_26B8_IPT Mgn_IPT
  • 36. M. meleagridis et M. gallinarum sont deux espèces qui hydrolysent l’arginine pour générer de l’énergie (ATP)
  • 37. M. meleagridis et M. gallinarum sont deux espèces qui hydrolysent l’arginine pour générer de l’énergie (ATP) arcA arcC Perméase Carbamate kinase Arginine déiminase Ornithine carbamoyl transférase arcB
  • 38. Comparaison de le synténie du locus de l’opéron arcABC entre nos trois souches de mycoplasmes aviaires arcA arcB arcC perméase
  • 39. Comparaison de le synténie du locus de l’opéron arcABC entre nos trois souches de mycoplasmes aviaires arcA arcB arcC perméase
  • 40. RecD-like DNA helicase Chromosomal replication initiator protein DNA polymerase III beta subunit Nos souches c Comparaison de le synténie du locus de l’origine de réplication entre les mycoplasmes aviaires
  • 41. Nos souches Comparaison de le synténie du locus de l’origine de réplication entre les mycoplasmes aviaires OriC
  • 42. Nos souches Comparaison de le synténie du locus de l’origine de réplication entre les mycoplasmes aviaires OriC
  • 43. Nos souches Comparaison de le synténie du locus de l’origine de réplication entre les mycoplasmes aviaires OriC
  • 44. Nos souches Comparaison de le synténie du locus de l’origine de réplication entre les mycoplasmes aviaires OriC
  • 45. Partie 2 Analyse génomique comparative intra-espèce de Mycoplasma meleagridis (MM_ATCC v/s MM_26B8_IPT) Résultats
  • 46. Isolat de terrain MM_26B8_IPT Souche de référence MM_ATCC Comparaison génomique des deux souches de Mycoplasma meleagridis
  • 47. Comparaison génomique des deux souches de Mycoplasma meleagridis
  • 48. Comparaison génomique des deux souches de Mycoplasma meleagridis 24 Kb ADN en excès Localisation ? Contenu ?
  • 49. 7 scaffolds 32 scaffolds Comparaison génomique des deux souches de Mycoplasma meleagridis ADN en excès Localisation ? Contenu ? 24 Kb
  • 50. 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
  • 51.  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 différences génomiques aient changé le profil antigénique de la souche de terrain de M. meleagridis et lui ont permis par conséquent de conquérir un nouvel hôte (la poule) Comparaison génomique des deux souches de Mycoplasma meleagridis Changement d’hôte de M. meleagridis Dinde Poule
  • 52. Analyse BDBH entre les deux souches de Mycoplasma meleagridis MM_ATCC 505 CDSs MM_26B8_IPT 539 CDSs
  • 53. Analyse BDBH entre les deux souches de Mycoplasma meleagridis 495 CDSs Core genome Gènes essentiels codant pour des protéines assurant les fonctions indispensables pour assurer la survie MM_ATCC 505 CDSs MM_26B8_IPT 539 CDSs
  • 54. Analyse BDBH entre les deux souches de Mycoplasma meleagridis 495 CDSs Core genome Gènes essentiels codant pour des protéines assurant les fonctions indispensables pour assurer la survie MM_ATCC 505 CDSs MM_26B8_IPT 539 CDSs 10 CDSs spécifiques de MM_ATCC
  • 55. Analyse BDBH entre les deux souches de Mycoplasma meleagridis 495 CDSs Core genome Gènes essentiels codant pour des protéines assurant les fonctions indispensables pour assurer la survie MM_ATCC 505 CDSs MM_26B8_IPT 539 CDSs 10 CDSs spécifiques de MM_ATCC 44 CDSs spécifiques de MM_26B8_IPT
  • 56. Analyse BDBH entre les deux souches de Mycoplasma meleagridis 495 CDSs Core genome10 CDSs spécifiques de MM_ATCC Gènes essentiels codant pour des protéines assurant les fonctions indispensables pour assurer la survie MM_ATCC 505 CDSs MM_26B8_IPT 539 CDSs 28 16 Nouvelles CDSs CDSs répétées
  • 57. Partie 3 Comparaison des facteurs de virulence chez les mycoplasmes aviaires Résultats
  • 58. 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 Rlow 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
  • 59. 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 Rlow 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
  • 60. 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 Rlow 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
  • 61. 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 Rlow 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
  • 62. Analyse génomique comparative entre les mycoplasmes aviaires, basée sur la recherche de facteurs de virulence Comparaison des facteurs de virulence chez les mycoplasmes aviaires
  • 63. Nos trois mycoplasmes Sont dépourvus d’adhésines et d’hémagglutinines Il 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
  • 64. Nos trois mycoplasmes Sont dépourvus d’adhésines et d’hémagglutinines Il semble que leur pathogénie est plutôt assurée par la multitude de nucléases et de protéases qu’ils contiennent Chez Mgn_IPT Autres 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
  • 65. MM_ATCC genome 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
  • 66. MM_ATCC genome 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
  • 67. MM_ATCC genome 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
  • 68. MM_ATCC genome 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
  • 69. Perspectives Compréhension des mécanismes des interactions entre M. meleagridis et son nouvel hôte Évaluation réelle du vrai potentiel pathogénique de M. gallinarum
  • 70. Perspectives Compréhension des mécanismes des interactions entre M. meleagridis et son nouvel hôte Évaluation réelle du vrai potentiel pathogénique de M. gallinarum
  • 71. 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
  • 72. 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
  • 73. Les analyses génomiques comparatives basées sur la recherche des facteurs de virulence ont montré que MM_ATCC, MM_26B8_IPT et Mgn_IPT sont, contrairement aux mycoplasmes aviaires les plus redoutables, dépourvus d’adhésines et d’hémagglutinines. Il semble que la pathogénie de ces trois souches est plutôt assurée par la multitude de nucléases et de protéases qu’elles contiennent. De plus, d’autres déterminants génétiques tels que les transposases, les gènes licD et lpd dont l’incrimination dans la virulence est antérieurement prouvée, ont été détectés chez Mgn_IPT. Cette trouvaille semble contrarier la littérature souvent rapportant le caractère avirulent de cette espèce. Merci de votre attention