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Virologie et Immunologie Moléculaires

Unité de Virologie et Immunologie Moléculaires

Etude des flavobactéries pathogènes et environnementales

Participants : Jean-François Bernardet, Sébastien Bridel (thèse), Armel Houel, Brigitte Kerouault, Tatiana Rochat et Eric Duchaud (responsable)

Mots-clés : flavobactéries, Flavobacterium psychrophilum, Tenacibaculum, génomique, physiologie bactérienne, pathogénicité, virulence, infection, épidémiologie, diagnostic, bioinformatique.

   Le groupe de bactériologistes de l’équipe s’attache à caractériser les bactéries de la famille des Flavobacteriaceae figurant parmi les principales causes de maladies des poissons en Europe et dans le monde, en particulier Flavobacterium psychrophilum, agent responsable de la flavobactériose, et les espèces du genre Tenacibaculum provoquant des maladies chez de nombreux poissons marins.

Génomique analytique, comparative et fonctionnelle de Flavobacterium psychrophilum.

   Flavobacterium psychrophilum est une bactérie pathogène des salmonidés en eau douce provoquant des septicémies hémorragiques chez les alevins, ce qui entraine d’importantes pertes économiques dans la filière piscicole. Les facteurs bactériens impliqués dans la virulence restent encore méconnus. Les travaux de l’équipe visent à caractériser au niveau moléculaire la physiologie de F. psychrophilum, et notamment les fonctions favorisant son développement lors de l’infection. Plusieurs approches complémentaires sont développées en parallèle au laboratoire, dont la génomique analytique et comparative, la transcriptomique, l’analyse phénotypique d’isolats et de mutants et l’évaluation de la virulence dans un modèle d’infection expérimentale chez la truite arc-en-ciel. Actuellement, l’équipe étudie plus particulièrement les facteurs moléculaires impliqués dans la mobilité par glissement, la sécrétion ainsi que les systèmes d’acquisition du fer. Des liens fonctionnels entre la présence de gènes spécifiques et des caractéristiques physiologiques particulières sont ainsi recherchés afin d’identifier des marqueurs moléculaires de virulence chez F. psychrophilum.

Stratégies_Fp

Epidémiologie, diagnostic et phylogénie moléculaires des flavobactéries

   Depuis longtemps, notre groupe est considéré par la communauté internationale comme la référence en matière de taxonomie des flavobactéries. Nous maintenons une très vaste collection de souches bactériennes isolées de nombreux poissons (d’eau douce, marins et d’eau saumâtre) et d’origines géographiques très diverses englobant les 5 continents. Nous avons ainsi pu séquencer le génome complet de nombreuses souches de flavobactéries d'eau douce (genre Flavobacterium, surtout F.  psychrophilum) et marines (genre Tenacibaculum, surtout T. maritimum). La comparaison détaillée de ces génomes nous a permis de choisir les gènes de ménage nécessaires à la réalisation de larges études de Multi-Locus Sequence Typing (MLST, une des méthodes de typage moléculaire les plus utilisées) qui ont fourni de précieuses indications sur la structure des populations des principaux pathogènes de poissons et sur l'épidémiologie des maladies correspondantes au niveau international. Récemment, nous avons identifié les gènes responsables des différents sérotypes de F. psychrophilum; outre ses applications épidémiologiques, cette technique remplacera avantageusement la sérologie classique et guidera le choix des souches à intégrer dans les vaccins. Une technique de qPCR a été mise au point, validée et appliquée au diagnostic de F. psychrophilum en permettant la détection de la bactérie et sa quantification dans les organes. Les génomes complets et la MLST sont aussi utilisés pour dessiner des arbres phylogénétiques et les espèces bactériennes sont définies grâce à la méthode de l'Average Nuléotide Identity (ANI). Ces études sont réalisées en étroite collaboration avec l’Unité MaIAGE.

Autres projets collaboratifs

   BlueEnzymes : A la découverte de nouvelles enzymes pour la valorisation de la biomasse algale (collaborations : G. Michel, UMR 8227, Station Biologique de Roscoff ; C. Médigue, LabGEM, Génoscope). Les algues représentent une énorme biomasse qui est principalement constituée de sucres complexes dont certains déjà utilisés dans l’industrie comme gélifiants et agents texturants, néanmoins la quasi-absence d’enzymes capables de cliver ces polymères est un frein à leur exploitation. Les bactéries marines qui se nourrissent d’algues sont une source prometteuse pour découvrir de nouvelles enzymes. Dans le cadre de cette collaboration, notre équipe s’investit dans des travaux de génomique comparative, de profilage catabolique et de transcriptomique chez plusieurs espèces de flavobactéries marines afin d’identifier des gènes candidats codant de nouvelles enzymes permettant la dégradation de polysaccharides d’intérêt.

   NINAqua : Afin d’explorer les facteurs de l’hôte contribuant à la résistance des poissons aux infections, et en complément des travaux de génétique animale menés par l’équipe GenAqua (GABI, INRA), nous menons actuellement des travaux visant à caractériser le microbiote de la truite arc-en-ciel et du bar en collaboration avec les équipes dirigées par JM Ghigo (Genetics of Biofilms, IP Paris) et Cyrille Przybyla (IFREMER, Montpellier). Cette étude s’intègre dans un plus large programme dont l’objectif principal est de proposer de nouveaux aliments aquacoles et d’évaluer leur impact sur les performances de croissance et la santé des poissons.

 

   Principales collaborations : Génoscope, INRA MaIAGE, MNHN, Station Biologique de Roscoff, INRA GABI, Institut Pasteur.

   Financements : FP6 UE AQXL, EMIDA-NET PathoFish et FP7 UE Fishboost (2014-2018), FUI PathoTrackFish, RE-SIST (2014-2017) et NINAqua (2016-2020), ANR Flavophylogenomics, BlueEnzymes (2015-2019) et FlavoPatho (2017-2020).