Découverte d'un nouvel élément génétique mobile chez la bactérie Wolbachia

Publié par Adrien le 29/03/2019 à 08:00
Source: CEA

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Les chercheurs de l'Inra, du Cirad, du CEA et des Universités de Montpellier, Chicago et Vanderbilt aux Etats-Unis ont développé une méthode inédite d'analyse du génome de la bactérie Wolbachia. Cette bactérie endosymbiotique infectant plus de 70 % des insectes, est capable d'influencer la transmission par ces derniers d'agents pathogènes comme le virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise...) de la Dengue (La dengue (prononcer /dɛ̃g/, « dingue »), anciennement appelée...) ou Zika. A partir du séquençage (En biochimie, le séquençage consiste à déterminer l'ordre linéaire des...) et de l'étude de l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) de l'ADN présent dans les ovaires de moustiques Culex (Culex définit un genre de moustiques, et plusieurs espèces sont vecteurs de maladies...) pipiens, ils ont identifié pour la première fois un nouvel élément génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est...) mobile de type plasmide (Un plasmide désigne en microbiologie ou en biologie moléculaire une molécule d'ADN disctincte de...) dans cette bactérie (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées...). La connaissance de ce plasmide ouvre des voies de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) pour mieux comprendre l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) de la bactérie Wolbachia avec son moustique hôte et son rôle dans la transmission des agents pathogènes. Ces travaux, publiés dans Nature Communications, ouvrent ainsi des perspectives dans la lutte biologique contre les agents pathogènes transmis par les insectes, véritable enjeu de santé publique (La santé publique peut être définie de diverses manières. On peut en effet la...).

L'incidence des maladies et les risques associés aux agents pathogènes transmis par les moustiques, comme le parasite Plasmodium (Plasmodium est un genre de protozoaires parasites, dont cinq espèces causent le paludisme chez...) faliciparum (agent de la malaria), les virus de la Dengue, Zika, Chikungunya (Le chikungunya (en abrégé le chik) , est une maladie infectieuse tropicale, due à un...), du Nil Occidental (West Nile) ou de la fièvre (La fièvre est l'élévation de la température corporelle chez un être à...) de la Vallée (Une vallée est une dépression géographique généralement de forme...) du Rift (Un rift est une zone où la lithosphère continentale est en extension, ce qui provoque son...), croissent dans le monde (Le mot monde peut désigner :) entier. L'emploi d'insecticides reste la méthode la plus utilisée pour le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) des populations de moustiques mais la résistance aux différentes classes de pesticides actuellement employées est largement répandue. Dans ce contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le...), de nouveaux outils pour contrôler la transmission des agents pathogènes dans des populations naturelles de moustiques basés sur l'utilisation de leurs bactéries, comme Wolbachia, se développent à travers le monde.

La bactérie endosymbiotique Wolbachia, présente chez plus de 70% des insectes, est capable d'agir sur leur reproduction, et de réduire la transmission des agents pathogènes chez de nombreuses espèces de moustiques (par exemple Aedes (Aedes Meigen, 1818 est un genre cosmopolite de moustiques (Culicidae) de la sous famille des...) aegypti et Anopheles gambiae). Elle est actuellement utilisée par des grands programmes de lutte biologique anti-vectorielle, comme le programme mondial 'Eliminate Dengue'. Toutefois, les mécanismes moléculaires d'interactions entre Wolbachia, l'insecte (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large...) et les agents pathogènes restent encore mal connus.

Une méthode innovante d'analyse du génome de Wolbachia développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de...) à l'échelle de l'individu (Le Wiktionnaire est un projet de dictionnaire libre et gratuit similaire à Wikipédia (tous deux...)

Dans le but de mieux comprendre le rôle de la bactérie endosymbiotique dans la transmission des agents pathogènes et de disséquer les mécanismes moléculaires sous-jacents, une équipe internationale associant des scientifiques de l'Inra, du Cirad, du CEA, des Universités de Montpellier, Chicago (Chicago est une mégapole des États-Unis, située dans la partie nord du Middle West, à...) et Vanderbilt ont réalisé des analyses métagénomiques2 de moustiques qui ont permis de reconstruire les génomes de la bactérie Wolbachia par une approche innovante. En effet, pour la première fois, ils ont obtenu des séquences de Wolbachia à partir d'ovaires de Culex pipiens collectés en France en travaillant à l'échelle de l'individu, et non de pools de moustiques, comme réalisé dans les méthodes classiques. Cette approche nouvelle a permis d'identifier de nouveaux aspects du génome de la bactérie endosymbiotique Wolbachia et de ses éléments génétiques mobiles.

Un plasmide trouvé pour la première fois chez Wolbachia

Les analyses effectuées à partir de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) de séquençage 'short et long reads' ont permis d'identifier un ADN circulaire, extrachromosomique, encore inconnu chez Wolbachia, nommé pWCP (Plasmid of Wolbachia in Culex pipiens). Cet anneau d (L'anneau D est un anneau planétaire situé autour de Saturne, le plus interne des anneaux...)'ADN possède 14 gènes et apparaît comme présent en plusieurs copies dans la bactérie, en plus de son chromosome (Le chromosome (du grec khroma, couleur et soma, corps, élément) est l'élément...). La recherche de pWCP a postériori, à partir de données publiées précédemment a permis de confirmer sa présence à plus large échelle dans des spécimens de Culex pipiens collectés en Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles,...) du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.).

La découverte de cet ADN de type plasmidique chez Wolbachia grâce à des nouvelles approches de metagénomique permettra le développement d'un nouvel outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son...) d'ingénierie (L'ingénierie désigne l'ensemble des fonctions allant de la conception et des études à la...) génétique de cette bactérie. Cette découverte permettra d'acquérir de nouvelles connaissances génériques sur les mécanismes d'interactions entre la bactérie, l'insecte (Les insectes (Insecta) font partie du sous-embranchement des hexapodes, elle-même incluse dans...) et les agents pathogènes qu'il transmet et plus précisément sur les mécanismes par lesquels la bactérie régule (Les régules sont des alliages d'étain ou de plomb et d'antimoine.) la transmission de ces agents pathogènes. Ces connaissances auront des applications directes pour la lutte biologique contre les insectes vecteurs d'agents pathogènes responsables de maladies d'importance en santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste...) animale et humaine.

Références

The Wolbachia mobilome in Culex pipiens includes a putative plasmid Julie Reveillaud, Sarah R. Bordenstein, Corinne Cruaud, Alon Shaiber, Özcan C. Esen, Mylène Weill, Patrick Makoundou, Karen Lolans, Andrea R. Watson, Ignace Rakotoarivony, Seth R. Bordenstein & A. Murat Eren

Nature Communications volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) 10, Article number: 1051 (2019) - https://doi.org/10.1038/s41467-019-08973-w
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