Mots-Clés
Flavobacterium psychrophilum
antigène O
lipopolysaccharide
sérotypage
analyse génomique
pipeline bioinformatique
Description
Contexte : Les bactéries pathogènes et commensales sont entourées de divers polysaccharides de surface. Les bactéries à Gram négatifs possèdent un ensemble complexe de ces polysaccharides, notamment le lipopolysaccharide (LPS). Ces glucides jouent un rôle essentiel dans l’écologie bactérienne et les interactions avec l’environnement. Les loci génétiques codant pour la biosynthèse de ces antigènes de surface, génératrices de diversité bactérienne, ont vraisemblablement évolués sous l’effet de la sélection exercée par diverses forces, notamment l’immunité de l’hôte, les bactériophages et les interactions intercellulaires.
Le LPS est l’un des composés les plus pro-inflammatoires. Il est généralement composé de trois régions : un domaine hydrophobe appelé lipide A, un oligosaccharide « noyau » et un polysaccharide distal (ou antigène O). L’antigène O (Ag-O) varie considérablement d’une espèce à l’autre et au sein d’une même espèce, constituant la base principale de nombreux schémas de sérotypage. Sa biosynthèse est complexe (1), nécessitant un grand nombre d’étapes (e.g., synthèse des précurseurs, assemblage des oligo-saccharides, assemblage, transport…)
Flavobacterium psychrophilum est une bactérie pathogène des salmonidés élevés en eau douce sévissant dans le monde entier (2). Le locus codant pour la biosynthèse de l’Ag-O a été décrit (3) et un gène clé dans la construction de l’Ag-O a été identifié dans un sous-répertoire des souches de F. psychrophilum. Il a servi de base au développement d’une méthode de sérotypage moléculaire par multiplex PCR. Ce gène (wzy) code la polymérase qui lie les répétitions de trisaccharides dans les chaînes de l’Ag-O (4).
Cependant, certaines souches bactériennes présentent une structure du locus très différente. D’autre part, parmi les souches possédant les gènes wzy caractérisés, des variations additionnelles impliquées dans l’élaboration de décorations supplémentaires ont été rapportées au sein du locus de biosynthèse.
Objectifs : L’étudiant sera co-encadré par un biologiste (Inrae) et une équipe de bioinformaticiens dans le cadre d’une collaboration Inrae / Mnhn / SU qui vise à partir d’un ensemble de génomes :
- Définir les différentes structures génomiques du locus codant pour la biosynthèse de l’Ag-O.
- Prédire les voies métaboliques de sa biosynthèse.
- Développer un pipeline d’analyse et de prédiction basé sur les organisations génomiques observées.
Travail demandé : Déploiement d’un schéma de sérotypage in silico s’inspirant des derniers outils bioinformatiques développés pour d’autres bactéries pathogènes comme ECTyper (5) ou SISTR (6).
Lieu du stage : INRAE Jouy-en-Josas et MNHN, Paris 5ème
Profil recherché : Bioinformaticien ou biologiste avec une bonne expérience en bioinformatique pour conduire des analyses génomiques, la conception de pipelines et l’écriture de scripts en python.
Personne à contacter : Eric DUCHAUD eric.duchaud@inrae.fr
(1) Caffalette CA, Kuklewicz J, Spellmon N, Zimmer J. Biosynthesis and Export of Bacterial Glycolipids. Annu Rev Biochem. 2020 Jun 20;89:741-768. doi: 10.1146/annurev-biochem-011520-104707.
(2) Vaibarová, V.; Čížek, A. Supposed Virulence Factors of Flavobacterium psychrophilum: A Review. Fishes 2024, 9, 163. https://doi.org/10.3390/fishes9050163
(3) Rochat T et al. Genomic Characterization of Flavobacterium psychrophilum Serotypes and Development of a Multiplex PCR-Based Serotyping Scheme. Front Microbiol. 2017 Sep 12;8:1752. doi: 10.3389/fmicb.2017.01752
(4) Cisar JO et al. Comparative Structural and Antigenic Characterization of Genetically Distinct Flavobacterium psychrophilum O-Polysaccharides. Front Microbiol. 2019 May 8;10:1041. doi: 10.3389/fmicb.2019.01041
(5) Bessonov K et al. ECTyper: in silico Escherichia coli serotype and species prediction from raw and assembled whole -genome sequence data. Microb Genom. 2021 Dec;7(12):000728. doi: 10.1099/mgen.0.000728
(6) Yoshida CE et al. The Salmonella In Silico Typing Resource (SISTR): An Open Web-Accessible Tool for Rapidly Typing and Subtyping Draft Salmonella Genome Assemblies. PLoS One. 2016 Jan 22;11(1):e0147101. doi: 10.1371/journal.pone.0147101