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Virologie et Immunologie Moléculaires

Unité de Virologie et Immunologie Moléculaires

Décryptage du premier génome bactérien d'un pathogène majeur des poissons d'élevage

24 juin 2007

Décryptage du premier génome bactérien d'un pathogène majeur des poissons d'élevage
© Inra-E. Duchaud
Une équipe de l'INRA de Jouy-en-Josas a séquencé et analysé le génome complet d'une bactérie pathogène de poisson, Flavobacterium psychrophilum. Chez les salmonidés (truite, saumon), les infections causées par cette bactérie se traduisent par une mortalité massive et des pertes économiques considérables dans les élevages. Ces nouvelles connaissances apportent une meilleure compréhension des processus pathologiques et ouvrent des perspectives pour le développement de nouveaux moyens de lutte contre cette maladie en pisciculture. Le détail de ces travaux est publié dans Nature Biotechnology le 24 juin 2007.

La bactérie Flavobacterium psychrophilum a été isolée en 1948 aux Etats-Unis à la suite de très importantes mortalités dans des piscicultures de saumon coho (Oncorhynchus kisutch). Cette bactérie à Gram négatif est responsable de la flavobactériose d’eau froide, essentiellement chez les salmonidés. Cette maladie peut revêtir des formes cliniques, différentes selon l’âge des poissons atteints, et se manifester par des nécroses branchiales, des ulcères et des nécroses de la peau et des muscles. Une phase de septicémie précède souvent la mort.

Comme il n’existe aucun vaccin, l’utilisation d’antibiotiques administrés par voie orale à des doses massives et répétées demeure le seul moyen de lutte efficace. Toutefois les conséquences de leur utilisation à grande échelle posent des problèmes d’impact sur l’environnement et d’émergence de souches résistantes.

Longtemps cantonnées dans l’ouest du continent Nord Américain, les premières souches sont apparues en Europe au milieu des années 80. On retrouve aujourd’hui cette bactérie dans toutes les régions du monde pratiquant la salmoniculture (Europe, Amérique, Asie du Nord-Est et Océanie). L'intensification du commerce international d’œufs et de poissons vivants semble responsable de la diffusion récente et fulgurante de cette bactérie pathogène.

Afin de caractériser les mécanismes moléculaires de virulence de cette bactérie, les chercheurs de l’INRA de Jouy-en-Josas ont séquencé le génome de F. psychrophilum. Ce dernier, constitué 2,8 millions de paires de bases, est relativement petit comparé à celui des autres membres du genre isolés de l’environnement, ce qui est probablement dû à l’évolution de F. psychrophilum dans une niche écologique restreinte. Il est composé d’un chromosome circulaire, codant pour 2432 protéines.

© INRA/E. Duchaud Lésion ulcérative profonde du pédoncule caudal provoquée par Flavobacterium psychrophilum chez une truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss). Les tissus musculaire et cutané ont été détruits, exposant la colonne vertébrale.

Parmi ces protéines, les chercheurs ont identifié des médiateurs de la réponse au stress oxydatif, permettant vraisemblablement à la bactérie de résister aux mécanismes de défense de l’hôte. Ils ont également découvert un nombre important de protéases sécrétées qui sont vraisemblablement impliquées dans l’invasion et la destruction des tissus de l’hôte. La bactérie utilise probablement ces protéases en association avec des toxines pour détruire les tissus des poissons (cf photo).

Les chercheurs n’ont trouvé dans le génome de F. psychrophilum aucun gène commandant la synthèse de flagelle ou autre organite de mobilité. Ils ont par contre identifié les gènes commandant la mobilité par glissement ainsi que 27 gènes en relation avec les mécanismes d’adhésion. Ces derniers, particulièrement importants pour un microorganisme vivant dans l’eau, permettent à la bactérie de se fixer sur le poisson et d’en coloniser les tissus.

Cette première séquence génomique complète d’une bactérie pathogène de poisson apporte donc les bases de la compréhension des relations hôte-pathogène dans un modèle animal original (vertébré inférieur en milieu aquatique) et ouvre la voie à un développement raisonné de moyens de lutte, notamment par la vaccination.

Elle permet également une meilleure compréhension de la physiologie et de l’évolution d’un représentant de la famille des Flavobacteriaceae dont les membres ont colonisé une grande variété d’habitats aquatiques et en particulier certains milieux extrêmes (régions polaires, glaciers).

Source :

Complete genome sequence of the fish pathogen Flavobacterium psychrophilum

Nature Biotechnology, advance online publication 24 juin 2007

http://www.nature.com/nbt/journal/vaop/ncurrent/abs/nbt1313.html

Eric Duchaud1, Mekki Boussaha1, Valentin Loux2, Jean-François Bernardet1, Christian Michel1, Brigitte Kerouault1, Stanislas Mondot1, Pierre Nicolas2, Robert Bossy2, Christophe Caron2, Philippe Bessières2, Jean-François Gibrat2, Stéphane Claverol3, Fabien Dumetz4, Michel Le Hénaff4 & Abdenour Benmansour1

1 INRA, Unité Virologie et Immunologie Moléculaires UR892, Jouy-en-Josas. 2 INRA, Unité Mathématique, Informatique et Génome UR1077, Jouy-en-Josas. 3 Université Victor Segalen Bordeaux 2, Plateforme Génomique Fonctionnelle Bordeaux.4 Laboratoire de Microbiologie et de Biochimie Appliquées, Ecole Nationale d’Ingénieurs des Travaux Agricoles de Bordeaux, Gradignan.