Séquençage
diagnostique du génome de Lactococcus lactis
Bolotin A., Mauger S., Malarme K., Ehrlich S.D., Sorokin A. Génétique Microbienne, INRA, Jouy en
Josas
L. lactis est une bactérie gram positive riche en AT,
phylogénétiquement proche du genre Streptococcie.
Différentes souches de L. lactis sont utilisées
dans
l'industrie laitière pour la production des levans. L.
lactis est
également un des micro-organismes de laboratoire les plus
utilisés pour les études sur la physiologie des
bactéries
lactiques. Nous avons élaboré des cartes physiques et
génétiques détaillées du
génome de la souche
L. lactis IL1403. La stratégie que nous avons
appliquée
est basée sur la production d'un nombre limité
d'inserts portes
par des plasmides et des phages lambda, et distribués de
façon
aléatoire sur le génome. Les séquences
obtenues sont
ensuite utilisées pour produire des matrices plus longues,
avec
l'approche de cartographie, dite Multiplex Long Accurate PCR. Les
produits de
PCR ainsi obtenus sont utilises pour étendre la
séquence à
faible redondance sur l'ensemble du chromosome des 2.35 Mb, avec
un taux
d'erreur inférieur à 1%. L'exactitude d'assemblage
des
séquences plus courtes au séquence du
génome est
confirmée à travers l'amplification PCR de la
totalité du
génome de L. lactis IL1403 à l'aide de 266
oligonucléotides. En utilisant les données de
séquençage et des outils de prédiction
automatique par
ordinateur, nous avons localisé sur la carte du
génome 1495
gènes codant pour des protéines et nous les avons
classées
selon leurs fonctions, sur la base de leur homologie avec des
protéines
connues. L'approche suivie élimine les efforts
nécessaires pour
obtenir des cartes physiques et génétiques
détaillées d'une bactérie. La séquence
diagnostique
du génome de L. lactis IL1403 permet d'étudier
plus
facilement le métabolisme et la physiologie des
bactéries de ce
groupe. La présence de 42 copies de 5
éléments IS
distincts dans le génome de IL1403 confirme l'importance
de ces
éléments dans la diversité
génétique des
Lactococci. Parmi ceux-la se trouvent respectivement 7 et 15 copies
des
nouveaux éléments, désignés IS1077
et IS983. Cinq
prophases potentiels ont été identifies dans le
génome
grâce à la détection des groupes de
protéines qui
ont un rapport avec des phages précédemment
connues. Les
potentiels métaboliques et régulateurs de L. lactis
sont
évalues en inspectant des ensembles de gènes
classes dans des
catégories fonctionnelles différentes. Le potentiel
génétique de L. lactis lui permet de
synthétiser
les 20 acides amines standard, des nucléotides puriques et
pyrimidiques
et au moins 4 cofacteurs. Un suggère que certaines
substances
généralement ajoutés dans les milieux
chimiquement
définis pouvaient probablement être omis. Les
études de la
croissance de L. lactis en milieu synthétique
suggérant
qu'environ 20 composants peuvent être utilisées
comme seule source
de carbone. La séquence génomique permet
d'établir un
rapport entre ces données expérimentales et le
potentiel
génétique de L. lactis. L'analyse automatique a
également révélé 83
régulateurs. Le
potentiel régulateur de L. lactis est donc
essentiellement
équivalent à celui de Haemophilus influenzae,
une autre
bactérie entièrement séquencée,
ayant un
génome de taille similaire. La découverte inattendue
d'un
ensemble de gènes tardifs de compétence a la
transformation
génétique ouvre une nouvelle voie au
développement
d'outils pour la recherche génétique dans l'industrie
laitière et aux études de la régulation
génétique dans les bactéries gram positives,
riches en
AT.
Référence :
Bolotine A., Mauger S., Malarine K., Ehrlich S.D., Sorokine A. (1999) Low-
redundancy
sequencing of the entire Lactococcus lactis IL1403 genome.
Antonie
Van Leeuwenhoek76(1-4): 27-76.