Génomique des populations de Streptococcus agalactiae, la diversification des génomes et l'adaptation à l'hôte – Genopop-GBS

Streptococcus agalactiae est apparue comme la première cause d'infections néonatales dans la seconde moitié du 20ème siècle. Cette bactérie est également un pathogène animal et a initialement été associée à des pertes économiques dans les élevages bovins laitiers puis dans des fermes piscicoles. Des études épidémiologiques et de génétique des populations basées sur le séquençage de sept gènes de ménage (MLST) ont permis de définir des complexes clonaux (CC) dominants responsables d'infections chez l'homme, d'identifier un clone hypervirulent (CC17) et de mettre en évidence l'importance des échanges génétiques dans l'évolution de cette espèce. Néanmoins, cette technique ne permet pas d?identifier les bases génétiques et fonctionnelles des spécificités des différents complexes clonaux. En réalisant une carte complète des polymorphismes nucléotidiques pour les huit génomes séquencés nous avons mis en évidence l?existence de transferts de grandes régions chromosomiques. Ces échanges ont un rôle important dans l'évolution de l?espèce S. agalactiae et ont probablement contribué à l?émergence des différents clones dominants. En parallèle, nous avons montré au laboratoire que ces échanges se font par conjugaison. Ces résultats infirment l?idée, précédemment admise, que les échanges génétiques au sein d'une espèce étaient essentiellement réalisés par transformation ou par transduction et impliquaient de courtes régions. De plus, ils font de S. agalactiae un modèle original pour étudier le rôle des transferts génétiques dans l'évolution d'une espèce bactérienne. Les nouvelles méthodes de séquençage haut débit permettent de passer de la génétique des populations à la génomique des populations. Notre objectif est, grâce au séquençage de 96 génomes de souches de S. agalactiae représentatives de la diversité des souches humaines et animales, de reconstruire les échanges génétiques qui ont permis l'émergence des différents clones. Sur la base de cette reconstruction, nous définirons les relations entre les complexes clonaux humains et animaux et chercherons à identifier les bases génomiques de l'adaptation à l'hôte. Enfin, nous compléterons les analyses bioinformatiques par des approches génétiques utilisant les outils développés au laboratoire, afin de préciser les mécanismes de transfert de matériel génétique et d?étudier les contraintes fonctionnelles et sélectives qui leur sont associées. Ces différents résultats seront combinés pour proposer un modèle global d?évolution de l?espèce S. agalactiae. Les résultats attendus de ce travail sont une compréhension de l'évolution de cette bactérie pathogène importante et, notamment, des bases génomiques de la structuration en complexes clonaux. Cette étude devrait, en particulier, permettre de définir si l?apparition récente des infections à S. agalactiae correspond à l?émergence de clones particuliers comme le clone hypervirulent CC17. Dans le cadre du développement de vaccins contre S. agalactiae, ce travail permettra d'évaluer la couverture vaccinale et l'impact des transferts horizontaux dans l'échappement à un vaccin. De manière générale, ce travail permettra de développer les approches de génomique des populations, une nouvelle discipline à l?interface entre génomique et biologie des populations, basée sur l?utilisation des méthodes de séquençage haut débit, dans l'étude des bactéries pathogènes et de leur épidémiologie.