Le génome du vibrion cholérique est séquencé

La revue Nature publie aujourd'hui les résultats du séquençage du génome de Vibrio cholerae. Ce travail, réalisé par Heidelberg et al., montre que le génome du vibrion est réparti sur deux chromosomes circulaires qui contiennent au total plus de 4 millions de paires de bases (mégabases). Près de 3.900 cadres ouverts de lecture ont été identifiés. L'analyse post-génomique de ces séquences devrait faciliter la compréhension de la pathogénicité de cette bactérie et donc le développement de nouvelles thérapies et vaccins.

L'agent pathogène du choléra est endémique en Asie du Sud-Est depuis plus de 1.000 ans mais il s'est également propagé à travers le monde : depuis, 1817, le vibrion cholérique a été à l'origine de 7 pandémies.

La survenue de la maladie est très rapide et l'issue souvent fatale si un traitement n'est pas entrepris rapidement. Les diarrhées causées par le vibrion sont dues à la toxine cholérique, qui stimule la sécrétion d'eau et d'électrolytes par les cellules de l'intestin grêle.

Une des caractéristiques de Vibrio cholerae est sa capacité à survivre dans un environnement aquatique entre deux épidémies, ce qui facilite de nouvelles flambées épidémiques.

Le Dr J. Heidelberg (The Institute for Genomic Research, Rockville) et ses nombreux collaborateurs, en rapportant la séquence complète du vibrion, apportent un regard nouveau sur l'agent pathogène. Les résultats de leur publication sont analysés et discutés dans un article rédigé par M.Waldor (Howard Hugues Medical Institue, Boston) et D. RayChaudhuri (Tufts University School of Medicine, Boston) paru dans le même numéro de Nature.

C'est la variété El Tor de Vibrio cholerae qui a été séquencée. Son patrimoine génétique est composé de deux chromosomes circulaires, le plus grand atteignant 2,96 mégabases et l'autre 1,07 mégabases.

Le plus long des deux chromosomes contient en majorité des gènes essentiels aux fonctions cellulaires : réplication de l'ADN, division cellulaire, transcription et traduction, biosynthèse et synthèse de la paroi bactérienne. Le gène codant la toxine cholérique ainsi que d'autres gènes impliqués dans la pathogénicité (codant pour des antigènes de surface et des adhésines) sont également situés sur ce chromosome.

Le chromosome le plus court contient également des gènes essentiels mais environ 60 % des gènes identifiés sur cette structure sont des gènes hypothétiques. Les séquences codantes identifiées sont principalement impliquées dans le transport et le métabolisme des sucres, dans le transport des ions métalliques et des anions et dans les processus de réparation de l'ADN.

Quelle est l'origine de ces deux chromosomes ? Heidelberg et al. suggèrent que le plus court est un plasmide acquis par Vibrio cholerae mais Waldor & RayChaudhuri rappellent que l'hypothèse de l'excision d'un chromosome ancestral plus long ne peut être écartée.

Quoi qu'il en soit, ces résultats vont faciliter la compréhension de l'évolution vers la pathogénicité mais aussi la connaissance des interactions entre deux chromosomes dans une même bactérie. Plus important, le séquençage de ce génome devrait aider les chercheurs à développer des vaccins et de nouveaux médicaments.

Source : Nature 2000;406:469-470, 477-484