Analyses génomiques comparatives d’Escherichia coli provenant d’un environnement de transformation de la viande en relation avec la formation de biofilm et leur persistance
Citation
Yang, X., Tran, F., Zhang, P. (2023). Comparative Genomic Analyses of Escherichia coli from a Meat Processing Environment in Relation to Their Biofilm Formation and Persistence. Microbiology Spectrum, [online] 11(3), http://dx.doi.org/10.1128/spectrum.00183-23
Résumé en langage clair
La persistance de bactéries potentiellement dangereuses est un défi majeur pour les milieux où l’on transforme la viande, qui sont propices à la formation de biofilms. Les gènes marqueurs ou phénotypes sont couramment utilisés pour différencier les souches d’E. coli formant des biofilms de leurs homologues n’en formant pas. Nous avons adopté une approche d’analyse génomique comparative pour analyser des souches d’E. coli provenant du même milieu, mais qui se distinguent par leur capacité à former des biofilms. Une diversification des gènes jouant un rôle dans la formation du biofilm d’E. coli a été observée. Même s’il existe une corrélation au niveau de la population entre la formation du biofilm et l’expression du curli et de la cellulose, des incertitudes subsistent au niveau des souches individuelles. L’utilisation de nouveaux substrats et l’acquisition de fer pourraient contribuer à la persistance d’E. coli. Ces résultats ne font pas seulement progresser notre compréhension de l’écologie des E. coli en ce qui concerne leur persistance, mais montrent également qu’une approche axée sur les gènes marqueurs ou les phénotypes pour l’élimination des biofilms d’E. coli pourrait ne pas être prudente.
Résumé
Nous avons étudié la phylogénie des Escherichia coli (n=114) formant un biofilm (BF) et ne formant pas de biofilm (NBF) dans un environnement de transformation de la viande bovine et les éléments génétiques de leur capacité à former un biofilm et de leur persistance, par analyse génomique comparative. Le phylogroupe B1 représentait la plus grande proportion dans les groupes BF (73,8 %) et NBF (50,9 %). Les E. coli provenant de toutes les sources examinées provenaient de phylogroupes mixtes, à l’exception de ceux récupérés sur de l’équipement après nettoyage, qui appartenaient exclusivement au phylogroupe B1. Les arbres du génome conservé et du contenu génique indiquent une transmission des souches BF à l’échelle de l’arbre, avec des groupes comprenant à la fois des souches BF et NBF. Les études d’association à l’échelle du génome par Scoary ou Pyseer n’ont pas révélé de gènes ou de mutations surreprésentés dans le groupe BF. L’analyse rétrospective des phénotypes a révélé une corrélation significative (P < 0,05) entre la capacité BF et la production de curli, la synthèse de cellulose ou la mobilité. Cependant, le groupe BF comprenait également des souches négatives pour la curli et la cellulose ou dépourvues de gènes codant ces deux caractères. Tous les gènes codant la curli et la cellulose étaient présents dans la plupart des génomes, indépendamment de leur capacité de BF. Le degré de motilité était corrélé à la production de curli et de cellulose, et 80 gènes communs étaient surreprésentés dans les trois groupes ayant ces caractères. Une enzyme PTS II et une voie auxiliaire de catabolisme du gluconate, ainsi qu’un système de transport du fer-dicitrate étaient plus abondants dans le groupe E. coli persistant. Ces résultats laissent croire chez E. coli à une redondance de la fonction génique liée à la formation de biofilm, à une utilisation supplémentaire des substrats et à l’acquisition du fer pour sa persistance.