The Chaperonin-60 Universal Target Is a Barcode for Bacteria That Enables De Novo Assembly of Metagenomic Sequence Data

Les séquences moléculaires codes-barres sont couramment utilisées pour répertorier la biodiversité des eucaryotes. Les études sur la dynamique des communautés microbiennes ont essentiellement été fondées sur le profilage métagénomique au moyen de deux gènes, celui codant l’ARNr 16S et le gène cpn60, qui code une protéine, pour identifier et suivre les organismes du règne des Bacteria. Des critères ont été formellement définis sur les codes-barres utilisés chez les eucaryotes, mais ils n’ont pas été appliqués à l’évaluation des gènes d’autres règnes du vivant. En nous basant sur le Projet international du code-barres (iBOL), nous avons évalué des codes-barres qui pourraient servir chez les Bacteria, dont les séquences du gène codant l’ARNr 16S et du gène cpn60. Parmi les génomes bactériens entiers qui ont été publiés (983 espèces de 21 phyla), c’est avec le cpn60 que nous avons constaté la plus grande différence entre les distances médianes appariées interspécifiques et intraspécifiques (espace code-barres [barcode gap]). La distribution de la diversité de séquence dans la région cible de quelque 555 pb du cpn60 était remarquablement uniforme. Avec la cible universelle cpn60, l’espace entre la variation interspécifique et intraspécifique a facilité l’assemblage de novo fidèle d’unités taxinomiques fonctionnelles de pleine longueur à partir des données de pyroséquençage d’une communauté microbienne artificielle. L’analyse a corroboré la pertinence des gènes de l’ARNr 16S et de la cpn60 comme codes-barres chez les Bacteria. L’espace entre la variation interspécifique et intraspécfique était beaucoup plus important avec la cible universelle cpn60 qu’avec le gène de l’ARNr 16S, ce qui semble indiquer que le gène cpn60 serait à privilégier comme code-barres pour le règne des Bacteria. L’étendue de l’espace observé dans le cas du gène cpn60 offre une cible performante pour la caractérisation des espèces. Le code-barres issu de l’assemblage de séquences consensus s’est révélé un outil fiable pour l’identification des microorganismes nouveaux dans le cadre des études de métagénomique.