Comparative assessment of next-generation sequencing, denaturing gradient gel electrophoresis, clonal restriction fragment length polymorphism and cloning-sequencing as methods for characterizing commercial microbial consortia

La caractérisation des produits commerciaux de consortiums microbiens en vue de l’évaluation du risque pour la santé des humains et de l’environnement représente un défi de taille pour les organismes de réglementation. Pour élaborer une approche permettant d’évaluer le risque environnemental potentiel de ces produits, des chercheurs ont comparé quatre méthodes de génomique pour caractériser des communautés microbiennes : i) électrophorèse sur gel en gradient dénaturant (DGGE); ii) polymorphisme de longueur des fragments de restriction clonés (C/RFLP); iii) amplification de fragments partiels de l’ADNr 16S, clonage et séquençage par Sanger (PRACS); et iv) séquençage de nouvelle génération (SNG) fondée sur la technologie Ion Torrent. Nous avons évalué un consortium microbien commercialisé en tant qu’agent de dégradation des hydrocarbures du pétrole qui contaminent le sol et l’eau. La composition bactérienne du produit microbien commercial a été caractérisée avec les quatre méthodes mentionnées ci-dessus. L’amplification par PCR de l’ADNr 16S a été faite en ciblant la région V6 variable pour la DGGE, la C/RFLP, la PRACS et en ciblant la région V5 pour le SNG par Ion Torrent. Cette dernière technologie s’est révélée prometteuse pour le criblage initial puisqu’elle a permis de détecter la plupart des bactéries du consortium qui avaient aussi été détectées par DGGE, C/RFLP et PRACS. De plus, le séquençage par Ion Torrent a permis de détecter certaines des bactéries qui étaient censées être dans le produit, mais que les trois autres méthodes n’avaient pas pu détecter. Cependant, les proportions relatives des microorganismes détectés par la technologie Ion Torrent étaient différentes de celles obtenues avec les méthodes DGGE, C/RFLP et PRACS, pour lesquelles les résultats étaient comparables. La divergence des résultats obtenus avec la technologie Ion Torrent pourrait être due à la brièveté des lectures générées par cette technique et au ciblage de régions variables différentes du gène de l’ARNr 16S. Les quatre méthodes ont permis de détecter Arcobacter spp., une bactérie potentiellement pathogène. Sa présence a été confirmée par des PCR spécifiques du genre et de l’espèce, par RFLP et par analyse des séquences d’ADN. Mais la viabilité d’Arcobacter spp. n’a pas pu être déterminée. Cette étude montre qu’une combinaison de deux méthodes ou plus pourrait être nécessaire pour identifier les microorganismes d’un consortium microbien commercial de manière fiable et y déceler la présence de contaminants potentiellement pathogènes pour l’humain.