Predicting relatedness of bacterial genomes using the chaperonin-60 universal target (cpn60 UT): Application to Thermoanaerobacter species

D.R. Zeigler a découvert qu’il est possible de prédire avec justesse l’identité de séquence des génomes bactériens en utilisant les identités de séquence d’une série de gènes correspondants qui respectent certains critères. Son modèle de comparaison de paires de génomes bactériens repose sur la détermination de l’identité de séquence des trois gènes suivants : recN, thdF, et rpoA. Pour ce faire, il faut préparer environ 4,2 kb de séquence d’ADN génomique de chaque organisme à comparer et, habituellement, les oligonucléotides utilisés comme amorces pour l’amplification et le séquençage doivent être conçus d’après les séquences d’organismes étroitement apparentés. Nous avons toutefois mis au point un modèle mathématique analogue pour prédire l’identité de séquence de génomes entiers d’après l’identité de séquence des bases 542-567 de la cible universelle (CU) chaperonine-60 (cpn60). Une paire d’amorces universelles permet d’avoir accès à la CU cpn60 de presque tous les génomes bactériens, et étant donné la longueur de cette CU, elle peut être séquencée en une paire de lectures chevauchantes obtenues par la méthode de Sanger. Les modèles mathématiques ont été appliqués à une série d’isolats de Thermoanaerobacter provenant des copeaux de bois d’un tas de compost. Nous avons montré que le modèle à un seul gène, CU cpn60, et le modèle à trois gènes, recN, rpoA et thdF, permettaient de prédire que les isolats pouvaient être classés comme Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus. Nous avons en outre constaté que, pour un vaste éventail de taxons, le modèle de prédiction génomique fondé sur la CU cpn60 donnait des résultats similaires à ceux obtenus avec l’alignement des séquences de génomes entiers, donnant à penser que cette méthode pourrait s’avérer utile dans le criblage d’isolats et la prédiction de leurs relations taxonomiques.