The bacterial species definition, despite its eminent practical significance for identification, diagnosis, quarantine and diversity surveys, remains a very difficult issue to advance. Genomics now offers novel insights into intra-species diversity and the potential for emergence of a more soundly based system. Although we share the excitement, we argue that it is premature for a universal change to the definition because current knowledge is based on too few phylogenetic groups and too few samples of natural opulations. Our analysis of five important bacterial groups suggests, however, that more stringent standards for species may be justifiable when a solid understanding of gene content and ecological distinctiveness becomes available. Our analysis also eveals what is actually encompassed in a species according to the current standards, in terms of whole-genome sequence and gene-content diversity, and shows that this does not correspond to coherent clusters for the environmental Burkholderia and Shewanella genera examined. In contrast, the obligatory pathogens, which have a very restricted ecological niche, do exhibit clusters. Therefore, the idea of biologically meaningful clusters of diversity that applies to most eukaryotes may not be universally applicable in the microbial world, or if such clusters exist, they may be found at different levels of distinction.
Titre de l'article
La définition des espèces bactériennes à l'ère de la génomique
La définition des espèces bactériennes à l'ère de la génomique
Introduction à l'article
Sur Terre, la biomasse microbienne qui est le plus grand réservoir encore inexploré a été jugé similaire à la biomasse des plantes terrestres et marines. Les espèces procaryotes restent mal connues. Les espèces bactériennes sont délimitées par plusieurs facteurs : leur caractère phénotypique ainsi que par un seuil d’au moins 70% de ré-association ADN-ADN (DDH). L’hybridation ADN-ADN (DDH) est un facteur universel et applicable à tous, dans le domaine bactérien. Cependant, de nombreuses critiques ont émergé. En effet, ce facteur est difficile à appliquer et peut engendrer des variations phénotypiques au sein des espèces nommées, entraînant ainsi des problèmes pour la classification des espèces procaryotes. Pour ces raisons, la modification de la définition d’espèces pour les procaryotes est cruciale. Le séquençage du génome a permis de délimiter les espèces de façon plus précise. Le but ici est d'estimer la correspondance entre les résultats de séquençage et les espèces actuellement nommées.
Sur Terre, la biomasse microbienne qui est le plus grand réservoir encore inexploré a été jugé similaire à la biomasse des plantes terrestres et marines. Les espèces procaryotes restent mal connues. Les espèces bactériennes sont délimitées par plusieurs facteurs : leur caractère phénotypique ainsi que par un seuil d’au moins 70% de ré-association ADN-ADN (DDH). L’hybridation ADN-ADN (DDH) est un facteur universel et applicable à tous, dans le domaine bactérien. Cependant, de nombreuses critiques ont émergé. En effet, ce facteur est difficile à appliquer et peut engendrer des variations phénotypiques au sein des espèces nommées, entraînant ainsi des problèmes pour la classification des espèces procaryotes. Pour ces raisons, la modification de la définition d’espèces pour les procaryotes est cruciale. Le séquençage du génome a permis de délimiter les espèces de façon plus précise. Le but ici est d'estimer la correspondance entre les résultats de séquençage et les espèces actuellement nommées.
Expériences de l'article
5 groupes bactériens ont été utilisés: les Streptococcaceae, les Staphylococcaceae, les Enterobacteriaceae, les Shewanellaceae _et les _Burkholderiaceae.
Ces 5 groupes représentent des similitudes en ce qui concerne le contenu génétique intra-espèce et la diversité de séquences.
La diversité génétique au sein des cinq groupes bactériens a été mesurée par la comparaison du génome entier entre deux génomes en fonction de la distance évolutive entre les génomes (mesurée en ANI).
La différence des gènes entre les génomes d'Enterobacteriaceae a été évalué puisque les souches représentées un seuil supérieur à 98-99% d’ANI.
5 groupes bactériens ont été utilisés: les Streptococcaceae, les Staphylococcaceae, les Enterobacteriaceae, les Shewanellaceae _et les _Burkholderiaceae.
Ces 5 groupes représentent des similitudes en ce qui concerne le contenu génétique intra-espèce et la diversité de séquences.
La diversité génétique au sein des cinq groupes bactériens a été mesurée par la comparaison du génome entier entre deux génomes en fonction de la distance évolutive entre les génomes (mesurée en ANI).
La différence des gènes entre les génomes d'Enterobacteriaceae a été évalué puisque les souches représentées un seuil supérieur à 98-99% d’ANI.
Résultats de l'article
Ils ont observé une forte corrélation linéaire entre la quantité d'ADN qui diffère et la distance évolutive sur l'ensemble de l'évolution couverte par les cinq groupes considérés. La différence des gènes est liée à des parties instables du génome (plasmides et des génomes de prophage). Ceci indique qu’il existe un temps d'évolution avant que les différences fonctionnelles ne commencent à s'assembler dans les génomes bactériens. Les groupes ayant des génomes plus grands présentent des différences génomiques intra-spécifiques plus importantes que les autres groupes. Ces espèces seraient donc capable d’utiliser un plus grand nombre de niches écologiques.
Les études menées sur la sélection et le phénomène de recombinaison sont trop limitée pour faire progresser le concept d'espèce.
Ils ont observé une forte corrélation linéaire entre la quantité d'ADN qui diffère et la distance évolutive sur l'ensemble de l'évolution couverte par les cinq groupes considérés. La différence des gènes est liée à des parties instables du génome (plasmides et des génomes de prophage). Ceci indique qu’il existe un temps d'évolution avant que les différences fonctionnelles ne commencent à s'assembler dans les génomes bactériens. Les groupes ayant des génomes plus grands présentent des différences génomiques intra-spécifiques plus importantes que les autres groupes. Ces espèces seraient donc capable d’utiliser un plus grand nombre de niches écologiques.
Les études menées sur la sélection et le phénomène de recombinaison sont trop limitée pour faire progresser le concept d'espèce.
Rigueur de l'article
Les échantillonnages doivent être beaucoup plus nombreux, non biaisés et les techniques d’identification plus précises pour émettre des conclusions plus définitives.
Les échantillonnages doivent être beaucoup plus nombreux, non biaisés et les techniques d’identification plus précises pour émettre des conclusions plus définitives.
Ce que cet article apporte au débat
Malgré l'ensemble des études menées, les espèces eucaryotes et procaryotes sont trop différentes pour être regrouper sous le même concept d'espèce biologique.
La classification actuelle des espèces procaryotes semble artificielle par rapport à la totalité des espèces procaryotes présentent dans la nature.
Malgré l'ensemble des études menées, les espèces eucaryotes et procaryotes sont trop différentes pour être regrouper sous le même concept d'espèce biologique.
La classification actuelle des espèces procaryotes semble artificielle par rapport à la totalité des espèces procaryotes présentent dans la nature.
Dernière modification il y a plus de 8 ans.