Blog

Dec 05, 2023

Évaluation du cpn60 pour un niveau élevé

ISME Communications volume 3, Numéro d'article : 69 (2023) Citer cet article 329 Accès aux détails de 3 Altmetric Metrics Bien qu'il s'agisse du marqueur phylogénétique le plus largement utilisé pour le profilage basé sur les amplicons

ISME Communications volume 3, Numéro d'article : 69 (2023) Citer cet article

329 Accès

3 Altmétrique

Détails des métriques

Bien qu’il s’agisse du marqueur phylogénétique le plus largement utilisé pour le profilage des communautés microbiennes basé sur les amplicons, la résolution phylogénétique limitée du gène de l’ARNr 16S limite son utilisation pour les études de coévolution hôte-microbe. En revanche, le gène cpn60 est un marqueur phylogénétique universel présentant une plus grande variation de séquence, capable d’une résolution au niveau de l’espèce. Cette recherche a comparé les profils microbiens de la peau de mammifères générés à partir d’approches de séquençage des gènes d’ARNr cpn60 et 16S, en testant des modèles de phylosymbiose suggérant des associations co-évolutives hôte-microbe. Un fragment d'environ 560 pb du gène cpn60 a été amplifié avec des amorces universelles et soumis à un séquençage à haut débit. La classification taxonomique des séquences cpn60 a été réalisée à l'aide d'un classificateur naïf-bayésien QIIME2 créé pour ce projet, formé avec une base de données cpn60 organisée et complétée par NCBI (cpnDB_nr). L’ensemble de données cpn60 a ensuite été comparé aux données publiées sur les amplicons du gène de l’ARNr 16S. Les comparaisons de diversité bêta des profils de communauté microbienne générés avec les amplicons des gènes d'ARNr cpn60 et 16S n'étaient pas significativement différentes, sur la base de l'analyse Procrustes des distances Bray-Curtis et UniFrac. Malgré des relations similaires entre les profils microbiens cutanés, la résolution phylogénétique améliorée fournie par le séquençage du gène cpn60 a permis d'observer une phylosymbiose entre les profils de communautés microbiennes et leurs hôtes mammifères, ce qui n'était pas observé auparavant avec les profils génétiques d'ARNr 16S. Une enquête ultérieure sur les taxons de Staphylococcaceae à l'aide du gène cpn60 a montré une résolution phylogénétique accrue par rapport aux profils génétiques de l'ARNr 16S, révélant de potentielles associations hôte-microbe co-évolutives. Dans l’ensemble, nos résultats démontrent que les gènes marqueurs de l’ARNr 16S et cpn60 génèrent des modèles de composition de communauté microbienne comparables, tandis que cpn60 facilite mieux les analyses, telles que la phylosymbiose, qui nécessitent une résolution phylogénétique accrue.

Les communautés microbiennes cutanées de mammifères ont une influence directe sur la santé et la maladie de leurs hôtes et partagent une longue histoire évolutive avec leurs hôtes respectifs. On suppose que les interactions prédatrices et nutritionnelles initiales entre les ancêtres des bactéries modernes et des eucaryotes auraient conduit à la multicellularité [1], se développant ensuite pour inclure des symbioses métaboliques complexes [2] et des réponses immunitaires innées des vertébrés [3, 4]. Compte tenu des variations dans la physiologie [5], la couverture des poils et de la fourrure [5, 6], l'origine géographique et les caractéristiques de l'habitat [7], ainsi que l'histoire évolutive et les liens de parenté [8], l'environnement cutané des mammifères favorise les cas de coévolution microbienne spécifique à l'hôte. . En raison de l'hétérogénéité des niches conférée par les hôtes mammifères, l'assemblage de la communauté microbienne cutanée est considéré comme déterministe (c'est-à-dire influencé par des facteurs environnementaux ou de l'hôte spécifiques) plutôt que stochastique (c'est-à-dire un assemblage aléatoire et des événements de naissance-mort) [9]. Pour des ordres spécifiques de mammifères, les preuves microbiennes démontrent que la phylogénie de l'hôte est en corrélation avec la composition de la communauté microbienne, se manifestant par une « phylosymbiose » (8).

La phylosymbiose est un modèle dans lequel la composition de la communauté microbienne d'un hôte reflète l'histoire environnementale et phylogénétique de l'hôte [10,11,12], les espèces hôtes plus éloignées présentant de plus grandes différences dans la composition de la communauté microbienne par rapport à celles qui sont plus étroitement liées [8 ]. L'assemblage initial de communautés microbiennes provenant de processus stochastiques ou déterministes pourrait favoriser des interactions étroites entre l'hôte et le microbiote associé au fil du temps, conduisant potentiellement à des relations co-évolutives et à des associations accrues (12). En utilisant le marqueur phylogénétique du gène ARNr 16S, Ross et al. ont montré les premiers signes de phylosymbiose au sein des ordres des Périssodactyles et des Artiodactyles, qui constituent respectivement des ongulés à doigts impairs et pairs (8). Leur étude a également identifié un microbiome central commun à tous les ordres échantillonnés, représenté par des bactéries associées au sol, telles qu'Agrobacterium et Arthrobacter, et des taxons du genre bactérien cutané commun Staphylococcus (8, 13, 14), entre autres. Chez les primates, un microbiome axillaire central contenant Staphylococcus a été identifié comme un contributeur dominant à la diversité bêta microbienne (5).