Analyse, clonage et transplantation du génome de la bactérie Mesoplasma florum

Grâce aux progrès de la synthèse et de l’assemblage d’ADN, il est maintenant possible de créer des génomes complètement différents de ceux retrouvés dans la nature. Il sera bientôt possible de concevoir des bactéries ayant des génomes fait sur mesure pour pouvoir répondre à différentes problématiques qui touchent notre société. Par contre, le design rationnel de génome n’est pas encore possible, car les contraintes à respecter pour qu’un génome soit fonctionnel nous sont encore largement inconnues. De plus, le faible nombre d’organismes minimaux modèles ne permet pas encore de tirer de conclusions générales. J’ai donc cherché à améliorer ces deux aspects, en développant un nouveau modèle pour la génomique synthétique et en combinant plusieurs approches pour déterminer les éléments génétiques essentiels de son génome. Lors de mes travaux, j’ai dans un premier temps cloné le génome complet de la bactérie Mesoplasma florum L1 sous la forme d’un chromosome artificiel dans la levure Saccharomyces cerevisiae. J’ai fait une analyse transcriptionnelle ainsi qu’une analyse de croissance de cette souche de levure pour déterminer que le génome bactérien avait un impact limité sur son hôte. J’ai aussi observé de la transcription cryptique issue du génome cloné. J’ai ensuite pu découvrir que la transplantation du génome bactérien est une manipulation mutagène et que cet effet est amplifié par la distance phylogénétique entre le génome transplanté à partir de la levure et la bactérie réceptrice, Mycoplasma capricolum sous-espèce capricolum. Ces connaissances et la mise point de la boucle de clonage et transplantation permettent de mieux comprendre ce processus encore peu caractérisé et de positionner M. florum comme modèle pour la génomique synthétique. J’ai ensuite identifié les éléments importants du génome de M. florum en combinant une approche de génomique comparative sur 13 souches appartenant à cette espèce et la mutagénèse par transposons chez la souche L1. J’ai pu ainsi identifier des gènes plus ii propices à la délétion et à concevoir des plans de réduction du génome de cette souche. J’ai par la suite comparé ces plans au génome de la bactérie minimale Mycoplasma mycoides sous-espèce capri JCVI-syn3.0. J’ai finalement démontré que bien que ces bactéries soient phylogénétiquement proches, une bactérie minimale construite à partir de M. florum serait différente de la souche JCVI-syn3.0 et que la combinaison d’information sur la conservation et l’essentialité des gènes permet d’arriver à une bonne approximation de ce que serait génome minimal d’une bactérie

Comparative genomics of Mycoplasma feriruminatoris, a fast-growing pathogen of wild Caprinae.

Mycoplasma feriruminatoris is a fast-growing Mycoplasma species isolated from wild Caprinae and first described in 2013. M. feriruminatoris isolates have been associated with arthritis, kerato conjunctivitis, pneumonia and septicemia, but were also recovered from apparently healthy animals. To better understand what defines this species, we performed a genomic survey on 14 strains collected from free-ranging or zoo-housed animals between 1987 and 2017, mostly in Europe. The average chromosome size of the M. feriruminatoris strains was 1,040±0,024 kbp, with 24 % G+C and 852±31 CDS. The core genome and pan-genome of the M. feriruminatoris species contained 628 and 1312 protein families, respectively. The M. feriruminatoris strains displayed a relatively closed pan-genome, with many features and putative virulence factors shared with species from the M. mycoides cluster, including the MIB-MIP Ig cleavage system, a repertoire of DUF285 surface proteins and a complete biosynthetic pathway for galactan. M. feriruminatoris genomes were found to be mostly syntenic, although repertoires of mobile genetic elements, including Mycoplasma Integrative and Conjugative Elements, insertion sequences, and a single plasmid varied. Phylogenetic- and gene content analyses confirmed that M. feriruminatoris was closer to the M. mycoides cluster than to the ruminant species M. yeatsii and M. putrefaciens. Ancestral genome reconstruction showed that the emergence of the M. feriruminatoris species was associated with the gain of 17 gene families, some of which encode defence enzymes and surface proteins, and the loss of 25 others, some of which are involved in sugar transport and metabolism. This comparative study suggests that the M. mycoides cluster could be extended to include M. feriruminatoris. We also find evidence that the specific organization and structure of the DnaA boxes around the oriC of M. feriruminatoris may contribute to drive the remarkable fast growth of this minimal bacterium

The third 'CHiME' speech separation and recognition challenge: Analysis and outcomes

This paper presents the design and outcomes of the CHiME-3 challenge, the first open speech recognition evaluation designed to target the increasingly relevant multichannel, mobile-device speech recognition scenario. The paper serves two purposes. First, it provides a definitive reference for the challenge, including full descriptions of the task design, data capture and baseline systems along with a description and evaluation of the 26 systems that were submitted. The best systems re-engineered every stage of the baseline resulting in reductions in word error rate from 33.4% to as low as 5.8%. By comparing across systems, techniques that are essential for strong performance are identified. Second, the paper considers the problem of drawing conclusions from evaluations that use speech directly recorded in noisy environments. The degree of challenge presented by the resulting material is hard to control and hard to fully characterise. We attempt to dissect the various 'axes of difficulty' by correlating various estimated signal properties with typical system performance on a per session and per utterance basis. We find strong evidence of a dependence on signal-to-noise ratio and channel quality. Systems are less sensitive to variations in the degree of speaker motion. The paper concludes by discussing the outcomes of CHiME-3 in relation to the design of future mobile speech recognition evaluations

Surrogacy tourism: the ethical and legal challenges

Although surrogacy seemed to have been practised since ancient times, its resurgence in the contemporary era has been nothing short of phenomenal. With advances made in reproductive technology, it is now possible to fertilise eggs and sperms in laboratories and have the embryo transferred into the womb of a surrogate mother for gestation. Through a combination of push and pull factors, this possibility of gestational surrogacy has led to the meteoric rise of cross-border surrogacy. This paper seeks to highlight the ethical and legal challenges associated with the practice, and calls for better legal oversight at international level

Analyse, clonage et transplantation du génome de la bactérie Mesoplasma florum

Grâce aux progrès de la synthèse et de l’assemblage d’ADN, il est maintenant possible de créer des génomes complètement différents de ceux retrouvés dans la nature. Il sera bientôt possible de concevoir des bactéries ayant des génomes fait sur mesure pour pouvoir répondre à différentes problématiques qui touchent notre société. Par contre, le design rationnel de génome n’est pas encore possible, car les contraintes à respecter pour qu’un génome soit fonctionnel nous sont encore largement inconnues. De plus, le faible nombre d’organismes minimaux modèles ne permet pas encore de tirer de conclusions générales. J’ai donc cherché à améliorer ces deux aspects, en développant un nouveau modèle pour la génomique synthétique et en combinant plusieurs approches pour déterminer les éléments génétiques essentiels de son génome. Lors de mes travaux, j’ai dans un premier temps cloné le génome complet de la bactérie Mesoplasma florum L1 sous la forme d’un chromosome artificiel dans la levure Saccharomyces cerevisiae. J’ai fait une analyse transcriptionnelle ainsi qu’une analyse de croissance de cette souche de levure pour déterminer que le génome bactérien avait un impact limité sur son hôte. J’ai aussi observé de la transcription cryptique issue du génome cloné. J’ai ensuite pu découvrir que la transplantation du génome bactérien est une manipulation mutagène et que cet effet est amplifié par la distance phylogénétique entre le génome transplanté à partir de la levure et la bactérie réceptrice, Mycoplasma capricolum sous-espèce capricolum. Ces connaissances et la mise point de la boucle de clonage et transplantation permettent de mieux comprendre ce processus encore peu caractérisé et de positionner M. florum comme modèle pour la génomique synthétique. J’ai ensuite identifié les éléments importants du génome de M. florum en combinant une approche de génomique comparative sur 13 souches appartenant à cette espèce et la mutagénèse par transposons chez la souche L1. J’ai pu ainsi identifier des gènes plus ii propices à la délétion et à concevoir des plans de réduction du génome de cette souche. J’ai par la suite comparé ces plans au génome de la bactérie minimale Mycoplasma mycoides sous-espèce capri JCVI-syn3.0. J’ai finalement démontré que bien que ces bactéries soient phylogénétiquement proches, une bactérie minimale construite à partir de M. florum serait différente de la souche JCVI-syn3.0 et que la combinaison d’information sur la conservation et l’essentialité des gènes permet d’arriver à une bonne approximation de ce que serait génome minimal d’une bactérie

Synthetic chromosomes: rewriting the code of life

The past decade has seen vast improvements in DNA synthesis and assembly methods. The creation of synthetic DNA molecules is becoming easier and more affordable, such that entire chromosomes can now be synthesized. These advances mark the beginning of synthetic genomics, a new discipline interested in the construction of complete genomes tailored for the study and application of biological systems. From viral genome synthesis to the reconstruction of the yeast 16 chromosomes, we discuss the main discoveries, the regulations and ethical considerations along with the potential of this emerging discipline for the future

Whole genome transplantation: bringing natural or synthetic bacterial genomes back to life

The development of synthetic genomics (SG) allowed the emergence of several groundbreaking techniques including the synthesis, assembly and engineering of whole bacterial genomes. The successful implantation of those methods, which culminated in the creation of JCVI-syn3.0 the first nearly minimal bacterium with a synthetic genome, mainly results from the use of the yeast Saccharomyces cerevisiae as a transient host for bacterial genome replication and modification. Another method played a key role in the resounding success of this project: bacterial genome transplantation (GT). GT consists in the transfer of bacterial genomes cloned in yeast, back into a cellular environment suitable for the expression of their genetic content. While successful using many mycoplasma species, a complete understanding of the factors governing GT will most certainly help unleash the power of the entire SG pipeline to other genetically intractable bacteria

A Small-Volume, Low-Cost, and Versatile Continuous Culture Device

<div><p>Background</p><p>Continuous culture devices can be used for various purposes such as establishing reproducible growth conditions or maintaining cell populations under a constant environment for long periods. However, commercially available instruments are expensive, were not designed to handle small volumes in the milliliter range, and can lack the flexibility required for the diverse experimental needs found in several laboratories.</p><p>Methodology/Principal Findings</p><p>We developed a versatile continuous culture system and provide detailed instructions as well as a graphical user interface software for potential users to assemble and operate their own instrument. Three culture chambers can be controlled simultaneously with the proposed configuration, and all components are readily available from various sources. We demonstrate that our continuous culture device can be used under different modes, and can easily be programmed to behave either as a turbidostat or chemostat. Addition of fresh medium to the culture vessel can be controlled by a real-time feedback loop or simply calibrated to deliver a defined volume. Furthermore, the selected light-emitting diode and photodetector enable the use of phenol red as a pH indicator, which can be used to indirectly monitor the bulk metabolic activity of a cell population rather than the turbidity.</p><p>Conclusions/Significance</p><p>This affordable and customizable system will constitute a useful tool in many areas of biology such as microbial ecology as well as systems and synthetic biology.</p></div