A Tale of Two Oxidation States: Bacterial Colonization of Arsenic-Rich Environments

Microbial biotransformations have a major impact on contamination by toxic elements, which threatens public health in developing and industrial countries. Finding a means of preserving natural environments—including ground and surface waters—from arsenic constitutes a major challenge facing modern society. Although this metalloid is ubiquitous on Earth, thus far no bacterium thriving in arsenic-contaminated environments has been fully characterized. In-depth exploration of the genome of the β-proteobacterium Herminiimonas arsenicoxydans with regard to physiology, genetics, and proteomics, revealed that it possesses heretofore unsuspected mechanisms for coping with arsenic. Aside from multiple biochemical processes such as arsenic oxidation, reduction, and efflux, H. arsenicoxydans also exhibits positive chemotaxis and motility towards arsenic and metalloid scavenging by exopolysaccharides. These observations demonstrate the existence of a novel strategy to efficiently colonize arsenic-rich environments, which extends beyond oxidoreduction reactions. Such a microbial mechanism of detoxification, which is possibly exploitable for bioremediation applications of contaminated sites, may have played a crucial role in the occupation of ancient ecological niches on earth

Modélisation analytique et numérique de plaques multicouches ; application au traitement viscoélastique des disques encastrés - libres

[non disponible

Génétique évolutive de l'adaptation aux contraintes environnementales chez les Burkholderia du complexe cepacia (cas de la famille des facteurs transcriptionnels 70, de la fixation d'azote et des séquences d'insertion)

Les Burkholderia du complexe cepacia (Bcc) sont des pathogènes opportunistes retrouvées chez les patients atteints de mucoviscidose. Elles sont aussi ubiquistes dans l'environnement. Nous avons étudié la génétique évolutive de l'adaptation aux changements de biotopes au sein du Bcc, au travers de 1) l étude de la variabilité génétique en se focalisant sur la famille des facteurs 70. Cette approche a permis d étudier une partie de la plasticité des processus de régulation globaux des génomes et le rôle des facteurs extracytoplasmiques liés à la virulence ; 2) les effets d un changement de biotope sur la fixation de l azote par B. vietnamiensis chez des patients atteints de mucoviscidose. Cette étude a mise en évidence la perte de ces activités lors du passage chez l homme ; 3) l analyse des processus génétiques impliqués dans les réarrangements de génome par les séquences d insertions. Cette approche a permis d étudier l émergence de clones épidémiques chez l espèce B. cenocepaciaLYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF

Populations de Pseudomonas aeruginosa en milieux hydriques anthropisés (évidences de prédispositions naturelles et d adaptations génétiques)

Des populations hydriques de la bactérie pathogène opportuniste Pseudomonas aeruginosa ont été étudiées dans l objectif de mieux comprendre leur écologie et leur dangerosité. Un crible PCR a été développé, en utilisant le gène ecfX codant un facteur sigma spécifique de l espèce P. aeruginosa, pour permettre sa détection en milieux complexes. Ce crible a permis d identifier les eaux usées de lagunes d épuration comme milieu abritant des populations significatives de P. aeruginosa. Ces populations ont montré une très grande diversité infra-spécifique, avec des clones dominants, mais également une certaine instabilité génomique pouvant favoriser l émergence de variants génétiques. Les séquences d insertion (IS) ont été identifiées comme une composante de cette instabilité. Elles ont inactivé le gène de régulation du quorum sensing lasR. Des souches de lagunes ont par ailleurs montré une parenté étroite avec des souches d infections communautaires du même secteur géographique, suggérant un danger pour la santé humaine. La présence de P. aeruginosa dans les eaux usées a conduit à une analyse de son portage rectal. Une étude en milieu hospitalier a permis de démontrer la transmission de souches rectales entre patients et vers un réseau d eau. Des clones dominants, pérennes, et résistants aux traitements chlorés ont été observés dans ce réseau. Aucune IS dans le gène lasR n a été observé pour ces souches. De façon générale, les milieux hydriques semblent exercer des pressions sélectives favorisant l émergence de nouvelles configurations génétiques ou de nouveaux phénotypes chez les populations de P. aeruginosaThe ecology and hazard of Pseudomonas aeruginosa waterborne populations were investigated. A PCR screening was developed for the detection of this bacterial species in complex biotopes, using the ecfX gene which is encoding a species-specific sigma factor. This screening revealed significant populations of P. aeruginosa in wastewater treatment lagoons (WWTL). These populations showed a high infra-specific diversity, with dominant clones, but some genomic instability leading to the emergence of genetic variants. Insertion sequences (IS) were identified as a component of this instability, and found to be involved in the insertional mutation of the lasR quorum sensing genetic regulator. Some WWTL strains were shown to be close relatives of community-acquired clinical strains collected from the same geographical area, suggesting that they represent a human health hazard. The presence of P. aeruginosa in wastewaters led us to analyze its rectal carriage. A study in a hospital unit highlighted the transmission of rectal strains between patients and toward a water supply network. Some dominant, perennial, and hypochlorite resistant clones were observed in this water network. Insertional mutations in lasR were not observed among these hospital isolates. Generally speaking, water environments appeared to exert selective pressures on P. aeruginosa populations leading to the emergence of novel genetic configurations or distinct phenotypesLYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF

Freshwater bateria can methylate selenium through the tiopurine methyltransferase pathway

International audienc

Modulation des propriétés symbiotiques de Frankia (mécanismes de régulation génétique et métabolisme de l'azote)

Lors de cette étude, nous avons sélectionné différents gènes candidats impliqués dans le métabolisme de l'azote et la régulation de l'expression des gènes, activités qui semblent importantes pour l'établissement et le fonctionnement de la symbiose entre Frankia et les plantes actinorhiziennes. Ces gènes ont été étudiés sous deux angles, celui de leur histoire évolutive et de l'effet de l'hôte végétal sur leur diversification, et celui de leur rôle dans l'établissement et le fonctionnement des symbioses. Nous avons étudié les gènes glnII et RpoD, gènes impliqués respectivement dans l'assimilation de l'azote fixé et dans la régulation de la transcription. Ces deux gènes ont été utilisés pour évaluer les relations phylogénétiques entre les bactéries Frankia. Nous avons ainsi observé que les souches infectieuses de Frankia étaient divisées en deux groupes selon les spécificités de colonisation des plantes. Nous avons par ailleurs montré qu'au moins deux facteurs sigma primaires étaient retrouvés chez Frankia. L'un d'eux n'a pas été observé pour des souches isolées d'Elaeagnus ou d'Hippophae, ce qui pourrait refléter une spécialisation liée au partenaire végétal. Dans la continuité de cette approche qui consiste à étudier le déterminisme génétique impliqué dans les relations entre Frankia et les plantes actinorhiziennes, nous nous sommes intéressés aux systèmes de régulation à deux composants, et à l'activité de fixation d'azote. Nous avons montré que Frankia possédait des séquences homologues du gène régulateur gacA, et nous avons mis en évidence la présence d'au moins quatre gènes présentant des séquences homologues de senseurs de la famille EnvZ. Concernant l'activité de fixation d'azote, nous avons caractérisé une partie de l'îlot génétique nif de Frankia ACN14a, et montré que cette bactérie semble exprimer constitutivement les gènes nif, même en présence d'azote et sans différenciation de vésicules. Enfin, pour permettre la mise au point d'outils pouvant faciliter les études de génétique de Frankia, nous avons caractérisé un plasmide cryptique de Frankia ACN14a.LYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF

Environmental and Human Pathogenic Microorganisms

As the study of interactions between pathogenic microorganisms and their environment is part of microbial ecology, this chapter reviews the different types of human pathogens found in the environment, the different types of fecal indicators used in water quality monitoring, the biotic and abiotic factors affecting the survival and the infectivity of pathogenic microorganisms during their transportation in the environment, and the methods presently available to detect rare microorganisms in environmental samples. This chapter exclusively focuses on human pathogens.SCOPUS: ch.binfo:eu-repo/semantics/publishe

Environnement et micro-organismes pathogènes de l'Homme: Chapitre 15

info:eu-repo/semantics/publishe

Distribution and genetic diversity of bacterial thiopurine metyltransferases in soils emitting dimethyl selenide

International audienceDimethyl selenide (DMSe) and dimethyl diselenide (DMDSe) emissions by soil samples spiked with selenite or (methyl)selenocysteine, with or without a supplement of nutrient broth and glucose were measured. DMSe was the main form of volatile Se produced, and was observed for both Se-substrates. DMDSe was only emitted from soils spiked with (methyl)selenocysteine. Two bacterial thiopurine methyltransferases (TPMTs), TPMT-I and TPMT-E, have been reported to be involved in DMSe and DMDSe emissions [J. Bacteriol. 184 (2002) 3146; Appl. Environ. Microbiol. 69 (2003) 3784]. To establish if these TPMTs or other members of their gene family could have contributed to the DMSe emissions observed, the diversity of bTPMT gene (tpm) sequences among the soils of this study was investigated. Total DNAs from these soils were extracted and screened using the tpm PTCF2–PTCR2 consensus primers defined to PCR amplify this gene family. The PCR products obtained from two soils were cloned, analysed by PCR-RFLP, and sequenced. Their analysis showed an important diversity of tpm lineages (around 12) in soils. Phylogenetic analysis of the deduced TPMT sequences of these soils revealed lineages not previously recorded in the databases, sequences closely related or identical to freshwater TPMTs, or sequences encoding TPMTs closely related to those of Pseudomonas fragi TPMT-K, Pseudomonas Hsa.28 TPMT-I, or Colwellia psychrerythraea TPMT-Z. Nested PCRs, allowing detection of about 13 distinct tpm soil and freshwater lineages by PTCF2–PTCR2 PCR screenings, were performed on the soil total DNAs. These PCRs confirmed the sequencing data, and allowed to recover lineages not detected by the cloning strategy. These results indicate that soils, like the freshwater samples, harbour TPMT-I gene sequences but may also have distinct tpm lineages. This study further supports our hypothesis that TPMTs contribute to DMSe soil emissions