Complete Genome of Lactiplantibacillus plantarum 25 (LP25) Isolated from Commercialized Pig Feces

Dans le monde de l'alimentation et de la médecine, un type spécifique de bactérie connu sous le nom de Lactiplantibacillus plantarum occupe une place particulière. C'est un travailleur microscopique que l'on trouve dans les aliments fermentés comme la choucroute et les cornichons, et il est également largement utilisé comme probiotique, un auxiliaire vivant ajouté aux aliments et aux suppléments pour soutenir la santé intestinale. Comme cette bactérie est généralement reconnue comme sûre par les autorités sanitaires, les scientifiques l'utilisent souvent comme véhicule de livraison pour des vaccins ou comme usine pour produire des protéines utiles. Cependant, comme pour tout être vivant introduit dans le corps, il est nécessaire de comprendre complètement sa composition génétique. Tout comme un mécanicien doit connaître chaque pièce d'un moteur avant de l'installer dans une voiture, les chercheurs doivent cartographier l'intégralité du code génétique d'une souche probiotique pour s'assurer qu'elle ne porte aucun risque caché, tels que des gènes qui pourraient la rendre résistante aux antibiotiques, qui sont des médicaments utilisés pour tuer les bactéries nocives.

Une équipe de chercheurs de l'Université nationale de Kangwon en Corée du Sud a maintenant fourni cette carte génétique complète pour une souche spécifique de cette bactérie, connue sous le nom de LP25. Cette souche particulière a été initialement collectée dans les excréments de porcs d'une ferme commerciale et est devenue depuis lors un outil privilégié pour les scientifiques qui souhaitent modifier des bactéries pour administrer des vaccins ou étudier l'expression génique. Les chercheurs voulaient savoir exactement ce qui se trouvait dans le manuel d'instructions génétiques de LP25 pour confirmer sa sécurité et comprendre son potentiel. Pour ce faire, ils n'ont pas seulement examiné quelques gènes ; ils ont séquencé l'ensemble du génome, qui est l'ensemble complet des instructions d'ADN qui dictent à la bactérie comment vivre et fonctionner.

L'équipe a utilisé deux puissantes technologies de séquençage pour lire l'ADN. Une méthode lit le code génétique en de courts fragments hautement précis, tandis que l'autre lit de bien plus longues séquences d'ADN. En combinant les résultats de ces deux méthodes, ils ont pu assembler une image complète et sans erreur de la structure génétique de la bactérie. Le résultat final a révélé que LP25 possède un chromosome circulaire unique de 3 298 237 paires de bases. En plus de ce chromosome principal, la bactérie transporte trois anneaux plus petits d'ADN indépendants appelés plasmides, qui sont comme des trousses à outils supplémentaires que la cellule peut utiliser. Les chercheurs ont identifié 3 172 gènes distincts au sein de ce matériel génétique, qui servent d'instructions pour la construction des protéines dont la bactérie a besoin pour survivre.

Lorsque les scientifiques ont analysé ces gènes, ils ont découvert plusieurs caractéristiques qui expliquent pourquoi cette bactérie est si utile. Ils ont découvert un groupe de gènes responsables de la production de la plantaricine, une substance naturelle qui peut inhiber la croissance d'autres bactéries, ce qui aide la souche à rivaliser dans son environnement. Plus important encore pour la sécurité, ils ont cherché des gènes qui pourraient permettre à la bactérie de résister aux antibiotiques. Leur recherche a identifié deux gènes de ce type : l'un conférant une résistance à un type d'antibiotique appelé tétracycline et un autre résistant à un médicament appelé lincomycine. Ces gènes étaient situés sur les petits anneaux de plasmides plutôt que sur le chromosome principal. Les chercheurs ont noté que, bien qu'ils aient trouvé ces instructions génétiques, ils n'avaient pas testé la bactérie en laboratoire pour voir si elle résistait réellement aux médicaments dans un système vivant ; ils avaient seulement trouvé les plans de la résistance.

L'étude a également placé cette souche dans l'arbre généalogique des bactéries apparentées. En comparant les gènes de base de LP25 avec ceux d'autres espèces similaires, les chercheurs ont découvert qu'elle est plus étroitement liée à une autre souche appelée L. plantarum W32. Cela confirme son identité et aide les scientifiques à comprendre comment elle s'intègre dans le monde plus large des bactéries lactiques. Les données génétiques complètes, incluant les cartes du chromosome et des plasmides, ont été mises à la disposition du public via des bases de données internationales. Cela permet à d'autres scientifiques d'utiliser ces informations pour comparer différentes souches, vérifier la sécurité dans de nouvelles applications ou concevoir de meilleures façons d'utiliser cette bactérie comme outil pour la santé humaine.

Bien que l'étude fournisse un blueprint génétique complet, les auteurs précisent avec prudence ses limites. Les données proviennent d'un seul isolat, ce qui signifie qu'elles représentent cette souche spécifique et ne peuvent pas être automatiquement appliquées à toutes les bactéries L. plantarum du monde. De plus, l'identification des gènes de résistance aux antibiotiques a été réalisée par analyse informatique de la séquence d'ADN, et non par des expériences physiques mesurant la réaction des bactéries aux médicaments. De même, la présence des gènes de la plantaricine suggère que la bactérie peut produire des composés antimicrobiens, mais l'équipe n'a pas effectué de tests pour confirmer qu'elle tue réellement d'autres bactéries dans une boîte de Petri. Ces conclusions constituent un point de référence de haute qualité, offrant une vue claire et détaillée du paysage génétique d'une souche probiotique largement utilisée, tout en laissant la confirmation finale de son comportement aux futures expériences de laboratoire.