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Génétique et physiologie bactériennes [Bacterial Genetics and Physiology] (LGPB)
Faculté des Sciences - Biologie moléculaire (unité ULB138)

Le transfert horizontal des éléments génétiques mobiles bactériens tels les plasmides, les transposons et les phages représente une source immense de diversité génétique et d'évolution pour les bactéries leur conférant un potentiel d'adaptation énorme. Le laboratoire aborde ces différentes thématiques par l'étude des systèmes toxine-antitoxine, la caractérisation de nouveaux phages et de nouvelles fonctions bactériennes. [Bacteria are extremely apt to adapt to ever-changing environments, as demonstrated by the huge variety of their ecological niches and their wealth of diverse metabolic pathways. Horizontal transfer of mobile genetic elements such as plasmids, phages and transposons are an inexhaustible source of genetic diversity. The laboratory of Bacterial Genetics and Physiology is involved in this thematic through two main research subjects: the toxin-antitoxin systems and the GroupA Streptococcus. 1. Horizontal gene transfer, bacterial physiology and Toxin-antitoxin systems Toxin-antitoxin systems (TA) were originally discovered on low copy-number plasmids. In that genetic context, TA contribute to plasmid stability in growing bacterial population. TA are composed of two small genes organised in an operon, encoding a stable toxin and its unstable cognate antitoxin, which is autoregulated at the level of transcription. ATP-dependent proteases are responsible for antitoxin degradation. Database searching revealed that plasmidic TA have many homologues in chromosomes of gram-negative, gram-positive and archae bacteria. The analysis of their phyletic distribution suggests that they move form one location to another through horizontal gene transfer. Although it has been shown that some TA are activated during starvation or other types of stress, their biological role is still unclear. TA were proposed to serve as growth modulators or programmed cell death systems in response to stress. However, recent data from our lab showed that the presence of TA systems did not confer any selective advantage under the stress conditions tested. We are currently testing alternative hypothesizes. 2. Molecular epidemiology and genetic diversity of GroupA Streptococcus (GAS) GAS are Gram-positive bacteria that can be responsible for a high variety of pathologies, ranging form pharyngitis and impetigo to severe invasive infections and non-suppurative sequeleae, such as rheumatic fever. A great range of genetic diversity related to the geographic location is observed in GAS. We are interested in evaluating the contribution of horizontal gene transfer in the genetic diversity as well as in the pathologies diversity.]



coordonnées


Génétique et physiologie bactériennes [Bacterial Genetics and Physiology]
tel +32-2-650.97.78, fax +32-2-650.97.70, lvmelder@ulb.ac.be
http://www.ulb.ac.be/ibmm/homeuk_11.html
Campus de Charleroi, Bâtiment A
CP300, rue des Professeurs Jeener et Brachet 12, 6041 Charleroi (Gosselies)

Pour en savoir plus, consultez le site web de l'unité.



responsable


Prof. Laurence VAN MELDEREN


composition


Marie DEGHORAIN Pierre DREZE Nathalie GOEDERS Thomas JOVE Dominique LORY-DONS Natacha MINE Ethel SEYLL Pierre SMEESTERS Johan TIMMERMANS


projets


Transfert horizontal de gènes, physiologie bactérienne et systèmes toxine-antitoxine [Horizontal gene transfer, bacterial physiology and toxin-antitoxin systems]
Les systèmes toxine-antitoxine (TA) sont composés de deux gènes de petite taille organisés en opéron, codant respectivement pour une toxine stable et pour son antitoxine instable. L'analyse et la comparaison des séquences des génomes bactériens a révélé que la plupart des bactéries contiennent de multiples copies de TA. Leur distribution phylétique indique que ces petits modules bougent d'une bactérie à l'autre via le transfert horizontal. Le rôle biologique des TA reste sujet à controverse. Des données récentes obtenues dans notre laboratoire montrent que la présence des systèmes TA ne confère pas d'avantage sélectif dans les conditions testées. D'autres hypothèses sont actuellement testées. [We are interested in the study of small genetic elements called toxin-antitoxin systems (TA) that were originally discovered on low copy-number plasmids. In that genetic context, TA contribute to plasmid stability in growing bacterial population by killing selectively bacteria that have lost the plasmid. TA are composed of two small genes organised in an operon, encoding a stable toxin and its unstable cognate antitoxin, which is autoregulated at the level of transcription.]

Epidémiologie clinique et moléculaire des Streptocoques [Clinical and Molecular Epidemiology of Streptococci]
En collaboration avec l'Hôpital Universitaire des Enfants Reine Fabiola (ULB), différents projets de microbiologie médicale moléculaire sur les Streptococci pathogènes et commensaux sont développés au laboratoire. Les approches combinées de microbiologie clinique (typage moléculaire, identification des gènes, résistance aux antibiotiques et de virulence) et de génétique bactérienne sont poursuivies afin de mieux comprendre l'équilibre complexe entre pathogénicité et commensalisme et les interactions hôte-pathogènes. [In collaboration with Anne Vergison, MD (Department of Paediatric Infectious Diseases Epidemiology and Infection Control Unit) at the Hôpital Universitaire des Enfants Reine Fabiola (ULB), several applied research projects on clinical and commensal Streptococci (i.e. Group A Streptococci and Pneumococci) are in progress in the Bacterial Genetics and Physiology lab. The combination of clinical microbiology (molecular typing, determination of antibiotic resistance and virulence genes) and bacterial genetics approaches will help us to better understand the complex equilibrium between commensalism and pathogenicity and the host-pathogen interactions.]

Eléments génétiques mobiles et évolution des espèces bactériennes Gram-positives en environnements semi-fermés [Mobile Genetic Elements and Evolution of bacterial Gram-positive species in semi-closed environments]
Les éléments génétiques mobiles contribuent de manière significative à l'évolution des bactéries. Les milieux semi-fermés constituent le set-up idéal pour l'étude du transfert horizontal. Depuis 2006, le laboratoire fait partie d'un consortium financé par l'ESA (Agence Spatiale Européenne). Notre contribution est de caractériser les bactériophages tempérés isolés de souches de bactéries isolées de la station ISS (International Space Station) de la station antarctique Concordia. Nous sommes particulièrement intéressés par les bactéries Gram-positives ayant un intérêt clinique comme les staphylocoques ou environnemental comme les Bacilles. Plusieurs projets de séquençage de génomes de phages sont en cours au laboratoire de même que la caractérisation des ORFs prédites qui composent le génome de ces phages. En collaboration avec David Perez-Morga (plate-forme imagerie, IBMM, ULB), les phages sont visualisés en microscopie électronique. [Mobile genetic elements contribute largely to bacterial evolution. Semi-closed environments represent ideal set-up for studying horizontal gene transfer. Since 2006, the Bacterial Genetics and Physiology lab is part of a collaborative project funded by ESA (European Spatial Agency). Our contribution consists on the characterisation of temperate bacteriophages isolated from strains recovered in the ISS (International Space Station) and the Antarctic Concordia station. We are particularly interested in Gram-positive species that have a clinical interest such as Staphylococci or in environmental species such as Bacilli. Several sequencing projects are in progress.]

Implication de gènes de fonction inconnue dans la régulation du métabolisme chez E. coli [Involvement of genes of unknown function in carbon metabolism regulation in E. coli]
Nous sommes intéressés par la fonction de deux gènes dans la physiologie bactérienne. Le produit de ces gènes régule l'activité de plusieurs régulateurs globaux, à savoir CsrA (Carbon storage regulator A). En collaboration avec Sabrina Bousbata (plate-forme protéomique, IBMM, ULB), une approche globale a été mise sur pied afin d'identifier les cibles de ces protéines. [We are interested in the function of two genes in bacterial physiology. The products of these genes regulate the activity of several global regulators, notably CsrA (Carbon Storage Regulator A). In collaboration with Sabrina Bousbata (plate-forme protéomique, IBMM, ULB), a global approach has been undertaken to identify the targets of these gene products.]



publications





theses


GUGLIELMINI Julien - Origine et évolution des systèmes toxine-antitoxine de classe II, 2010

DE BAST Manuel Saavedra. Systèmes PA de la famille ccd, de simples gènes égoïstes ?, 2009

TIMMERMANS Johan - Global regulation in E. Coli mediated by the post-transcriptional regulator CsrA and by two proteins of unknown functions, TldD ad TldE, 2009

WIBAUX Myriam (Dr L. Van Melderen) Le système toxine-antitoxine ccd0157 d'Escherichia coli : caractérisation fonctionnelle et distribution, 2008

TSILIBARIS Virginie (Dr L. Van Melderen)A la recherche de la fonction des systèmes toxine-antitoxine chromosomiques, 2008

SMEESTERS Pierre. Epidémiologie, pathogénie et prise en charge des infections à Streptococcus pyogenes touchant les enfants de Bruxelles et de Brasilia., 2007

ALLALI Nourredine. Analyse du rôle des gènes chromosomiques tldD et tldE dans le système poison/antidote ccd et dans la maturation de la microcine B17., 2002

AFIF Hassan. Analyse de l'autorégulation du système ccd de mort programmée bactérienne par les protéines CcdA et CcdB., 2001



collaborations


J. Mahillon, Université Catholique de Louvain, Louvain la Neuve, Belgique

M. Mergeay, SCK/CEN, Mol, Belgique

R. Leplae, A. Toussaint, J. van Helden, Université Libre de Bruxelles, BIGRe, Bruxelles, Belgique

D. Mazel, Institut Pasteur, Paris, France

M. Chandler, Centre National de la Recherche Scientifique, Toulouse, France

F. De la Cruz, Universidad de Cantabria, Santander, Espagne

F. Olasz, Agricultural Biotechnology Center, Gödöllö, Hongrie

E.L. Zechner, Universitaet Graz, Graz, Autriche

F. Hayes, The University of Manchester, Manchester, Grande-Bretagne

E. Grohmann, TUB, Berlin, ALLEMAGNE (REP.FED.)

R. Loris, Vrije Universiteit Brussel, Bruxelles, Belgique

Sabrina Bousbata, Université Libre de Bruxelles, IBMM, Gosselies, Belgique

David Pérez-Morga, Université Libre de Bruxelles, IBMM, Gosselies, Belgique



mots clés compréhensibles déclarés


bactéries biologie moléculaire maladies infectieuses microbiologie


disciplines et mots clés déclarés


Bactériologie générale Biologie moléculaire Epidémiologie Evolution des espèces Microbiologie et protistologie [bacteriol.,virolog.,mycolog.]

adaptation antibiotiques bacilles bacteriophage csra evolution gas métabolisme pneumocoques toxine - antitoxine tranfert horizontal