THESE Anne POSTEC Diversité de populations microbiennes ...

Introduction bibliographique
b) Les hybridations d'acides nucléiques
Les hybridations ADN/ADN se sont révélées essentielles pour la définition d'une
espèce bactérienne. Leurs réalisations n'ont été possibles qu'après la découverte du
phénomène de renaturation de l'ADN (Marmur & Doty 1962). Les méthodes d'hybridation
ADN/ADN sont basées sur le fait que deux molécules d'ADN dénaturées peuvent se
réassocier à condition de présenter une homologie. La renaturation est réalisée à partir d'un
mélange de deux ADN dénaturés provenant de deux bactéries différentes. Dans ces
conditions, on obtient d'autant plus de duplex hétérologues que les séquences d'ADN des
micro-organismes sont proches. Cette technique présente plusieurs avantages :
. elle est applicable à toutes les espèces cultivables ;
. les résultats ne sont pas ou peu affectés par les mutations ou par la présence de
plasmides;
. elle porte sur l'ensemble du génome (plasmides exceptés).
Une espèce est définie phylogénétiquement comme l’ensemble des souches ayant
des valeurs d'hybridation ADN/ADN supérieures ou égales à 70 % et des valeurs de ∆Tm
inférieures ou égales à 5°C (Tm : melting temperature, c’est la température de demidénaturation
d’un homo ou d’un hétéroduplex d’ADNs ; ∆Tm : différence de Tm entre
l’hybride homologue et l’hybride hétérologue). Si ce critère de définition d'une espèce
bactérienne était appliquée aux mammifères, l'homme et le chimpanzé constitueraient une
unique espèce : 98,4% d'homologie ADN/ADN ; et il en irait de même pour l'homme et les
lémuriens : 78% d'homologie ADN/ADN.
c) Etude des ARN ribosomaux
En 1983, Kimura a émis le concept d'horloge "évolutionnaire" : la vitesse de l'évolution est
constante, les mutations qui surviennent dans le génome n'ont pas nécessairement de
conséquences phénotypiques mais elles sont étroitement corrélées avec le temps. Comme
le souligne Woese, l'évolution a un rythme quasi indépendant des changements de
phénotypes (théorie neutraliste de l'évolution). Dans ces conditions, il est possible de
construire un arbre généalogique ou phylogénétique en utilisant des méthodes
mathématiques et en respectant quelques règles. La généralisation de l’analyse des
séquences d’ADNr 16S a incité les auteurs à corréler les pourcentages d’identité entre
séquences d’ADNr 16S et les pourcentages de réassociations ADN/ADN. Il a ainsi été mis
en évidence que des séquences d’ADNr 16S ayant des similarités inférieures à 97% ne
correspondaient jamais à des pourcentage de réassociation ADN/ADN supérieurs à 60%
(Stackebrandt & Goebel 1994). Par extension, il est généralement admis que des séquences
partageant moins de 97% de similarité correspondent à des espèces différentes. Le pouvoir
résolutif de l’ADNr 16S, a priori suffisant pour séparer des espèces différentes, ne permet
pas toutefois de regrouper des espèces identiques. Si le pourcentage de similarité des ADNr
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