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Laboratoire

Métagénomique des Procaryotes

Activités


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Publié le 2 juillet 2018


Le LMP consacre actuellement une grande partie de ses activités à l'étude de la biodégradation de xénobiotiques récalcitrants tels que la chlordécone.

Le LMP a été à l'initiative du projet "Cloaca maxima" visant à étudier la biodiversité des microorganismes impliqués dans le traitement des eaux usées. Il a pour cela mis en place des méthodes de génomique environnementale ou métagénomique. Le but de ce programme était d'établir un inventaire des micro-organismes, des gènes et des enzymes responsables des principales étapes du traitement des eaux et d'utiliser cette ressource métagénomique pour caractériser de nouvelles enzymes et voies métaboliques avec un intérêt particulier pour le métabolisme anaérobie.

Le LMP s'intéresse également à la diversité des eucaryotes présents dans les stations d'épuration, notamment à travers le projet Pegasus.

Collaborations ​​en métagé​​nomique

Le LMP a participé à des projets en métagénomique nationaux ou internationaux : microorganismes essentiels dans le cycle de l'azote, sédiments contaminés par l'arsenic, microbiome intestinal humain et sols.


Cycle de l'a​zote

Le laboratoire a également participé au séquençage de microorganismes clefs du cycle de l'azote. Dans la plupart des cas, il s'agissait de bactéries qui n'ont jamais été isolées en culture pure et ont donc gardé le statut "Candidatus".

Ce travail a été réalisé en collaboration avec les équipes :

 - De Marc Strous et Mike Jetten 

                                               

 - De Holger Daims et Michael Wagner 

                                             

"Candidatus Kuenenia stuttgartiensis"

Strous M, Pelletier E, Mangenot S, Rattei T, Lehner A, Taylor MW, Horn M, Daims H, Bartol-Mavel D, Wincker P, Barbe V, Fonknechten N, Vallenet D, Segurens B, Schenowitz-Truong C, Médigue C, Collingro A, Snel B, Dutilh BE, Op den Camp HJM, van der Drift C, Cirpus I, van de Pas-Schoonen KT, Harhangi HR, van Niftrik L, Schmid M, Keltjens J, van de Vossenberg J, Kartal B, Meier H, Frishman D, Huynen MA, Mewes H-W, Weissenbach J, Jetten MSM, Wagner M, Le Paslier D. Deciphering the evolution and metabolism of an anammox bacterium from a community genome. 2006. Nature. 440:790-4.

 "Candidatus Methylomirabilis oxyfera"

Ettwig KF, Butler MK, Le Paslier D, Pelletier E, Mangenot S, Kuypers MMM, Schreiber F, Dutilh BE, Zedelius J, de Beer D, Gloerich J, Wessels HJCT, van Alen T, Luesken F, Wu ML, van de Pas-Schoonen KT, Op den Camp HJM, Janssen-Megens EM, Francoijs K-J, Stunnenberg H, Weissenbach J, Jetten MSM, Strous M. Nitrite-driven anaerobic methane oxidation by oxygenic bacteria. 2010. Nature. 464:543-8.

 "Candidatus Nitrospira defluvii"

Maixner F, Wagner M, Lücker S, Pelletier E, Schmitz-Esser S, Hace K, Spieck E, Konrat R, Le Paslier D, Daims H. Environmental genomics reveals a functional chlorite dismutase in the nitrite-oxidizing bacterium 'Candidatus Nitrospira defluvii'. 2008. Environ Microbiol. 10:3043-56.
Lücker S, Wagner M, Maixner F, Pelletier E, Koch H, Vacherie B, Rattei T, Damsté JSS, Spieck E, Le Paslier D, Daims H. A Nitrospira metagenome illuminates the physiology and evolution of globally important nitrite-oxidizing bacteria. 2010. Proc Natl Acad Sci USA. 107:13479-84.

Nitrolancetus hollandicus

Sorokin DY, Lucker S, Vejmelkova D, Kostrikina NA, Kleerebezem R, Rijpstra WI, Damste JS, Le Paslier D, Muyzer G, Wagner M, van Loosdrecht MC, Daims H. Nitrification expanded: discovery, physiology and genomics of a nitrite-oxidizing bacterium from the phylum Chloroflexi. 2012. The ISME journal. 6:2245-56.

"Candidatus Nitrosotenuis uzonensis"

Lebedeva EV, Hatzenpichler R, Pelletier E, Schuster N, Hauzmayer S, Bulaev A, Grigor'eva NV, Galushko A, Schmid M, Palatinszky M, Le Paslier D, Daims H, Wagner M. Enrichment and genome sequence of the group I.1a ammonia-oxidizing archaeon "Ca. Nitrosotenuis uzonensis" representing a clade globally distributed in thermal habitats. 2013. PlosOne 8(11): e80835.

Nitrospira moscoviensis

Koch H, Galushko A, Albertsen M, Schintlmeister A, Dorninger C, Lücker S, Pelletier E, Le Paslier D, Spieck E, Richter A, Nielsen PH, Wagner M, Daims H. Growth of Nitrite-Oxidizing Bacteria by the Knallgas metabolism. 2014. Science. 345:1052-4.


​Sédiments contaminés par l'arsenic           

Ce projet a été réalisé en collaboration avec Philippe Bertin, Université de Strasbourg et a bénéficié d'un financement de l'ANR.

                           

Bertin PN, Heinrich-Salmeron A, Pelletier E, Goulhen-Chollet F, Arsène-Ploetze F, Gallien S, Lauga B, Casiot C, Calteau A, Vallenet D, Bonnefoy V, Bruneel O, Chane-Woon-Ming B, Cleiss-Arnold J, Duran R, Elbaz-Poulichet F, Fonknechten N, Giloteaux L, Halter D, Koechler S, Marchal M, Mornico D, Schaeffer C, Smith AAT, Van Dorsselaer A, Weissenbach J, Médigue C, Le Paslier D. Metabolic diversity among main microorganisms inside an arsenic-rich ecosystem revealed by meta- and proteo-genomics. 2011. The ISME journal. 5:1735-47.


MetaSoil

Ce travail a été réalisé en collaboration avec Tim Vogel et Pascal Simonet, Ecole Centrale, Lyon et a bénéficié d'un financement de l'ANR.   

                                                    

​Nesme J, Achouak W, Agathos SN, Bailey M, Baldrian P, Brunel D, Frostegård Å, Heulin T, Jansson JK, Jurkevitch E, Kruus KL, Kowalchuk GA, Lagares A, Lappin-Scott HM, Lemanceau P, Le Paslier D, Mandic-Mulec I, Murrell JC, Myrold DD, Nalin R, Nannipieri P, Neufeld JD, O'Gara F, Parnell JJ, Pühler A, Pylro V, Ramos JL, Roesch LF, Schloter M, Schleper C, Sczyrba A, Sessitsch A, Sjöling S, Sørensen J, Sørensen SJ, Tebbe CC, Topp E, Tsiamis G, van Elsas JD, van Keulen G, Widmer F, Wagner M, Zhang T, Zhang X, Zhao L, Zhu YG, Vogel TM, Simonet P. Back to the Future of Soil Metagenomics. 2016. Front Microbiol. 7:73.
 
Delmont TO, Eren AM, Maccario L, Prestat E, Esen ÖC, Pelletier E, Le Paslier D, Simonet P, Vogel TM. Reconstructing rare soil microbial genomes using in situ enrichments and metagenomics. 2015. Front Microbiol.  Apr 30;6:358. doi: 10.3389/fmicb.2015.00358. eCollection 2015.
Delmont TO, Prestat E, Keegan KP, Faubladier M, Robe P, Clark IM, Pelletier E, Hirsch PR, Meyer F, Gilbert JA, Le Paslier D, Simonet P, Vogel TM. Structure, fluctuation and magnitude of a natural grassland soil metagenome. 2012. The ISME journal. 6:1677-87.

 

Microbiome intestinal humain : projets MicroObes et MetaHit

Ce travail a été réalisé en collaboration avec Joël Doré et Dusko Ehrlich, INRA, Jouy-en-Josas.

                                       

​Forslund K, Hildebrand F, Nielsen T, Falony G, Le Chatelier E, Sunagawa S, Prifti E, Vieira-Silva S, Gudmundsdottir V, Krogh Pedersen H, Arumugam M, Kristiansen K, Voigt AY, Vestergaard H, Hercog R, Igor Costea P, Kultima JR, Li J, Jørgensen T, Levenez F, Dore J; MetaHIT consortium, Nielsen HB, Brunak S, Raes J, Hansen T, Wang J, Ehrlich SD, Bork P, Pedersen O. Disentangling type 2 diabetes and metformin treatment signatures in the human gut microbiota. 2015. Nature 528:262-6.
 
Li J, Jia H, Cai X, Zhong H, Feng Q, Sunagawa S, Arumugam M, Kultima JR, Prifti E, Nielsen T, Juncker AS, Manichanh C, Chen B, Zhang W, Levenez F, Wang J, Xu X, Xiao L, Liang S, Zhang D, Zhang Z, Chen W, Zhao H, Al-Aama JY, Edris S, Yang H, Wang J, Hansen T, Nielsen HB, Brunak S, Kristiansen K, Guarner F, Pedersen O, Doré J, Ehrlich SD; MetaHIT Consortium, Bork P, Wang J. An integrated catalog of reference genes in the human gut microbiome. 2014. Nat Biotechnol. 32:834-41
Nielsen  H, Almeida M, Juncker A, Rasmussen S, Li J, Sunagawa S, Plichta D, Gautier L, Pedersen A, Le Chatelier E, Pelletier E, Bonde I, Nielsen T, Manichanh C, Arumugam M, Batto J-M, Bertalan M, Blom N, Borruel N, Burgdorf K, Boumezbeur F, Casellas F, Doré J, Dworzynski P, Guarner F, Hansen T, Hildebrand F, Kaas R, Kennedy S, Kristiansen K, Kultima J, Leonard P, Levenez F, Lund O, Moumen B, Le Paslier D, Pons N, Pedersen O, Prifti E, Qin J, Raes J, Sørensen S, Tap J, Tims S, Ussery D, Yamada T, Renault P, Sicheritz-Ponten T, Bork P, Wang J, Ehrlich S. Identification and assembly of genomes and genetic elements in complex metagenomic samples without using reference genomes. 2014. Nature Biotechnology. 32:822-8.
 
Cotillard A, Kennedy SP, Kong LC, Prifti E, Pons N, Le Chatelier E, Almeida M, Quinquis B, Levenez F, Galleron N, Gougis S, Rizkalla S, Batto JM, Renault P, ANR MicroObes consortium, Doré J, Zucker JD, Clément K, Ehrlich SD. Dietary intervention impact on gut microbial gene richness. 2013. Nature 500:585-8.

 

Le Chatelier E, Nielsen T, Qin J, Prifti E, Hildebrand F, Falony G, Almeida M, Arumugam M, Batto JM, Kennedy S, Leonard P, Li J, Burgdorf K, Grarup N, Jørgensen T, Brandslund I, Nielsen HB, Juncker AS, Bertalan M, Levenez F, Pons N, Rasmussen S, Sunagawa S, Tap J, Tims S, Zoetendal EG, Brunak S, Clément K, Doré J, Kleerebezem M, Kristiansen K, Renault P, Sicheritz-Ponten T, de Vos WM, Zucker JD, Raes J, Hansen T, MetaHIT consortium, Bork P, Wang J, Ehrlich SD, Pedersen O. Richness of human gut microbiome correlates with metabolic markers. 2013. Nature 500:541-6.
 
Arumugam M, Raes J, Pelletier E, Le Paslier D, Yamada T, Mende DR, Fernandes GR, Tap J, Bruls T, Batto J-M, Bertalan M, Borruel N, Casellas F, Fernandez L, Gautier L, Hansen T, Hattori M, Hayashi T, Kleerebezem M, Kurokawa K, Leclerc M, Levenez F, Manichanh C, Nielsen HB, Nielsen T, Pons N, Poulain J, Qin J, Sicheritz-Ponten T, Tims S, Torrents D, Ugarte E, Zoetendal EG, Wang J, Guarner F,​ Pedersen O, de Vos WM, Brunak S, Doré J, Antolín M, Artiguenave F, Blottiere HM, Almeida M, Brechot C, Cara C, Chervaux C, Cultrone A, Delorme C, Denariaz G, Dervyn R, Foerstner KU, Friss C, van de Guchte M, Guedon E, Haimet F, Huber W, van Hylckama-Vlieg J, Jamet A, Juste C, Kaci G, Knol J, Lakhdari O, Layec S, Le Roux K, Maguin E, Mérieux A, Melo Minardi R, M'Rini C, Muller J, Oozeer R, Parkhill J, Renault P, Rescigno M, Sanchez N, Sunagawa S, Torrejon A, Turner K, Vandemeulebrouck G, Varela E, Winogradsky Y, Zeller G, Weissenbach J, Ehrlich SD, Bork P. Enterotypes of the human gut microbiome. 2011. Nature. 473:174-80.
Brüls T, Weissenbach J. The human metagenome: our other genome? 2011. Hum Mol Genet. 20:R142-8.
 
Qin J, Li R, Raes J, Arumugam M, Burgdorf KS, Manichanh C, Nielsen T, Pons N, Levenez F, Yamada T, Mende DR, Li J, Xu J, Li S, Li D, Cao J, Wang B, Liang H, Zheng H, Xie Y, Tap J, Lepage P, Bertalan M, Batto J-M, Hansen T, Le Paslier D, Linneberg A, Nielsen HB, Pelletier E, Renault P, Sicheritz-Ponten T, Turner K, Zhu H, Yu C, Li S, Jian M, Zhou Y, Li Y, Zhang X, Li S, Qin N, Yang H, Wang J, Brunak S, Doré J, Guarner F, Kristiansen K, Pedersen O, Parkhill J, Weissenbach J, Bork P, Ehrlich SD, Wang J. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. 2010. Nature. 464:59-65.