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10 : Méthodes de taxonomie et de diagnostic - Biologie


Le but de la taxonomie est de décrire la diversité, de donner un aperçu de l'histoire de l'évolution (phylogénie), d'aider à déterminer les organismes (diagnostics) et de permettre estimations taxonomiques. L'analyse de l'ADN montre que la papaye (Carica de la famille des Moringacées) est taxonomiquement proche des Crucifères. On peut deviner que la papaye contient aussi de l'huile de moutarde, et c'est vrai ! Les graines de papaye ont un goût prononcé de raifort.

L'une des plus anciennes méthodes de taxonomie est basée sur les experts. Les experts produisent des classifications sur la base de leurs connaissances exclusives sur les groupes. Le premier expert taxonomique fut Carolus Linnaeus (XVIIIe siècle). Les experts utilisent une variété de méthodes, y compris la phénétique, la cladistique (voir ci-dessous), l'approche évolutive générale, leur capacité à remodeler les informations disponibles et leur intuition. Leur objectif est de créer le « modèle mental » de la diversité, puis de le convertir en classification, en utilisant des groupes voisins comme référence (par exemple, pour attribuer des rangs).


Génomique et taxonomie dans le diagnostic pour la sécurité alimentaire : agents phytopathogènes entérobactériens à pourriture molle†

Leighton Pritchard /> * a , Rachel H. Glover /> b , Sonia Humphris c , John G. Elphinstone b et Ian K. Toth c
a Sciences de l'information et de l'informatique, The James Hutton Institute, Invergowrie, Dundee, Écosse DD2 5DA, Royaume-Uni. Courriel : [email protected]
b Agence de recherche sur l'alimentation et l'environnement, Sand Hutton, York, YO41 1LZ, Royaume-Uni
c Sciences cellulaires et moléculaires, The James Hutton Institute, Invergowrie, Dundee, DD2 5DA, Royaume-Uni

Première publication le 16 novembre 2015

Pourriture molle Les entérobactéries (SRE) sont des agents pathogènes bactériens des plantes qui causent des maladies de la jambe noire, du flétrissement et de la pourriture molle sur un large éventail de plantes cultivées et ornementales importantes dans le monde entier. Ces organismes (regroupant les genres Erwinia, Pectobacterium, Dickeya et Pantoea) provoquent des pertes économiques et de rendement importantes au champ et en stockage. Ils sont transmissibles par les eaux de surface, par le commerce et d'autres mouvements de matériel végétal et de sol et, dans certains cas, sont soumis à des restrictions législatives et de quarantaine internationales. Une détection et un diagnostic efficaces à l'appui de la législation sur la sécurité alimentaire et de l'épidémiologie dépendent de la capacité à classer avec précision les isolats pathogènes. Les diagnostics et la classification sont rendus plus difficiles par l'influence du transfert horizontal de gènes sur le phénotype et par les affectations nomenclaturales et taxonomiques historiquement complexes et parfois inexactes qui persistent dans les collections de souches et les bases de données de séquences en ligne. Ici, nous discutons brièvement de la relation entre la taxonomie, le génotype et le phénotype dans le SRE, et leurs implications pour les tests de diagnostic et la législation. Nous présentons de nouvelles classifications du génome entier du SRE, illustrant les incohérences entre les taxonomies établies et les preuves d'isolats complètement séquencés. Nous concluons avec une perspective sur l'impact futur des méthodes généralisées de séquençage et de classification du génome entier sur la détection et l'identification des agents pathogènes bactériens des plantes à l'appui des efforts législatifs et politiques en matière de sécurité alimentaire.

Leighton a obtenu un B.Sc. (Hons) en chimie médico-légale et analytique, et un doctorat en biologie computationnelle de l'Université de Strathclyde. Après un post-doctorat en biologie des systèmes à l'Université du Pays de Galles, Aberystwyth, il a rejoint le Scottish Crop Research Institute et a obtenu un B.A. (Hons) en mathématiques. Il est maintenant basé à l'Institut James Hutton. Les intérêts de recherche de Leighton comprennent la biologie computationnelle et systémique des agents pathogènes microbiens des plantes, leurs interactions avec les plantes hôtes et entre elles. Il a publié plus de 40 articles scientifiques couvrant la génomique, le diagnostic, la modélisation métabolique et les outils bioinformatiques.

Rachel Glover a une double formation en biologie moléculaire et en bioinformatique et travaille en tant que biologiste computationnelle au sein de l'équipe de génomique appliquée à Fera. Elle est responsable de la gestion de la bioinformatique entourant les séquenceurs de nouvelle génération de Fera, en plus de conseiller sur la conception expérimentale et les analyses bioinformatiques pour les projets de recherche de Fera, c'est-à-dire les assemblages et l'annotation du génome, la métagénomique, les normes de données et la publication. Ses intérêts de recherche portent sur la détection métagénomique des agents pathogènes, l'informatique de la biodiversité et le développement d'algorithmes améliorés pour l'identification des codes-barres ADN.

Sonia Humphris est diplômée de l'Université d'Abertay, où elle a obtenu un doctorat en microbiologie. Elle est actuellement post-doctorante en bactériologie moléculaire dans le laboratoire de Ian Toth au James Hutton Institute à Dundee, en Écosse. Sonia étudie les maladies causées par des agents phytopathogènes entérobactériens, en se concentrant sur les agents pathogènes de la pomme de terre Pectobacterium atrosepticum et les espèces Dickeya. Ses recherches portent sur la pathogénicité et l'épidémiologie des maladies de ces agents pathogènes, ainsi que sur les interactions entre eux et leurs hôtes. Les intérêts de recherche de Sonia comprennent également le développement de tests de diagnostic précis et sensibles pour la classification des espèces Pectobacterium et Dickeya.

Phytobactériologiste principal du Fera Plant Protection Programme, Sand Hutton, York, Royaume-Uni. Spécialiste de la détection et de l'identification moléculaire, de la taxonomie, de l'épidémiologie et du contrôle des bactéries phytopathogènes de quarantaine et autres d'importance réglementaire. Consultant sur l'évaluation des risques et la politique phytosanitaire auprès du Defra, de la CE, de l'USDA et des industries de la pomme de terre et de l'horticulture dans le monde entier. Consultant auprès des autorités phytosanitaires de l'UE et du Defra sur la biologie et la gestion des bactéries phytopathogènes. Membre du panel OEPP sur le diagnostic des bactéries phytopathogènes et membre fondateur de l'Association européenne des phytobactériologistes. Gère actuellement des projets de recherche pour le Defra, le Conseil de développement de l'agriculture et de l'horticulture (AHDB) et l'UE.

Ian Toth dirige le thème Mauvaises herbes, ravageurs et maladies à l'Institut James Hutton. Il a obtenu un doctorat de l'Université de Warwick pour ses travaux sur les entérobactéries de la pourriture molle et est resté à l'université pour travailler sur la biologie de la résistance aux antibiotiques dans les populations de Streptomyces, avant de travailler pour Novo Nordisk dans leur division de découverte d'enzymes. Ian s'est joint au SCRI en 1995, revenant à son principal intérêt pour la pathologie végétale : les entérobactéries de la pourriture molle. En 2006, il est devenu coordinateur de la recherche financée par le gouvernement sur les agents pathogènes des plantes au SCRI.


Systématique, taxonomie et classification : méthodes alternatives de classification

Le système binomial linnéen de classification des animaux a apporté l'organisation du chaos, mais récemment, avec l'application de la technologie moderne, de nouvelles méthodes ont fait surface qui fournissent des informations supplémentaires. Les méthodes d'établissement de la parenté ancestrale sont utiles pour établir de nouvelles procédures taxonomiques qui relient souvent les espèces de nouvelles manières. Bien qu'aucune méthode ne soit sans inconvénient, chacune offre des informations et des informations uniques en référence aux organismes en question.

Analyse cladistique

Analyse cladistique est probablement la méthode alternative la plus utilisée. L'analyse cladistique est un moyen de classer les organismes en fonction de leur histoire évolutive. Des caractéristiques phylogénétiques communes sont utilisées pour établir des relations entre les organismes à l'aide de programmes informatiques sophistiqués qui trient rapidement les organismes en fonction de structures évolutives partagées.

L'analyse cladistique trie les structures homologues en caractère primitif ou un caractère dérivé. Les caractères primitifs établissent la classification large qui génère le groupement de base des organismes. Par exemple, un caractère primitif cladistique des plantes est la présence de chloroplastes. Les organismes qui contiennent des chloroplastes sont regroupés dans le même grand groupe.

Caractères dérivés sont également des structures homologues, mais elles représentent des caractéristiques qui ont été modifiées pour des fonctions spécifiques. Les caractères dérivés sont plus uniques que les caractères primitifs et ont tendance à trier les organismes par leur présence ou leur absence dans l'organisme. La présence d'un caractère dérivé ou d'un ensemble de caractères dérivés établit un plus grand degré de parenté. Plus les organismes partagent des caractéristiques dérivées, plus leur degré de parenté est grand. Par exemple, une caractéristique dérivée chez les plantes est la présence de tissu vasculaire. Les plantes avancées contiennent des faisceaux vasculaires, mais pas les plantes aquatiques simples. Cette caractéristique anatomique relativement simple démontre la grande différence entre les plantes vasculaires et non vasculaires. Revoyez l'exemple qui suit pour distinguer les caractères primitifs et dérivés chez les mammifères.

Caractères primitifs de mammifères :

  • Appendices modifiés pour les déplacements aquatiques (par exemple, baleines)
  • Appendices avec un pouce opposable (par exemple, les humains)
  • Appendices conçus pour la course (par exemple, les chiens)
  • Appendices conçus pour paître sur un sol inégal et portant un poids corporel élevé (par exemple, les vaches)

Une fois que les caractères primitifs et dérivés sont connus, un cladogramme peut être construit pour montrer les liens évolutifs entre les groupes d'animaux. Examiner l'illustration Cladogramme simple.

Ce cladogramme montre la parenté évolutive des principaux types de plantes en utilisant des caractères dérivés simples sur le côté droit dans l'ordre croissant. Les organismes situés les uns à côté des autres horizontalement sur le dessus sont plus apparentés que ceux qui ne sont pas à proximité immédiate. Pour des classifications plus spécifiques, telles que la parenté entre un chêne et un orme, le cladogramme aurait besoin de caractères dérivés plus spécifiques.

Le modèle cladistique est quelque peu similaire aux modèles d'organisation précédents, à quelques différences notables près. Le plus largement rapporté est la localisation cladistique des oiseaux sur un cladogramme par rapport aux reptiles. Un cladogramme relie les oiseaux plus aux crocodiles et aux dinosaures qu'aux serpents ou aux lézards. Fait intéressant, on sait maintenant que les reptiles n'ont pas évolué à partir d'un ancêtre reptilien commun, mais sont plus probablement des descendants de plusieurs ancêtres différents, faisant de la classification des reptiles un conglomérat d'animaux aux caractéristiques similaires mais aux origines différentes ! Le cladogramme montre correctement le lien héréditaire entre les oiseaux et certains reptiles. Elle est clairement différente des classifications taxonomiques classiques, qui placent tous les reptiles dans une catégorie (Reptiles) et tous les oiseaux dans une autre (Aves).

L'analyse cladistique est extrêmement objective : l'organisme a la caractéristique ou non. Cette force est aussi une faiblesse. Les opposants prétendent que la technique ne tient pas compte de la quantité ou du degré de présence ou d'utilisation d'une caractéristique. À leur avis, cette omission ignore trop de données pertinentes et ne permet pas une évaluation précise de la différence entre les groupes. Par exemple, le fait que les manchots aient des ailes mais ne les utilisent pas pour voler créerait un problème d'analyse cladistique.

Systématique évolutive

Contrairement à l'approche sans biais de l'approche d'analyse cladistique, la méthode systématique évolutionniste s'appuie délibérément sur le jugement de l'observateur. Ces taxonomistes mettent davantage l'accent sur l'utilisation ou la non-utilisation observée d'une structure ainsi que sur la manière dont elle est utilisée. Les jugements sont basés sur l'observation directe du degré d'importance évolutive d'une caractéristique particulière pour cet organisme. Par exemple, dans l'analogie précédente des oiseaux et des reptiles, l'approche systématique évolutive accorderait plus d'importance à la présence ou à l'absence de plumes qu'aux caractéristiques homologues dérivées. Ainsi, les oiseaux seraient classés séparément des reptiles. La plupart des taxonomistes conviennent qu'en l'absence de données, le modèle cladistique est supérieur avec des données adéquates, le modèle systématique évolutif présente des avantages.

Phénétique

Phénétique les classifications sont quelque peu similaires à la systématique évolutive en ce que les deux incluent toutes les données disponibles concernant l'étude des organismes et les deux sont antagonistes au modèle d'analyse cladistique. La classification phénétique n'essaie pas d'établir des liens évolutifs mais simplement le regroupement d'organismes sur la base de « l'ensemble ». degrés de similitude. La classification phénétique nécessite l'accès à la plupart des données. Son efficacité globale est diminuée lorsque les données sont incomplètes.


10 : Méthodes de taxonomie et de diagnostic - Biologie


BIO 10
- Laboratoire de biologie Mardi : de 15h00 à 17h50

LABORATOIRE DE TAXOMONIE - Classification des êtres vivants.

La taxonomie (du grec taxis signifiant arrangement ou division et nomos signifiant loi) est la science de la classification selon un système prédéterminé, avec le catalogue résultant utilisé pour fournir un cadre conceptuel pour la discussion, l'analyse ou la recherche d'informations. En théorie, le développement d'une bonne taxonomie prend en compte l'importance de séparer les éléments d'un groupe (taxon) en sous-groupes (taxons) qui sont mutuellement exclusifs, sans ambiguïté, et pris ensemble, incluent toutes les possibilités. En pratique, une bonne taxonomie doit être simple, facile à mémoriser et facile à utiliser.

L'une des taxonomies les plus connues est celle conçue par le scientifique suédois Carl Linnaeus, dont la classification pour la biologie est encore largement utilisée (avec des modifications).

Se souvenir de la division du règne animal :
royaume, phylum, classe, ordre, famille, genre, espèce
Le roi Paul a appelé Gus et Sam,

Le roi Philip ouvre cinq serpents verts
Royaume, Phylum, Classe, Ordre, Famille, Genre, Espèce

La plupart des biologistes reconnaissent cinq règnes : Monera (les procaryotes) Protista (les eucaryotes unicellulaires) Fungi (champignons et organismes apparentés) Plantae (les plantes) et Animalia (les animaux). Les systèmes de classification acceptés ont changé à un rythme beaucoup plus rapide que les espèces n'en ont pris pour évoluer.

Les royaumes sont divisés en catégories appelées phylums, chaque phylum est divisé en classes, chaque classe en ordres, chaque ordre en familles, chaque famille en genres et chaque genre en espèces. Une espèce représente un type d'organisme, comme le chien, le requin tigre, Ameoba proteus (l'amibe commune), Homo sapiens (nous), ou Acer palmatum (érable du Japon). Notez que les noms d'espèces sont toujours soulignés ou écrits en italique.

1. La taxonomie nous donne une image vivante de la diversité organique existante de la terre.

2. La taxonomie fournit une grande partie des informations permettant une reconstruction de la phylogénie de la vie.

3. La taxonomie révèle de nombreux phénomènes évolutionnaires intéressants.

4. La taxonomie fournit des classifications d'une grande valeur explicative dans la plupart des branches de la biologie et de la paléontologie.


10 : Méthodes de taxonomie et de diagnostic - Biologie

a Sciences de l'information et de l'informatique, The James Hutton Institute, Invergowrie, Dundee, Écosse, Royaume-Uni
E-mail: [email protected]

b Agence de recherche sur l'alimentation et l'environnement, Sand Hutton, York, Royaume-Uni

c Sciences cellulaires et moléculaires, The James Hutton Institute, Invergowrie, Dundee, Royaume-Uni

Résumé

Pourriture molle Entérobactéries (SRE) sont des agents pathogènes bactériens des plantes qui causent des maladies de la jambe noire, du flétrissement et de la pourriture molle sur un large éventail de plantes cultivées et ornementales importantes dans le monde. Ces organismes (couvrant les genres Erwinia, Pectobactérie, Dickeya, et Pantoea) entraînent d'importantes pertes économiques et de rendement au champ et au stockage. Ils sont transmissibles par les eaux de surface, par le commerce et d'autres mouvements de matériel végétal et de sol et, dans certains cas, sont soumis à des restrictions législatives et de quarantaine internationales. La détection et le diagnostic efficaces à l'appui de la législation sur la sécurité alimentaire et de l'épidémiologie dépendent de la capacité de classer avec précision les isolats pathogènes. Les diagnostics et la classification sont rendus plus difficiles par l'influence du transfert horizontal de gènes sur le phénotype et par les affectations nomenclaturales et taxonomiques historiquement complexes et parfois inexactes qui persistent dans les collections de souches et les bases de données de séquences en ligne. Ici, nous discutons brièvement de la relation entre la taxonomie, le génotype et le phénotype dans le SRE, et leurs implications pour les tests de diagnostic et la législation. Nous présentons de nouvelles classifications du génome entier du SRE, illustrant les incohérences entre les taxonomies établies et les preuves d'isolats complètement séquencés. Nous concluons avec une perspective sur l'impact futur des méthodes généralisées de séquençage et de classification du génome entier sur la détection et l'identification des agents pathogènes bactériens des plantes à l'appui des efforts législatifs et politiques en matière de sécurité alimentaire.


Exemples de taxonomie

La classification scientifique des humains est la suivante :

  • Domaine: eucaryote
  • Royaume: Animalia
  • Phylum: Accords
  • Classer: Mammifères
  • Commander: Primates
  • Famille: Hominidés
  • Genre: Homo
  • Espèce:sapiens

Un autre exemple de taxonomie est le diagramme ci-dessous, qui montre la classification du renard roux, vulpes vulpes (parfois les noms de genre et d'espèce sont les mêmes, même s'il s'agit de deux rangs différents).


De nombreux dispositifs mnémoniques peuvent être utilisés pour se souvenir de l'ordre de la hiérarchie taxonomique, tels que « Dear King Philip Came Over For Good Spaghetti ».


L'importance de la taxonomie biologique

La taxonomie biologique est le domaine scientifique traitant de la classification des organismes vivants. Les non-biologistes qui réfléchissent à la taxonomie peuvent penser que le domaine est le plus ennuyeux des sciences. Pour les non-initiés, il y a peu de différence entre la vie d'un taxonomiste et la vie d'un collectionneur de timbres. Rien ne pouvait être plus loin de la vérité. La taxonomie est devenue la grande théorie unificatrice des sciences biologiques. Les efforts pour séquencer les génomes des espèces procaryotes, eucaryotes et virales, comparant ainsi les génomes de différentes classes d'organismes, ont revitalisé le domaine de la taxonomie évolutive (phylogénétique). L'analyse de gènes homologues normaux et anormaux dans des classes apparentées d'organismes a inspiré de nouveaux traitements de maladies ciblés contre des molécules et des voies spécifiques caractéristiques d'espèces ou de classes ou d'organismes. Les étudiants qui ne comprennent pas les principes de la taxonomie moderne ont peu de chance de percevoir les liens entre la médecine, la génétique, la pharmacologie ou la pathologie, sans parler de la microbiologie clinique.

Voici deux des avantages spécifiques de l'apprentissage de la taxonomie des maladies infectieuses.

1. En tant que méthode pour réduire la complexité de la microbiologie médicale

Apprendre toutes les maladies infectieuses de l'homme est une tâche impossible. Alors que le nombre de malades chroniques et de patients immunodéprimés a augmenté, le nombre d'agents pathogènes opportunistes a également augmenté. Alors que le transport mondial est devenu monnaie courante, le nombre d'infections exotiques propagées dans le monde a également augmenté (voir l'élément du glossaire, Maladies exotiques aux États-Unis). Il y a quelques décennies, les experts en maladies infectieuses devaient apprendre quelques centaines de maladies infectieuses. Aujourd'hui, plus de 1400 organismes peuvent provoquer des maladies chez l'homme, et leur nombre augmente rapidement, tandis que les techniques de diagnostic et de traitement de ces organismes s'améliorent constamment. Les manuels ne peuvent pas couvrir tous ces organismes de manière suffisamment détaillée pour fournir aux travailleurs de la santé l'expertise nécessaire pour prodiguer des soins adéquats à leurs patients.

Comment un clinicien peut-il apprendre tout ce qui est nécessaire pour prodiguer des soins compétents aux patients ? La première étape pour comprendre les maladies infectieuses est de comprendre la classification des organismes pathogènes. Tous les organismes pathogènes connus ont été affectés à l'une des 40 classes d'organismes bien définies, et chaque classe s'inscrit dans une simple lignée ancestrale. Cela signifie que chaque organisme pathogène connu hérite de certaines propriétés de ses classes ancestrales et partage ces propriétés avec les autres membres de sa propre classe. Lorsque vous apprenez les propriétés de la classe, ainsi que des informations de base sur les membres infectieux des classes, vous acquérez une compréhension globale de la microbiologie médicale.

2. Comme protection contre l'obsolescence professionnelle

Il semble qu'il se passe tellement de choses dans les sciences biologiques qu'il est tout simplement impossible de se tenir au courant. Chaque jour qui passe, vous vous sentez moins en phase avec la science moderne et vous aimeriez pouvoir revenir à une époque où quelques principes fondamentaux étaient à la base de la discipline que vous avez choisie. Vous serez heureux d'apprendre que la science consiste à trouver des généralisations parmi les données ou parmi les systèmes connectés (c'est-à-dire réduire la complexité des données ou trouver des explications simples pour des systèmes d'une complexité irréductible). Une grande partie, sinon la totalité, de la complexité perçue des sciences biologiques découle des connexions croissantes de disciplines autrefois distinctes : biologie cellulaire, écologie, évolution, climatologie, biologie moléculaire, pharmacologie, génétique, informatique, paléontologie, pathologie, statistiques, etc. Les scientifiques d'aujourd'hui doivent comprendre de nombreux domaines différents, et ils doivent être disposés et capables d'absorber des disciplines supplémentaires, tout au long de leur carrière. Au fur et à mesure que chaque domaine de la science s'entremêle les uns avec les autres, le domaine apparemment obscur de la taxonomie biologique a pris de l'importance car il occupe le noyau intellectuel de pratiquement tous les domaines biologiques.

La biologie moderne est axée sur les données. Un déluge de données génomiques, protéomiques, métabolomiques et autres « omiques » basées sur les organismes inonde nos banques de données et noie nos scientifiques. Ces données auront une valeur scientifique limitée si nous ne pouvons pas trouver un moyen de généraliser les données collectées pour chaque organisme aux données collectées dans d'autres organismes. La taxonomie est la méthode scientifique qui révèle comment différents organismes sont liés. Sans taxonomie, les données n'ont aucune signification biologique.

Les découvertes que les scientifiques feront à l'avenir proviendront des questions qui se posent lors de la construction et du raffinement de la taxonomie biologique. Dans le cas des maladies infectieuses, lorsque nous trouvons un trait qui nous informe que ce que nous pensions être une seule espèce est en réalité deux espèces, cela nous permet de développer des traitements optimisés pour chaque espèce, et de développer de nouvelles méthodes pour surveiller et contrôler la propagation. des deux organismes. Lorsque nous regroupons correctement les organismes dans une classe commune, nous pouvons tester et développer de nouveaux médicaments efficaces contre tous les organismes de la classe, en particulier si ces organismes sont caractérisés par une molécule, une voie ou un trait spécifiquement ciblé par un médicament. Les termes utilisés dans diverses sciences, tels que homologie, voie métabolique, molécule cible, résistance acquise, stade de développement, cladistique, monophylie, organisme modèle, propriété de classe, phylogénie, tirent tous leur sens et leur utilité de la taxonomie biologique. En appréhendant l'organisation générale du vivant, vous comprendrez les relations entre les différents domaines scientifiques, évitant ainsi l'obsolescence professionnelle.

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Infections fongiques : classification et diagnostic de laboratoire

Dermatophytose causée par : les espèces Trichophyton, Epidermophyton et Microsporum.

Pityriasis versicolor : Malassezia furfur.

Piedra blanc : Trichosporon beigelii.

Piedra noire : Piedraia hortaie.

Tinea nigra : Exophiala werneckii.

Candidose : Candida albicans et autres espèces de Candida.

Les spécimens de ce groupe comprennent — la peau, les cheveux et les ongles.

B. Mycoses sous-cutanées:

Eumycétome causé par : Madurella mycetomatis, Madurella grisea.

Grains noirs ou foncés : Leptosphaeria senegalensis, Exophiala jeanselmei, Pseudallescheria boydii.

Grains blancs ou jaunes : Espèce Acremonium.

Les eumycétomes doivent être différenciés des mycétomes actinomycotiques.

1. Chromoblastomycose : Fonsecaea pedrosoi (Champignons porcins).

2. Sporotrichose : Sporothrix schenckii.

3. Rhinosporidiose : Rhinosporidium seeberi.

Les échantillons de ce groupe comprennent le pus d'abcès, l'exsudat de lésions, le liquide aspiré des voies sinusales et les tissus de la biopsie.

C. Mycoses systémiques causées par des « champignons pathogènes »:

1. Histoplasmose : Histoplasma capsulatum.

2. Blastomycose : Blastomyces dermatitidis.

3. Paracoccidioïdomycose : Paracoccidioides brasiliensis.

4. Coccidioïdomycose : Coccidioides immitis.

D. Mycoses systémiques causées par des « champignons opportunistes »:

1. Cryptococcose : Cryptococcus neoformans.

2. Aspergillose : Aspergillus fumigatus et autres espèces d'aspergillus.

3. Zygomycose : espèces Mucor, Rhizopus et Basidiobolus.

4. Candidose systémique : Candida albicans.

Les échantillons de ce groupe comprennent le pus ou l'exsudat, le liquide céphalo-rachidien, les sécrétions respiratoires, la moelle osseuse, le sang, l'urine et les tissus provenant d'une biopsie ou d'une autopsie.

Diagnostic de laboratoire des infections fongiques:

I. Spécimens:

1. Les raclures de peau, les coupures d'ongles et les poils peuvent être transportés dans une enveloppe, une boîte de Pétri ou tout autre moyen de transport pratique.

2. Les échantillons de muqueuse peuvent être directement inoculés dans un milieu de culture ou étalés sur une lame propre à l'aide d'un écouvillon ou d'une boucle de culture.

3. Les raclures, les croûtes, le pus aspiré et les biopsies tissulaires doivent être prélevés de manière aseptique sur les infections sous-cutanées et timides.

4. En cas d'infection systémique suspectée, les échantillons doivent être prélevés sur autant de sites que possible, tels que le sang et le LCR.

L'échantillon est divisé en deux parties, une pour la microscopie et l'autre pour la culture. Les levures sont traitées de la même manière que les bactéries. Les moisissures, cependant, nécessitent des procédures spéciales.

II. Examen:

1. Support d'hydroxyde de potassium (KOH) :

KOH dissout la kératine et le matériel cellulaire mais n'affecte pas les champignons. Les échantillons sont placés sur une lame à laquelle une goutte d'hydroxyde de potassium à 10-20% est ajoutée puis recouverts d'une lamelle et laissés pendant 20 minutes dans un incubateur à 37°C pour digérer la kératine. L'examen microscopique montre la structure fongique.

La coloration de Gram, la coloration de Papani­colaou (généralement effectuée dans un laboratoire de cytopathologie), la coloration périodique à l'acide-Schiff (PAS) et la coloration à la méthénamine à l'argent colorent bien la plupart des champignons. La coloration Giemsa est utile pour les levures et les cellules d'Histoplasma capsulatum en raison de leur petite taille. Tous les champignons sont gram-positifs mais de peu de valeur.

3. Immunofluorescence directe :

Le DFAT est utile pour identifier les champignons dans les tissus et les frottis.

L'examen d'échantillons de biopsie de tissus fournit des preuves solides d'une maladie invasive. Les coupes de tissus préparées à partir du bloc de paraffine sont colorées par Gomori méthénamine argent et acide périodique-Schiff. Une telle coloration indique uniquement la présence de champignons dans les tissus et non l'espèce.

La détection de l'antigène polysaccharidique cryptococcique dans le LCR et le sérum par test d'agglutination au latex est effectuée en routine. Le test est sensible, spécifique et simple à réaliser. Des méthodes de détection des antigènes Candida et Histoplasma ont également été décrites.

Culture et isolement :

Les champignons pathogènes poussent sur la gélose dextrose Sabouraud (pH 5,6, pH légèrement acide qui ne permet pas la croissance bactérienne) contient 4% de dextrose, 1% de peptone et 2% d'agar. Du chloram­phenicol (50 mg/L), du cycloheximide (500 mg/L) ou un autre antibiotique est souvent ajouté au milieu pour prévenir davantage la contamination bactérienne ou fongique saprophyte.

Deux cultures avec les spécimens sont faites et incubées à température ambiante (25°C) et à température corporelle (37°C) pour révéler le dimor­phism. Le tube, la boîte de Pétri et la lame sont utilisés pour la culture. La culture sur lame est utile pour étudier la mor­phologie des champignons. Les cultures sont incubées pendant au moins 2 à 3 semaines et dans certains cas jusqu'à 6 semaines.

La culture fournit une preuve sans équivoque d'une infection fongique.

(a) Aspect macroscopique (caractère de la colonie) (Fig. 14.1) :

(i) Les champignons dimorphes produisent des colonies de 1-2 mm de diamètre, des hyphes délicats qui donnent à la forme de moisissure des colonies une apparence de toile d'araignée ou de cheveux (Fig. 14.1A).

(ii) Trichophyton rubrum produit un pigment diffusible rouge vin.

(b) Morphologie microscopique (montage tease) :

Une petite partie de la colonie, y compris une partie de la gélose de surface, est déterrée avec une paire d'aiguilles à dissection ou des bâtonnets applicateurs pointus. Le fragment de colonie est placé sur une lame de microscope dans une goutte de bleu de lacto-phénol aniline.

La colonie est séparée à l'aide d'aiguilles à dissection, puis une lamelle est placée sur la goutte et doucement pressée sur la surface avec l'extrémité gomme d'un crayon pour faciliter l'examen microscopique.

Les levures sont unicellulaires. D'autre part, les moisissures sont filamenteuses (hyphes), produisent des conidies spécialisées et se développent lentement.

Les structures fongiques suivantes peuvent être observées :

(i) Mycélium : Présence d'hyphes cloisonnés ou aseptés (Fig. 14.2), ou pseudo hyphes.

(ii) Le mycélium peut être végétatif (partie s'étendant dans le milieu de culture) ou aérien (partie au-dessus du milieu/substrat).

(iii) Présence de structures spécialisées, par ex. des chlamydospores, des levures, etc. peuvent être présentes.

Des sondes génétiques sont disponibles pour la détection de Blastomyces dermatitidis, Coccidioides immitis, Cryptococcus neoformans et Histoplasma capsulatum.

Méthodes indirectes basées sur réponse immunitaire de l'hôte:

Le test cutané, autrefois un test de diagnostic populaire, est maintenant presque abandonné en raison de résultats faussement positifs. Cependant, ces tests sont utiles pour étudier le statut immunitaire du patient.

Des tests sérologiques comme ELISA pour l'histoplasmose, test d'agglutination au latex et CFT ont été mis au point.


Section I : Fondements de la virologie clinique

1 Introduction aux virus
Structure du virus, cycle de vie, classification de Baltimore, figures de la classification des virus à ADN et ARN, transmission, nomenclature

2 Diagnostic de laboratoire des infections virales
Diagnostic différentiel des syndromes viraux, prélèvement d'échantillons, comparaison des techniques de diagnostic

Section II : Pathogènes viraux et présentation clinique

3 virus respiratoires
Virus de la grippe, virus respiratoire syncytial, métapneumonvirus humain, rhinovirus, coronavirus, virus des oreillons, diagramme de saisonnalité

4 virus avec des manifestations dermatologiques
Virus herpès simplex, virus varicelle-zona, virus de la rougeole, virus de la rubéole, herpèsvirus humains 6 et 7, molluscum contagiosum, virus de la variole, figure des éruptions virales, description et comparaison des herpèsvirus 1 à -8

5 virus de l'hépatite gastro-intestinale et fécale-orale
Rotavirus, norovirus, astrovirus, sapovirus, HAV, HEV, diagramme de saisonnalité

6 virus qui peuvent causer plusieurs syndromes
Entérovirus et parechovirus, adénovirus, parvovirus B19, bocavirus humain

7 virus opportunistes associés à la transplantation
Cytomégalovirus, virus BK, virus JC

8 virus de l'hépatite transmissible par le sang
Virus de l'hépatite B, C et D et comparaison des virus de l'hépatite A à E

9 rétrovirus humains
VIH, HTLV-1/-2

10 virus oncogènes
HPV, EBV, HHV-8

11 virus zoonotiques
Virus de la rage, virus Ebola, virus de Marburg, virus de Lassa, virus hémorragique de Crimée Congo, hantavirus, virus de la lymphochorioméningite, virus de la variole du singe, virus de l'herpès B, virus Hendra, virus Nipah, comparaison des virus zoonotiques

12 arbovirus
Moustiques, tiques, virus de la dengue, virus de la fièvre jaune, virus du chikungunya, virus du Nil occidental, virus de l'encéphalite équine orientale, occidentale et vénézuélienne, virus de l'encéphalite japonaise, virus Powassan, comparaison des arbovirus

Section III : Tests et techniques de diagnostic

13 Techniques de diagnostic basées sur la culture et les tissus
Conventional viral culture and cell lines, viral growth rates, hemagglutination, quantification of plaques, histology/cytology, histologic and cytologic images of virally infected cells

14 Diagnostic Techniques Based on Immunological Interactions
Kinetics of immune responses, interpreting serologic results, antigen and antibody detection, ELISA and chemiluminescent immunoassay, immunohistochemistry, immunoblots, immunofluorescence, lateral-flow assay, comparison of immunologic assays

15 Molecular Techniques: Nucleic Acid Amplification
Basics of nucleic acids, nucleic acid amplification, PCR, RT-PCR, real-time PCR, quantitative PCR, melt curve analysis, viral loads, droplet digital PCR, nested PCR, multiplex PCR, transcription-mediated amplification, controls, contamination

16 Molecular Techniques: Sequencing
Sequencing terminology, applications, procedures, platforms (Sanger, NGS, Illumina, SMRT, Ion Torrent), data analysis, comparison of platforms

Section IV: Prevention and Management of Viral Infections

17 Biosafety
Biosafety levels, select agents, reportable diseases, PPE, techniques, biosafety cabinets, isolation precautions

18 Vaccines
Active and passive immunity, intravenous immunoglobulin, types of vaccines, delivery, complications, antibody dependent enhancement, table of available viral and other vaccines, diagram of routine vaccination schedule

19 Antivirals
Antivirals against herpesviruses, influenza virus, RSV, hepatitis C, other compounds, antiretrovirals and antivirals with broad coverage, mechanisms of action

Section V: The Regulatory Environment for Laboratory Testing

20 Regulatory Requirements
Classification of assays by the FDA, test complexity, regulatory agencies, CLIA, inspections, proficiency testing, billing and coding

21 Assay Performance and Interpretation
Validation/verification, performance characteristics (precision, accuracy, reportable range, reference range), diagnostic, clinical and analytic sensitivity and specificity, prevalence, predictive value, ROC curves


Method #4: A quick way

Colony screening with Polymerase Chain Reaction (PCR) is the most rapid initial screen to determine the presence of the DNA insert. Colony PCR involves lysing the bacteria and amplifying a portion of the plasmid with either insert-specific or vector-specific primers. If you need to determine the orientation of your insert, it is recommended to combine both types of primers for your analysis.

If selecting colony screening by PCR, make sure that your insert is shorter than 3 kb. Some PCR reagents will allow you to add a portion of your individual colony directly to a PCR master mix, with the remaining portions being used to inoculate a culture plate or liquid media with appropriate antibiotic for downstream applications.


Classification and Nomenclature

Nomenclature is the set of rules and conventions that govern the names of taxa.

Objectifs d'apprentissage

Recognize the factors involved with general classification and nomenclature used for microorganism classification

Points clés à retenir

Points clés

  • The names ( nomenclature ) given to prokaryotes are regulated by the International Code of Nomenclature of Bacteria (Bacteriological Code).
  • Classification is the grouping of organisms into progressively more inclusive groups based on phylogeny and phenotype, while nomenclature is the application of formal rules for naming organisms.
  • Taxonomic names are written in italics (or underlined when handwritten) with a majuscule first letter, with the exception of epithets for species and subspecies.

Mots clés

  • nomenclature: binomial nomenclature (also called binominal nomenclature or binary nomenclature) is a formal system of naming species of living things by giving each a name composed of two parts, both of which use Latin grammatical forms, although they can be based on words from other languages. Such a name is called a binomial name (which may be shortened to just “binomial”), a binomen or a scientific name more informally it is also called a Latin name.
  • procaryotes: ( /proʊkæri.oʊts/, pro-kah-ree-otes or /proʊkæriəts/, pro-kah-ree-əts) a group of organisms whose cells lack a cell nucleus (karyon), or any other membrane-bound organelles. Most prokaryotes are unicellular organisms, although a few such as myxobacteria have multicellular stages in their life cycles.
  • Bacteriological code: The International Code of Nomenclature of Bacteria (ICNB) or Bacteriological Code (BC) governs the scientific names for bacteria, including Archaea. It denotes the rules for naming taxa of bacteria, according to their relative rank. As such it is one of the Nomenclature Codes of biology.

Nomenclature is the set of rules and conventions which govern the names of taxa. It is the application of formal rules for naming organisms. Classification is the grouping of organisms into progressively more inclusive groups based on phylogeny and phenotype. Despite there being no official and complete classification of prokaryotes, the names (nomenclature) given to prokaryotes are regulated by the International Code of Nomenclature of Bacteria (Bacteriological Code), a book which contains general considerations, principles, rules, and various notes and advises in a similar fashion to the nomenclature codes of other groups.

International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (IJSEM): The IJSEM covers the naming of new bacteria and how they fit evolutionarily.

The taxa which have been correctly described are reviewed in Bergey’s manual of Systematic Bacteriology, which aims to aid in the identification of species and is considered the highest authority. An online version of the taxonomic outline of bacteria and archaea is available. Taxonomic names are written in italics (or underlined when handwritten) with a majuscule first letter with the exception of epithets for species and subspecies. Despite it being common in zoology, tautonyms (e.g. Bison bison) are not acceptable and names of taxa used in zoology, botany or mycology cannot be reused for bacteria (Botany and Zoology do share names).

For bacteria, valid names must have a Latin or Neolatin name and can only use basic latin letters (w and j inclusive, see History of the Latin alphabet for these), consequently hyphens, accents and other letters are not accepted and should be translitterated correctly (e.g. ß=ss). Ancient Greek being written in the Greek alphabet, needs to be translitterated into the Latin alphabet.

Many species are named after people, either the discoverer or a famous person in the field of microbiology, for example Salmonella is after D.E. Salmon, who discovered it (albeit as “Bacillus typhi”). For the generic epithet, all names derived from people must be in the female nominative case, either by changing the ending to -a or to the diminutive -ella, depending on the name. For the specific epithet, the names can be converted into either adjectival form (adding -nus (m.), -na (f.), -num (n.) according to the gender of the genus name) or the genitive of the latinised name.

Many species (the specific epithet) are named after the place they are present or found (e.g. Borrelia burgdorferi). Their names are created by forming an adjective by joining the locality’s name with the ending -ensis (m. or f.) or ense (n.) in agreement with the gender of the genus name, unless a classical Latin adjective exists for the place. However, names of places should not be used as nouns in the genitive case.

For the Prokaryotes (Bacteria and Archaea) the rank kingdom is not used (although some authors refer to phyla as kingdoms). If a new or amended species is placed in new ranks, according to Rule 9 of the Bacteriological Code the name is formed by the addition of an appropriate suffix to the stem of the name of the type genus. For subclass and class the reccomendation from is generally followed, resulting in a neutral plural, however a few names do not follow this and instead keep into account Graeco-Latin grammar (e.g. the female plurals Thermotogae, Aquificae, and Chlamydiae, the male plurals Chloroflexi, Bacilli, and Deinococci, and the Greek plurals Spirochaetes, Gemmatimonadetes, and Chrysiogenetes).

Phyla are not covered by the Bacteriological Code, however, the scientific community generally follows the Ncbi and Lpsn taxonomy, where the name of the phylum is generally the plural of the type genus, with the exception of the Firmicutes, Cyanobacteria, and Proteobacteria, whose names do not stem from a genus name. The higher taxa proposed by Cavalier-Smith are generally disregarded by the molecular phylogeny community (vide supra).


Voir la vidéo: Cours Biotechnologies Microbiologie Partie 1: Analyse microbiologique dun produit polymicrobien (Décembre 2021).