​Chacun d’entre nous héberge cent mille milliards de micro-organismes dans son tube digestif. Une communauté microbienne, ou microbiote, extrêmement diverse comprenant des bactéries, des archéobactéries, des virus, des phages¹, etc. Une méthode d’exploration possible consiste à séquencer globalement l’ADN de tout ce petit monde. Reste ensuite à attribuer les séquences trouvées dans ce métagénome, en les comparant à des gènes de référence répertoriés. Problème : la plupart des micro-organismes intestinaux, non cultivables en laboratoire, ne figurent pas dans les catalogues. De plus, la complexité de ce milieu limite l’utilisation des méthodes bioinformatiques classiques.

Un consortium international piloté par l’Inra, et impliquant des équipes du CEA-IG (Genoscope)², a utilisé la logique pour réduire l’ampleur du problème. D’une part, tous les gènes d’une même entité biologique (le chromosome d’une espèce bactérienne par exemple) sont présents à la même abondance dans un métagénome donné. Cette abondance reflète tout simplement l’effectif de cette entité dans le milieu analysé. D’autre part la composition de la population intestinale est spécifique de chaque personne, la proportion des différents organismes variant fortement d’un individu à l’autre. Si, en comparant le contenu des métagénomes de différents sujets, on repère des ensembles de gènes dont l’abondance varie de manière similaire d’un microbiote à l’autre, alors ces gènes appartiennent probablement à la même entité.

Analysant ainsi les selles de près de quatre cents individus, les scientifiques ont réparti les quelque 3,9 millions de gènes découverts en plus de 7 000 «groupes de co-abondance». Parmi ces derniers, ils ont repéré plus de 700 espèces de bactéries, dont 630 inconnues, et reconstitué le génome de référence de 238 nouvelles espèces. Plusieurs centaines de phages (plus de 800 inconnus) ont également été identifiés. De plus, en révélant des centaines de relations de co-dépendance, les chercheurs ont projeté un éclairage nouveau tant sur les mécanismes de survie de chaque microorganisme que sur le fonctionnement global des populations.

1. Virus infectant les bactéries
2. Équipes mixtes CEA/CNRS/Université d’Evry