Article Dans Une Revue Tuberculosis Année : 2023

Towards the reconstruction of a global TB history using a new pipeline “TB-Annotator"

Vers la reconstruction d'un historique mondial de la tuberculose à l'aide d'un nouveau pipeline "TB-Annotator" (en anglais)

Résumé

Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC) has a population structure consisting of 9 human and animal lineages. The genomic diversity within these lineages is a pathogenesis factor that affects virulence, transmissibility, host response, and antibiotic resistance. Hence it is important to develop improved information systems for tracking and understanding the spreading and evolution of genomes. We present results obtained thanks to a new informatics platform for computational biology of MTBC, that uses a convenience sample from public/private SRAs, designated as TB-Annotator. Version 1 was a first interactive graphic-based web tool based on 15,901 representative genomes. Version 2, still interactive, is a more sophisticated database, developed using the Snakemake Workflow Management System (WMS) that allows an unsupervised global and scalable analysis of the content of the USA National Center for Biotechnology Information Short Read Archives database. This platform analyzes nucleotide variants, the presence/absence of genes, known regions of difference and detect new deletions, the insertion sites of mobile genetic elements, and allows phylogenetic trees to be built, imported in a graphical interface and interactively analyzed between the data and the tree. The objective of TB-Annotator is triple: detect recent epidemiological links, reconstruct distant phylogeographical histories as well as perform more complex phenotypic/genotypic Genome-Wide Association Studies (GWAS). In this paper, we compare the various taxonomic SNPs-based labels and hierarchies previously described in recent reference papers for L1, and present a comparative analysis that allows identification of alias and thus provides the basis of a future unifying naming scheme for L1 sublineages. We present a global phylogenetic tree built with RAxML-NG, and one on L2; at the time of writing, we characterized about 200 sublineages, with many new ones; a detail tree for Modern L2 and a hierarchical scheme allowing to facilitate L2 lineage assignment are also presented.

Le complexe Mycobacterium tuberculosis (MTBC) possède une structure de population composée de 9 lignées humaines et animales. La diversité génomique au sein de ces lignées est un facteur de pathogénie qui affecte la virulence, la transmissibilité, la réponse de l'hôte et la résistance aux antibiotiques. Il est donc important de développer des systèmes d'information améliorés pour suivre et comprendre la propagation et l'évolution des génomes. Nous présentons les résultats obtenus grâce à une nouvelle plateforme informatique pour la biologie computationnelle de MTBC, qui utilise un échantillon de commodité provenant d'ARS publiques/privées, désigné sous le nom de TB-Annotator. La version 1 était un premier outil web graphique interactif basé sur 15.901 génomes représentatifs. La version 2, toujours interactive, est une base de données plus sophistiquée, développée à l'aide du système de gestion de flux de travail Snakemake (WMS) qui permet une analyse globale et évolutive non supervisée du contenu de la base de données américaine National Center for Biotechnology Information Short Read Archives. Cette plateforme analyse les variants nucléotidiques, la présence/absence de gènes, les régions de différence connues et détecte les nouvelles délétions, les sites d'insertion d'éléments génétiques mobiles, et permet de construire des arbres phylogénétiques, de les importer dans une interface graphique et d'analyser de manière interactive les données et l'arbre. L'objectif de TB-Annotator est triple : détecter des liens épidémiologiques récents, reconstruire des histoires phylogéographiques lointaines ainsi que réaliser des études d'association phénotypiques/génotypiques plus complexes (Genome-Wide Association Studies - GWAS). Dans cet article, nous comparons les différentes étiquettes et hiérarchies taxonomiques basées sur les SNP décrites dans des articles de référence récents pour L1, et nous présentons une analyse comparative qui permet d'identifier les alias et fournit ainsi la base d'un futur système de dénomination unifié pour les sous-lignées de L1. Nous présentons un arbre phylogénétique global construit avec RAxML-NG, ainsi qu'un arbre phylogénétique sur L2 ; au moment de la rédaction, nous avons caractérisé environ 200 sous-lignées, dont de nombreuses nouvelles ; un arbre détaillé pour la L2 moderne et un schéma hiérarchique permettant de faciliter l'attribution de la lignée L2 sont également présentés.

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hal-04312194 , version 1 (28-11-2023)

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Citer

Gaetan Senelle, Muhammed Rabiu Sahal, Kevin La, Typhaine Billard-Pomares, Julie Marin, et al.. Towards the reconstruction of a global TB history using a new pipeline “TB-Annotator". Tuberculosis, 2023, 143, ⟨10.1016/j.tube.2023.102376⟩. ⟨hal-04312194⟩
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