Classification et taxonomie bactériennes

La classification et la taxonomie bactériennes sont la discipline qui consiste à nommer les bactéries et à les organiser en un système hiérarchique reflétant leurs relations. La systématique bactérienne moderne est polyphasique et phylogénétique : elle combine des preuves phénotypiques, chimiotaxonomiques et génomiques, les comparaisons de séquences d'ARN ribosomal et de génomes entiers constituant l'épine dorsale d'une classification naturelle.

Definition

La taxonomie bactérienne est la classification systématique, la nomenclature et l'identification des bactéries, dans laquelle les organismes sont regroupés en taxons hiérarchisés sur la base de similarités phénotypiques, chimiotaxonomiques et génomiques et de relations évolutives.

Scope

Ce sujet aborde les principes selon lesquels les taxons bactériens sont définis et nommés, le passage d'une classification basée sur le phénotype à une classification moléculaire et génomique, les critères utilisés pour délimiter les espèces, et les rangs taxonomiques standards (domaine, phylum, classe, ordre, famille, genre, espèce). Il s'agit d'un aperçu de référence sur la manière dont les bactéries sont ordonnées, et non d'un catalogue de taxons.

Core questions

• Sur quelles preuves les taxons bactériens sont-ils définis et nommés ?
• Comment une espèce bactérienne est-elle délimitée, et par quels seuils génomiques ?
• Comment la phylogénie moléculaire a-t-elle modifié la classification des bactéries ?

Key concepts

• Domaine, phylum, classe, ordre, famille, genre, espèce
• Taxonomie polyphasique
• Phylogénie de l'ARN ribosomal 16S
• Hybridation ADN-ADN
• Identité nucléotidique moyenne (ANI)
• Délimitation des espèces basée sur le génome
• Souches types et nomenclature

Key theories

Classification phylogénétique à trois domaines

La comparaison des séquences d'ARN ribosomal divise la vie cellulaire en Bacteria, Archaea et Eucarya et établit la phylogénie moléculaire comme base d'une classification naturelle des bactéries.

Taxonomie polyphasique

Les taxons bactériens sont circonscrits en intégrant plusieurs lignes de preuves indépendantes, phénotypiques, chimiotaxonomiques et génomiques, plutôt que par un seul caractère.

Mechanisms

La classification hiérarchise les bactéries du domaine à l'espèce, et l'identification place un isolat inconnu au sein de cette hiérarchie. La classification précoce reposait sur le phénotype, la physiologie et la chimiotaxonomie. La comparaison des séquences d'ARN ribosomal de la petite sous-unité (16S) a ensuite fourni une phylogénie moléculaire stable et réorganisé les taxons supérieurs. La délimitation des espèces, historiquement basée sur l'hybridation ADN-ADN et une combinaison polyphasique de caractères, a convergé vers des mesures basées sur le génome telles que l'identité nucléotidique moyenne (ANI), les données de génomes entiers étayant désormais de grandes taxonomies standardisées. Les noms sont régis par des règles formelles de nomenclature, chaque espèce étant rattachée à une souche type désignée.

Clinical relevance

La taxonomie fournit les noms et les regroupements que les laboratoires de diagnostic utilisent pour signaler les isolats bactériens et pour relier un organisme à ce qui est connu de son groupe, et les méthodes basées sur le génome éclairent de plus en plus la manière dont les espèces cliniquement pertinentes sont définies et identifiées. Cette entrée décrit les principes de classification comme matériel de référence et ne constitue pas une base pour des décisions individuelles de diagnostic ou de traitement.

Evidence & guidelines

La nomenclature bactérienne suit des règles internationalement acceptées et des rapports de comités sur la systématique, tandis que l'épine dorsale phylogénétique et les critères d'espèce reposent sur la littérature primaire des comparaisons d'ARN ribosomal et de génomes entiers ; des bases de données organisées distribuent désormais des taxonomies standardisées basées sur le génome.

History

La classification bactérienne a commencé par le phénotype, la forme, la coloration et la physiologie, et a été codifiée dans les éditions successives des manuels systématiques. La phylogénie moléculaire des années 1970 et la proposition des trois domaines de 1990 ont déplacé sa base vers la comparaison de séquences, et l'ère génomique a fait passer la délimitation des espèces de l'hybridation ADN-ADN vers des métriques de génomes entiers et des taxonomies standardisées basées sur le génome.

Debates

Comment une espèce bactérienne devrait-elle être définie ?

Le concept opérationnel d'espèce est passé de l'hybridation ADN-ADN et des critères phénotypiques polyphasiques à des seuils basés sur le génome, tels que l'identité nucléotidique moyenne, et la question de savoir quel poids le phénotype devrait conserver reste débattue.

Key figures

• Carl Woese
• Peter Vandamme
• Donovan Parks
• Philip Hugenholtz

Seminal works

• woese-1990
• wayne-1987
• goris-2007
• parks-2020

Frequently asked questions

Que signifie la taxonomie polyphasique ?

Cela signifie que les taxons bactériens sont définis en intégrant plusieurs types de preuves indépendantes, phénotypiques, chimiotaxonomiques et génomiques, plutôt que de se fier à un seul caractère.

Comment une espèce bactérienne est-elle définie aujourd'hui ?

La délimitation des espèces est passée de l'hybridation ADN-ADN à des mesures basées sur le génome, telles que l'identité nucléotidique moyenne, la comparaison de génomes entiers étant désormais essentielle pour définir et identifier les espèces.