La conférence 2022 sur la génétique fongique s’est tenue plus tôt cette année, et deux doctorants du laboratoire de Vera Meyer, l’un des co-rédacteurs en chef de la biologie fongique et de la biotechnologie, ont assisté et sélectionné leurs 4 meilleures affiches de la conférence. Nous présentons un bref aperçu de ces chercheurs et de leurs recherches.
Claudia Petrucco
Je suis doctorant en troisième année dans le programme de génétique moléculaire et de microbiologie à la Duke University School of Medicine (Durham, Caroline du Nord). Je suis dans le labo de Daniel Lew.
Sonder le mode de vie non conventionnel de la levure multi-bourgeonnement, Auréobasidium pullulans
Auréobasidium pullulans est un champignon ressemblant à une levure noire avec un mode de vie non conventionnel. La plupart des levures bourgeonnantes bien étudiées subissent un cycle de vie où une cellule mère produit un seul bourgeon, distribue des composants cellulaires importants entre la mère et le bourgeon, puis se divise en formant deux cellules chacune avec un seul noyau. Contrairement à ces levures, A. pullulanes les cellules mères peuvent être multinucléées et produire plusieurs bourgeons au cours d’un même cycle de division. Nos premières observations suggèrent que presque tous les bourgeons héritent d’exactement un noyau quel que soit le nombre de noyaux ou de bourgeons chez la mère. Ces découvertes suggèrent que A. pullulanes peut présenter une nouvelle biologie cellulaire en ce qui concerne la ségrégation nucléaire, l’établissement de la polarité et éventuellement d’autres phénomènes.
Pour étudier cette biologie cellulaire intéressante, j’ai commencé à développer une boîte à outils de génétique moléculaire. Cela comprend un système de transformation efficace, des sondes fluorescentes pour les structures intracellulaires d’intérêt et l’imagerie des cellules vivantes. Notre intention est de transformer A. pullulanes dans un système maniable pour la recherche fondamentale en biologie cellulaire. Mes premiers résultats, à l’aide de ces outils, suggèrent que A. pullulanes subit une forme de mitose “semi-ouverte” où l’enveloppe nucléaire reste intacte mais les complexes de pores nucléaires se désassemblent. À l’avenir, j’examinerai la ségrégation nucléaire dans A. pullulanes comprendre comment les cellules mères s’assurent que chaque bourgeon reçoit un seul noyau lors de la division.
Louis Chevalier
Doctorant : Institut Jacques Monod, CNRS / Univ Paris Diderot, Paris
La croissance de la pointe est un processus cellulaire hautement polarisé utilisé par les cellules à parois de champignons, de plantes ou de bactéries pour coloniser l’espace, se reproduire ou infecter. Les cellules en croissance de pointe sont enfermées dans une paroi cellulaire rigide qui assure l’intégrité de la surface et limite la croissance cellulaire, mais ces cellules peuvent s’allonger à des vitesses inhabituellement élevées allant jusqu’à quelques mm/h. Ces considérations soulèvent la question fondamentale de savoir comment la paroi cellulaire peut être assemblée dynamiquement aux extrémités des cellules pour préserver l’intégrité tout en permettant des changements rapides de forme de surface.
Nous avons mis en œuvre une approche d’imagerie sous-résolution pour cartographier la dynamique spatio-temporelle de l’épaisseur de la paroi cellulaire, l’élasticité de la paroi cellulaire et la pression de turgescence dans les cellules hyphes à croissance très rapide du champignon filamenteux. Aspergillus nidulans. Nous avons constaté que les cellules hyphes se développent avec une épaisseur de paroi cellulaire presque homogène d’environ 80 nm et un gradient marqué du module élastique en vrac de la paroi cellulaire, les pointes des hyphes étant deux fois plus douces que les côtés des cellules. En co-imaginant la dynamique de l’épaisseur de la paroi cellulaire et les accumulations de vésicules sécrétoires qui fournissent un nouveau matériau de paroi cellulaire aux extrémités des cellules, nous avons constaté que les deux fluctuaient avec des amplitudes typiques allant jusqu’à 150 % et des périodes de 1 à 2 min pendant la croissance. Affecter le transport ou la fusion des vésicules sécrétoires a provoqué une perte rapide de polarité, un arrêt de la croissance et un épaississement rapide de la paroi cellulaire aux extrémités des cellules.
Ces données fournissent des détails sans précédent sur la dynamique de la paroi cellulaire, de la synthèse à l’assemblage et à la déformation, et suggèrent d’importants mécanismes de couplage dynamique entre la synthèse des matériaux de surface et les taux de déformation, probablement essentiels pour soutenir une croissance rapide et la viabilité cellulaire.
Morgan Millen
Combattre les champignons par des champignons : le potentiel de lutte biologique de Trichodermie contre Armillaire pourriture des racines
Millen M1,2, Drakulic J2, Cromey M2, Bailey AM1, Foster GD1
Affiliations des auteurs : 1School of Biological Sciences, University of Bristol, BS8 1TQ, UK ; 2 Société royale d’horticulture, RHS Garden Wisley, Woking, GU23 6QB, Royaume-Uni.
Armillaire, un champignon producteur de champignons, pousse sous terre où il cherche des plantes hôtes pour attaquer et se nourrir. Là, il parasite les arbres et les arbustes, provoquant souvent leur dépérissement et leur mort. Le mycélium peut survivre pendant des décennies tout en cherchant de la nourriture et a la capacité de couvrir de vastes zones, faisant même d’un individu Armillaire le plus grand organisme du monde.
Armillaire la pourriture des racines (ARR), la maladie causée par des espèces de Armillaire, a un impact sur les jardins, la sylviculture, les vignobles, la production de fruits à noyau et de noix. Malgré ses effets étendus, il n’existe actuellement aucun contrôle chimique disponible. Ma recherche doctorale étudie la possibilité d’utiliser un autre champignon, Trichodermiecomme agent de lutte biologique contre Armillaire. Trichodermie peut vivre dans les racines des plantes sans nuire à son hôte, ainsi qu’attaquer d’autres champignons, y compris Armillaire.
Ma recherche étudie la capacité de protection de divers Trichodermie isolats pour prévenir ou atténuer la maladie due à l’ARR. Des études in planta sur des fraisiers et des troènes ont montré deux Trichoderma atrobruneum isolats à fort potentiel de protection contre l’ARR. Cependant, on ne sait pas encore comment Trichoderma est capable de contrôler la maladie. Pour étudier les méthodes de contrôle, j’étudie la production d’enzymes et de composés organiques volatils par Trichodermieainsi que comment Trichodermie modifie le pH de son environnement. Le Trichoderma atrobruneum isolat avec le meilleur potentiel de lutte biologique a été séquencé, et les travaux futurs étudieront les gènes potentiellement importants dans l’antagonisme contre Armillaire.
Tejas A. Navaratna
Étudiants postdoctoraux, Département de génie chimique
Université de Californie, Santa Barbara, États-Unis
Les champignons anaérobies sont des organismes fascinants que l’on trouve dans l’estomac des grands herbivores. Ils ont la capacité puissante de décomposer efficacement la matière végétale, libérant des sucres et d’autres glucides qu’eux et leur mammifère hôte consomment pour l’énergie.
Pour mieux comprendre la biologie des champignons anaérobies et les concevoir pour une utilisation en biotechnologie, comme pour la production d’enzymes utiles et la conversion des déchets, nous appliquons des techniques d’édition de gènes. Plus précisément, nous utilisons des méthodes basées sur CRISPR et d’insertion de gènes pour éliminer plusieurs protéines supposées être impliquées dans le métabolisme afin de démontrer une production plus élevée d’acides gras. Nous ajoutons également des marqueurs fluorescents pour visualiser les processus cellulaires fongiques tels que la production de spores et l’invasion de matières végétales. Pour atteindre ces objectifs, nous avons caractérisé la livraison d’ADN au stade de vie immature et unicellulaire des champignons anaérobies, la zoospore, par cytométrie en flux, et avons également constaté que nous pouvons conférer avec succès une résistance aux antibiotiques aux champignons anaérobies. L’application de ces outils est une étape importante vers le développement de microbes personnalisés à usage industriel et universitaire.