Métabolites secondaires et réseau mycélien (RéMY)

(Coll. F. Leclerc, G. Ruprich, H. Lalucque, E. Herbert, C. Bobée)

Le projet général de l’équipe, constituée en janvier 2016 pour sa partie biologique, est de comprendre comment les champignons se développent de façon efficace dans un environnement compétitif. Le projet s’articule autour de deux axes bien définis.

Le principal axe de recherche concerne la caractérisation des métabolites secondaires chez les champignons et en particulier chez Podospora anserina, une espèce modèle de champignon filamenteux. Ces métabolites secondaires ne sont pas essentiels à la croissance des microorganismes qui les produisent, mais généralement leur confèrent un avantage face aux organismes compétiteurs. Ces molécules sont également intéressantes pour l’Homme car elles sont à l’origine de nombreux médicaments. Notre premier objectif est d’étudier le rôle de ces métabolites dans le cycle de développement du champignon et d’identifier de nouvelles molécules possédant un intérêt industriel, thérapeutique voire énergétique. Cette étude repose sur l’association d’une approche génomique et génétique (notre équipe) à une approche métabolomique (équipe COMETE, Université Paris Descartes et équipe Mer Molécules Santé, Université de Nantes). Notre deuxième objectif s’inscrit dans la problématique de la santé des sols et consiste à mieux comprendre les relations inter-espèces du microbiome du sol en lien avec la production des métabolites secondaires. Ces travaux se feront en partenariat avec des membres de la composante SHS du LIED.

Notre second axe de recherche est de mieux comprendre comment P. anserina explore son environnement immédiat grâce à ses hyphes en croissance (cf. Fig. 18). Ceci permet au champignon de former un maillage très efficace et d’exploiter les ressources énergétiques à proximité qui sont vitales à la croissance du champignon. Notre objectif est de quantifier la croissance du champignon ainsi que l’effet de différents stress sur sa physiologie. Au-delà de l’analyse quantitative des données obtenues sur les réseaux mycéliens, l’objectif est de proposer une modélisation robuste de la croissance des hyphes fongiques dans différentes conditions. Concrètement, cette approche peut nous aider à comprendre comment les champignons s’adaptent à différentes contraintes environnementales. Ce nouvel axe de recherche est développé avec des physiciens du LIED (équipe DYCO) et Cécilia Bobée, ingénieure en géomatique au LIED. Nous avons également initié une collaboration avec Yves d’Angelo (Laboratoire de Mathématiques, UMR 7351, Université de Nice) pour la modélisation des hyphes en croissance.

Le projet de recherche que notre équipe porte repose sur des collaborations interdisciplinaires fortes et permettra de préciser comment des stress vont impacter les organismes à différentes échelles (intra-organisme pour le réseau et relation inter-espèces). Ces études visent à mieux comprendre l’évolution du microbiome du sol, en particulier face au dérèglement climatique en cours.

Figure 18 : Hyphes en croissance de Podospora anserina. La largeur typique d’une hyphe est de quelques μm. A. Analyse dynamique et quantitative de l’exploration spatiale du réseau ; une couleur identique correspond à une apparition simultanée des hyphes. B. Premières tentatives de modélisation (à gauche et à droite) du réseau mycélien (au centre). Pour voir des exemples de films d’hyphes en croissance, suivre le lien : goo.gl/DMXhu1