Equipe B2C
Article mis en ligne le 7 décembre 2015
dernière modification le 7 juin 2017
logo imprimer

Biologie et Biotechnologie des Champignons (B²C)

Membres :

Domaine d’expertise :

Génétique Moléculaire, Biologie Moléculaire, Analyse des Génomes, Biochimie, Microscopie, Mycologie, Physiologie Fongique

Notre thématique en quelques mots…

Notre équipe étudie la façon dont les champignons interagissent avec leur environnement et notamment leur implication dans la santé des sols par le suivi de différentes propriétés physiologiques : la production de métabolites secondaires (compétition inter-organismes, antibiotiques), leur action dans le microbiome des sols, et aussi la mise en place d’un réseau d’hyphes interconnectées (ressource partagée, organisation intrinsèque).

I- Les métabolites secondaires, des molécules naturellement actives

Notre équipe s’intéresse à une large famille de molécules produites notamment par les champignons et qui possèdent souvent des propriétés biologiques intéressantes, les métabolites secondaires. Ces molécules sont décrites traditionnellement comme dispensables à la croissance des organismes, par opposition aux métabolites primaires. Pour autant, ces produits sont utiles ! Ils sont à présent reconnus comme permettant une meilleure adaptation de ces organismes à leur environnement. Ces molécules, qu’elles soient produites par des bactéries, des plantes ou des champignons, suscitent un vif intérêt pharmaceutique, en effet une part importante des médicaments actuels dérivent de métabolites secondaires. Parmi ces médicaments, on pourrait citer de très nombreux antibiotiques, des anti-cancéreux ainsi que des traitements anti-rejets utilisés suite à des greffes d’organes. Les activités biologiques de ces molécules ne sont pas dues au hasard mais à un processus de sélection naturelle. Les organismes dans leur milieu naturel sont en constante compétition face à d’autres organismes, de la même espèce ou d’espèces différentes. L’organisme qui a la capacité de produire une substance lui conférant une meilleure adaptation (survie face aux prédateurs, résistance aux stress, meilleure croissance vis-à-vis des compétiteurs…) sera sélectionné. Depuis des décennies, ces molécules ainsi que leurs modes de biosynthèse sont donc étudiés chez les plantes et les bactéries, organismes connus pour produire une très grande variété de molécules afin d’identifier une nouvelle substance prometteuse. Chez les champignons, jusqu’à récemment, relativement peu de molécules avaient pu être mises en évidence à l’exception de quelques exemples célèbres telle la pénicilline produite par les moisissures du genre Penicillium. L’arrivée des nouvelles générations de séquençage a changé la donne, révélant que chaque génome de champignon filamenteux renferme des dizaines de clusters codant des métabolites secondaires. Ceci est finalement facilement compréhensible étant donné la présence ubiquitaire et massive des champignons dans les différents biotopes, ils participent donc à la compétition inter-organisme, « armés » eux aussi de leurs propres métabolites secondaires ! Si une partie importante de ces molécules ont des activités antibiotiques ou larvicides, d’autres peuvent lutter contre les effets des UV, de la dessiccation voire être impliquées dans la signalisation ou la communication entre cellules/organismes.

Axe Métabolites secondaires

Notre premier objectif, fondamental, est de mieux comprendre le rôle de ces métabolites dans le cycle de vie du champignon filamenteux Podospora anserina. Le deuxième objectif, plus appliqué, est d’explorer la régulation génétique et la diversité des métabolites secondaires chez P. anserina en vue d’identifier de nouvelles molécules et d’évaluer leur potentiel d’intérêt industriel, énergétique mais également thérapeutique. Cet axe de recherche repose sur l’association d’une approche génomique et génétique (équipe B²C, LIED, Université Paris Diderot) à une approche métabolomique (équipe COMETE, Université Paris Descartes et équipe Mer Molécules Santé, Université de Nantes). La caractérisation des métabolites secondaires sera poursuivie chez d’autres champignons filamenteux.

II- Santé des sols

La « santé des sols » fait référence à la capacité des sols à fonctionner à long terme comme un système vivant. Les sols en bonne santé renferment une communauté d’organismes qui s’associent avec les racines des plantes, qui recyclent les nutriments essentiels… contribuant ainsi à l’amélioration de la croissance végétale. Les champignons du sol jouent un rôle prépondérant dans cet écosystème et leurs réseaux mycéliens se retrouvent mêler à une communauté très complexe et très compétitive d’organismes (bactéries, insectes, vers…). Il est établi que des variations environnementales conduisent à un changement de cette communauté d’organismes, dès lors le dérèglement climatique en cours impose l’urgence d’établir finement les relations complexes qu’entretiennent ces organismes.

Axe Réseau d’Hyphes et Santé des Sols

Une caractéristique originale des champignons filamenteux est leur organisation en réseau d’hyphes (voir le film ci-dessus) avec les possibilités de réaliser des branchements (la formation d’une seconde hyphe à partir d’une première) ou la fusion d’hyphes également appelée anastomose. La présence de trous (ou pores) entre cellules adjacentes d’une même hyphe permet une continuité cellulaire et donc la transmission de cytoplasme et d’organites cellulaires de proche en proche. Cette organisation permettrait d’optimiser la transmission de l’information et la gestion des réserves à l’échelle de l’organisme. Le réseau autorise, entre autres, une exploration optimale du milieu de croissance en permettant de traverser des zones peu propices au développement du vivant (absence d’eau ou de nutriments par exemple).

Afin de mieux comprendre la mise en place du réseau, nous définissons actuellement les spécificités de celui-ci et par la suite nous testerons comment celles-ci sont affectées par des stress en condition de croissance. Pour cela, des collaborations interdisciplinaires au sein du LIED sont mises en place afin de développer des outils de mesure quantitative au niveau de ce réseau : mesure de la vitesse des hyphes en croissance et des angles d’embranchement ; mesure de la taille des sporophores (structure qui contient les spores, également appelée périthèce) et leur dénombrement ; modélisation des hyphes en croissance. Cette modélisation au niveau des hyphes (approche micro) sera validée par la prédiction du comportement au niveau de l’organisme (approche macro – voir le film ci-dessus). La transposition du modèle sera testée sur des réseaux non-biologiques afin de définir potentiellement des invariants. Cette approche nous permettra de disposer d’outils quantitatifs pour tester l’effet des conditions de croissance (i.e l’environnement) sur le réseau mycélien et son organisation. Parmi les conditions que l’on souhaite tester, il y a évidemment celles en lien avec le dérèglement climatique : stress thermique, salin, osmotique… Les autres types de stress qui seront testés découlent de la problématique de la santé des sols avec l’effet de l’ajout de différents types d’intrants (notamment les engrais), en confrontation ou en co-cultures avec des organismes compétiteurs (champignons ou bactéries) en lien avec la production de métabolites secondaires. Cette dernière approche a pour ambition de développer un sol minimal modèle avec des caractéristiques physico-chimiques contrôlées pour tester les interactions inter-organismes et l’effet de différents composés sur un microbiome simplifié (constitué de quelques espèces). Cet axe de recherche est développé via une collaboration interdisciplinaire avec des physiciens du LIED (équipe DYCO), Cécilia Bobée, ingénieure en géomatique au LIED et Yves d’Angelo (Laboratoire de Mathématiques, UMR 7351, Université de Nice) pour le développement d’outils quantitatifs ; des collègues SHS du LIED Petros Chatzimpiros et Alexandre Berthe pour la partie Santé des sols. L’analyse des microbiomes du sol sera également intégrée à une collaboration internationale ayant pour objectif d’étudier l’évolution des sols pour l’agriculture dans certaines régions d’Afrique.



Contact Espace rédacteurs puce

RSS Valid XHTML 1.0 Strict

2013-2017 © Laboratoire Interdisciplinaire des Energies de Demain - Tous droits réservés
Site réalisé sous SPIP
avec le squelette ESCAL-V3
Version : 3.87.28