Interdisciplinary approach for the functional characterization of secondary metabolite gene clusters in the filamentous fungus Podospora anserina
Approche interdisplinaire pour la caractérisation fonctionnelle de clusters de gènes de métabolites secondaires chez le champignon filamenteux Podospora anserina
par Ling SHEN sous la direction de Florence CHAPELAND-LECLERC et de Gwenaël RUPRICH-ROBERT
Thèse de doctorat en Microbiologie
ED 563 Médicament, Toxicologie, Chimie, Imageries

Soutenue le vendredi 12 juin 2020 à Université Paris Cité

Sujets
  • Famille multigénique
  • Métabolites fongiques
  • Podospora anserina
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Mots clés
Podospora anserina, Approches ciblées et globales, Métabolite secondaire, Cluster de gènes de biosynthèse
Resumé
Le champignon coprophile P. anserina est considéré comme un bon candidat pour la production de métabolites secondaires (SMs) en raison de son habitat très compétitif, les excréments d'herbivores. L'analyse du génome de P. anserina a montré qu'il contient près de 40 clusters de gènes de biosynthése (BGCs), codant potentiellement des SMs. Cependant, la plupart des BGCs sont cryptiques et de nombreux SMs restent inconnus. Ce projet est consacré à la compréhension approfondie du métabolisme secondaire chez le champignon P. anserina, ce qui pourrait permettre de mieux appréhender les rôles des SMs dans la physiologie des champignons et d'isoler des métabolites bioactifs d'intérêt. Dans ce contexte, je me suis concentré sur une approche interdisciplinaire pour la caractérisation des BGCs des SMs dans le champignon filamenteux P. anserina. À cette fin, j'ai développé diverses stratégies, ciblées et globales. La caractérisation fonctionnelle du BGC de la stérigmatocystine (ST) a ainsi été complètement réalisée par la délétion du gène PaStcA codant pour l'enzyme clé du cluster et la surexpression du facteur de transcription spécifique PaAflR. Trois autres BGCs ont été sélectionnés et caractérisés fonctionnellement en se basant sur le fait qu'ils étaient différentiellement exprimés pendant la reproduction sexuée ou dans des co-cultures avec des bactéries du genre Serratia. Des variations de l'état physiologique et des modifications de la chromatine ont été évaluées par une approche métabolomique, et deux régulateurs globaux (PaNsdD et PaCsn5) ont été caractérisés fonctionnellement. L'implication des SMs au niveau de la croissance végétative, la morphogenèse, la pigmentation, la réponse à des stress multiples, la reproduction sexuée et des compétitions interspécifiques a été étudiée. En résumé, ces stratégies ciblées et globales ont permis de mieux caractériser les SMs chez P. anserina et de mieux comprendre leur rôle dans la physiologie fongique.