Author Archives: eric
PhD Defense: O. Nicolitch
La soutenance de thèse intitulée « Impact de la disponibilité en nutriments inorganiques sur la structure fonctionnelle et taxonomique des communautés bactériennes des sols forestiers », se déroulera le 21 Décembre à 9h30 dans la salle de conférence de l’INRA à Champenoux.
Seminar: L. Auer
Prochain séminaire: ce vendredi, Lucas Auer, nouvellement recruté dans l’unité nous présentera ses travaux précédents.
Vendredi 8 décembre, 13h30 (Salle réunion LGEF): Lucas Auer (IAM)
“Bacterial ecology for bioreactors”
The next seminar will be given by Lucas Auer next friday. Lucas recently joined the department
Friday 8th of December, 1.30 pm (LGEF meeting room): Lucas Auer (IAM)
“Bacterial ecology for bioreactors”
PhD Defense : N. Valette
Nicolas Valette soutiendra publiquement ses travaux de thèse portant sur :
La caractérisation fonctionnelle de petites protéines sécrétées chez les champignons lignolytiques
Dirigés par Mélanie Morel-Rouhier et Eric Gelhaye
le 6 décembre à 9h00, amphithéâtre 14
Faculté des Sciences et technologies
Vandoeuvre-les-Nancy
Résumé : Durant ces dernières décennies, les systèmes enzymatiques de dégradation du bois sécrétés par les champignons ont fait l’objet de nombreuses études aboutissant à la caractérisation fonctionnelle et biochimique des enzymes extracellulaires majeures agissant directement sur le polymère. Cependant, les systèmes annexes associés au processus de dégradation n’ont à l’heure actuelle été que peu étudiés. En particulier, les systèmes de détoxication et de réponses des champignons au stress généré par le processus de dégradation ainsi que les mécanismes lui permettant de croître dans cet environnement hostile sont encore peu connus. Ce stress est majoritairement dû à la présence de radicaux et d’extractibles. Les extractibles sont des molécules issues du métabolisme secondaire de l’arbre qui sont synthétisés pour augmenter la durabilité du bois face aux attaques biotiques et abiotiques. Une analyse transcriptomique réalisée au laboratoire a mis en évidence la surexpression de gènes codant des petites protéines sécrétées (SSP) chez Phanerochaete chrysosporium lors d’une culture en présence d’extractibles de chêne. La fonction de ce type de protéines chez les champignons lignolytiques est inconnue. Mon projet de thèse a porté sur la caractérisation d’une de ces SSP (SSP1). Les résultats obtenus ont révélé des propriétés biochimiques atypiques pour cette protéine qui est capable de former une structure fibrillaire, notamment grâce à la présence d’un domaine C-terminal riche en alanine et glycine. De plus, nous avons pu montrer que cette protéine présentait une activité β-glucuronidase in vitro, qui est dépendante de son état d’oligomerisation. Une approche physiologique a également été abordée grâce à l’obtention de mutants knock-out de SSP de Podospora anserina. La caractérisation de ces mutants a montré un défaut de croissance en condition de stress oxydant et en présence de molécules perturbant l’intégrité de la paroi cellulaire. Enfin, une analyse in silico des orthologues de SSP1 a montré la présence de ce gène dans les génomes d’organismes saprophytes, ectomycorhiziens ou pathogènes suggérant un rôle indirect de cette protéine dans les processus de dégradation du bois, probablement en lien avec la gestion du stress associé.
Mots-clef : Phanerochaete chrysosporium, petites protéines sécrétées (SSP), dégradation du bois, extractibles, saprophytes, stress
Abstract: During the last decades, the enzymatic systems involved in wood degradation have been intensively studied in fungi. This has led to functional and biochemical characterization of the main extracellular enzymes that are involved in the process. However, other systems associated to the degradation mechanisms have been poorly studied. In particular, the detoxification and stress response pathways allowing the fungus to grow in and resist the toxic conditions that are associated to the degradative process are still unknown. This stress is mostly due to the presence of radicals and extractives. Extractives are putative toxic compounds produced as secondary metabolites in tree to enhance wood durability against biotic and abiotic attacks. A transcriptomic analysis performed in the laboratory highlighted the up-regulation of genes coding for small secreted proteins (SSP) in Phanerochaete chrysosporium in presence of oak extractives. The functions of these SSP are unknown in lignolytic fungi. My PhD project was focused on the characterization of one of these SSP (namely SSP1) of P. chrysosporium. The biochemical data revealed atypical features for SSP1. Indeed, it is able to form fibrilar structure, thanks to an alanine-rich and glycine-rich C-terminal domain. Moreover, we have shown that this protein exhibits β-glucuronidase activity in vitro which is dependent on its oligomerization state. Physiological data were obtained thanks to the obtention of SSP knock-out mutants in Podospora anserina. These mutants have growth defect in oxidizing stress condition and in presence of cell wall-disruptive compounds. Finally, the in silico analysis of SSP1 orthologues revealed the presence of this gene in genomes of saprophytic, ectomycorrhizal or pathogenic fungi, suggesting an indirect role of this protein in wood degradation processes, probably linked to the associated stress.
Key-words: Phanerochaete chrysosporium, small secreted proteins (SSP), wood degradation, extractives, saprophytic fungi, stress
Article: BMC Biology
Erv1 of Arabidopsis thaliana can directly oxidize mitochondrial intermembrane space proteins in the absence of redox-active Mia40 V Peleh, F Zannini, S Backes, N Rouhier, JM Herrmann. BMC biology 15 (1), 106
Background
Many proteins of the mitochondrial intermembrane space (IMS) contain structural disulfide bonds formed by the mitochondrial disulfide relay. In fungi and animals, the sulfhydryl oxidase Erv1 ‘generates’ disulfide bonds that are passed on to the oxidoreductase Mia40, which oxidizes substrate proteins. A different structural organization of plant Erv1 proteins compared to that of animal and fungal orthologs was proposed to explain its inability to complement the corresponding yeast mutant.
Results
Herein, we have revisited the biochemical and functional properties of Arabidopsis thaliana Erv1 by both in vitro reconstituted activity assays and complementation of erv1and mia40 yeast mutants. These mutants were viable, however, they showed severe defects in the biogenesis of IMS proteins. The plant Erv1 was unable to oxidize yeast Mia40 and rather even blocked its activity. Nevertheless, it was able to mediate the import and folding of mitochondrial proteins.
Conclusions
We observed that plant Erv1, unlike its homologs in fungi and animals, can promote protein import and oxidative protein folding in the IMS independently of the oxidoreductase Mia40. In accordance to the absence of Mia40 in many protists, our study suggests that the mitochondrial disulfide relay evolved in a stepwise reaction from an Erv1-only system to which Mia40 was added in order to improve substrate specificity.
Article: Advances in Genetics
Phylogenetics and Phylogenomics of Rust Fungi MC Aime, AR McTaggart, SJ Mondo, S Duplessis. Advances in Genetics
Abstract
Rust fungi (Pucciniales) are the most speciose and the most complex group of plant pathogens. Historically, rust taxonomy was largely influenced by host and phenotypic characters, which are potentially plastic. Molecular systematic studies suggest that the extant diversity of this group was largely shaped by host jumps and subsequent shifts. However, it has been challenging to reconstruct the evolutionary history for the order, especially at deeper (family-level) nodes. Phylogenomics offer a potentially powerful tool to reconstruct the Pucciniales tree of life, although researchers working at this vanguard still face unprecedented challenges working with nonculturable organisms that possess some of the largest and most repetitive genomes now known in kingdom fungi. In this chapter, we provide an overview of the current status and special challenges of rust genomics, and we highlight how phylogenomics may provide new perspectives and answer long-standing questions regarding the biology of rust fungi.
PhD: Marie Grosdidier
Madame Marie GROSDIDIER
A brillamment soutenu ses travaux de thèse intitulés
Epidémiologie de la Chalarose du frêne, une maladie causée par l’agent pathogène Hymenoscyphus fraxineus
Le vendredi 10 novembre 2017 à 9h30
Lieu : Amphi 7, Campus Aiguillettes, 54506 Vandœuvre-lès-Nancy
Composition du jury (de gauche à droite sur la photo) :
M. Valentin Queloz, WSL, Birmensdorf, Suisse, Examinateur
M. Pascal Hendrikx, Anses, Lyon, Examinateur
M. Renaud Ioos, Anses, Nancy, Co-directeur de thèse
(Mme Marie Grosdidier)
Mme Cécile Robin, Inra Bordeaux, Rapporteure
M. Benoit Marçais, Inra Nancy, Directeur de thèse
M. Ivan Sache, AgroParisTech, Paris, Rapporteur
Mme Mélanie Morel, Université de Lorraine, Présidente du jury
| Résumé : | ||
| L’introduction de champignons pathogènes envahissants est une cause très importante d’émergence de maladies forestières. Depuis ces 30 dernières années, la Chalarose affecte sévèrement les frênes en particulier Fraxinus excelsior. L’agent pathogène causant cette maladie est un ascomycète originaire d’Asie de l’Est, Hymenoscyphus fraxineus. Il fut observé pour la première fois dans les années 1990 en Pologne, puis s’est rapidement disséminé en Europe pour atteindre la France en 2008. La maladie se dissémine principalement par dispersion aérienne des ascospores. Cette thèse vise à étudier l’épidémiologie de la Chalarose du frêne en déterminant les facteurs environnementaux influençant le développement d’H. fraxineus et en proposant un modèle de dispersion de la maladie. Le premier objectif de cette thèse visait à optimiser une méthode de piégeage de l’inoculum aérien pour ensuite l’utiliser dans le but d’étudier le patron de dispersion d’H. fraxineus. Nous avons ainsi mis en place une expérimentation pour confirmer la fiabilité des résultats obtenus par biologie moléculaire à partir de faibles quantités de cibles, comme ceux observés sur le front de la maladie. Cette méthode de piégeage de spores aériennes a alors été comparée à des cartes de présence de la Chalarose réalisées grâce à des signalements de symptômes. L’étude a été réalisée à différentes échelles, locale (commune) et régionale, avec des zones d’échantillonnage de l’ordre de la 100aine de km sur le front de la Chalarose. Grâce à ce travail, nous avons pu déterminer un rayon d’action autour de la source d’inoculum à l’intérieur duquel des stratégies de gestion seraient les plus efficaces pour limiter le développement de la maladie. Le deuxième objectif de cette thèse consistait à déterminer quels facteurs environnementaux influencent le développement de la maladie, ce qui s’avère être un enjeu important pour la gestion forestière et l’avenir du frêne en tant qu’essence forestière dans les prochaines décennies. Nous avons montré qu’une importante densité d’hôte et une grande humidité du milieu influencent positivement le développement de la maladie. Ce travail a également permis de confirmer sur le terrain la sensibilité de l’agent pathogène aux fortes températures estivales, suggérant que la zone étudiée du sud-est de la France pourrait présenter des été trop chauds pour le développement de la maladie. A plus large échelle, le changement climatique pourrait jouer en faveur des frênes. De plus, la présence d’un effet Allee dans la dynamique de population de l’agent pathogène a été suggérée par nos résultats expérimentaux. Le dernier objectif de cette thèse était de modéliser la dispersion de la maladie en France. Nos travaux ont permis de mettre en évidence une vitesse de dispersion d’environ 60 km / an. Un modèle de réaction-diffusion a été développé pour mettre en relation la dispersion, la dynamique de population d’H. fraxineus et les facteurs environnementaux influençant son développement. Ce modèle de dispersion qui utilise des données standards issues du système d’épidémio-surveillance forestier du Département de la Santé des Forêts apportera des connaissances utiles à la mise en place de stratégies de gestion. Cette thèse ouvre des perspectives sur le devenir du frêne dans un contexte de changement climatique et plus largement sur la gestion des invasions biologiques.
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News about truffles
http://france3-regions.francetvinfo.fr/grand-est/emissions/jt-1920-champagne-ardenne : Start at 14 min 30
Article: Microbiology spectrum
The Fungal Tree of Life: from Molecular Systematics to Genome-Scale Phylogenies. JW Spatafora, MC Aime, IV Grigoriev, F Martin, JE Stajich, M Blackwell. Microbiology spectrum 5 (5)
Abstract:
The kingdom Fungi is one of the more diverse clades of eukaryotes in terrestrial ecosystems, where they provide numerous ecological services ranging from decomposition of organic matter and nutrient cycling to beneficial and antagonistic associations with plants and animals. The evolutionary relationships of the kingdom have represented some of the more recalcitrant problems in systematics and phylogenetics. The advent of molecular phylogenetics, and more recently phylogenomics, has greatly advanced our understanding of the patterns and processes associated with fungal evolution, however. In this article, we review the major phyla, subphyla, and classes of the kingdom Fungi and provide brief summaries of ecologies, morphologies, and exemplar taxa. We also provide examples of how molecular phylogenetics and evolutionary genomics have advanced our understanding of fungal evolution within each of the phyla and some of the major classes. In the current classification we recognize 8 phyla, 12 subphyla, and 46 classes within the kingdom. The ancestor of fungi is inferred to be zoosporic, and zoosporic fungi comprise three lineages that are paraphyletic to the remainder of fungi. Fungi historically classified as zygomycetes do not form a monophyletic group and are paraphyletic to Ascomycota and Basidiomycota. Ascomycota and Basidiomycota are each monophyletic and collectively form the subkingdom Dikarya.
Article: BMC genomics
Regulatory networks underlying mycorrhizal development delineated by genome-wide expression profiling and functional analysis of the transcription factor repertoire of the plant symbiotic fungus Laccaria bicolor. Y Daguerre, E Levati, J Ruytinx, E Tisserant, E Morin, A Kohler, … BMC genomics 18 (1), 737
Abstract
Background
Ectomycorrhizal (ECM) fungi develop a mutualistic symbiotic interaction with the roots of their host plants. During this process, they undergo a series of developmental transitions from the running hyphae in the rhizosphere to the coenocytic hyphae forming finger-like structures within the root apoplastic space. These transitions, which involve profound, symbiosis-associated metabolic changes, also entail a substantial transcriptome reprogramming with coordinated waves of differentially expressed genes. To date, little is known about the key transcriptional regulators driving these changes, and the aim of the present study was to delineate and functionally characterize the transcription factor (TF) repertoire of the model ECM fungus Laccaria bicolor.
Results
We curated the L. bicolor gene models coding for transcription factors and assessed their expression and regulation in Poplar and Douglas fir ectomycorrhizae. We identified 285 TFs, 191 of which share a significant similarity with known transcriptional regulators. Expression profiling of the corresponding transcripts identified TF-encoding fungal genes differentially expressed in the ECM root tips of both host plants. The L. bicolor core set of differentially expressed TFs consists of 12 and 22 genes that are, respectively, upregulated and downregulated in symbiotic tissues. These TFs resemble known fungal regulators involved in the control of fungal invasive growth, fungal cell wall integrity, carbon and nitrogen metabolism, invasive stress response and fruiting-body development. However, this core set of mycorrhiza-regulated TFs seems to be characteristic of L. bicolor and our data suggest that each mycorrhizal fungus has evolved its own set of ECM development regulators. A subset of the above TFs was functionally validated with the use of a heterologous, transcription activation assay in yeast, which also allowed the identification of previously unknown, transcriptionally active yet secreted polypeptides designated as Secreted Transcriptional Activator Proteins (STAPs).
Conclusions
Transcriptional regulators required for ECM symbiosis development in L. bicolor have been uncovered and classified through genome-wide analysis. This study also identifies the STAPs as a new class of potential ECM effectors, highly expressed in mycorrhizae, which may be involved in the control of the symbiotic root transcriptome.
