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L’incroyable capacité adaptative des champignons pathogènes pour infecter de multiples espèces

Une équipe du Laboratoire des Interactions Plantes-Microorganismes (LIPM) du centre Inra Occitanie-Toulouse, avec l’aide de chercheurs australiens, vient de révéler comment certains champignons pathogènes sont capables d’infecter de multiples espèces (végétales ou animales). Une avancée pour comprendre la dynamique des maladies fongiques responsables de graves épidémies. Ces travaux ont été publiés le 03 Février 2017 dans la revue eLife.

Représentation des échanges de codons chez un champignon pathogène généraliste (axe vertical, couleurs vert-rouge)  et chez un spécialiste (axe horizontal, couleurs bleu-magenta).. © Inra
Mis à jour le 28/02/2017
Publié le 27/02/2017

Le nombre d’espèces différentes qu’un champignon pathogène est capable d’infecter dans la nature joue un rôle déterminant dans la propagation des maladies. La plupart ne sont capables d’infecter qu’une seule espèce, ou un petit groupe d’espèces, on parle de champignons pathogènes spécialistes. Les champignons pathogènes généralistes quant à eux, peuvent provoquer des maladies sur plusieurs centaines d’espèces différentes d’animaux et de plantes à l’image de la muscardine blanche ou de la sclerotiniose. Mais alors, comment ces champignons généralistes s’adaptent-ils aux multiples espèces qu’ils infectent ? Une équipe de chercheurs du Laboratoire des Interactions Plantes-Microorganismes (LIPM) du centre Inra Occitanie-Toulouse, avec l’aide de chercheurs australiens (Université de Curtin), lève le voile…

Les travaux, publiés dans la revue eLife le 3 février 2017, montrent qu’une partie de la réponse se trouve dans le génome1 des champignons pathogènes généralistes. En comparant l’intégralité du génome d’une cinquantaine d’espèces de champignons, les chercheurs ont observé une propriété quasi-universelle : plus un champignon est capable d’infecter un grand nombre de plantes ou d’animaux, plus son génome contient une forte proportion de codons optimaux.

Les codons, triplets de nucléotides2, définissent la séquence des protéines qu’une cellule peut produire. Les codons optimaux ont, pour une séquence donnée, une meilleure efficacité. Ces nouveaux résultats indiquent que la mécanique de production des protéines de ces champignons généralistes est plus efficace que celle des champignons spécialistes. Ils peuvent ainsi produire davantage de protéines, ou des protéines plus complexes, en dépensant la même énergie.

Les chercheurs ont également comparé l’évolution des génomes entre un champignon spécialiste et un champignon généraliste dans des populations naturelles européennes. La diversité génétique observée confirme une tendance à l’optimisation de la traduction des protéines uniquement chez les généralistes. Les gènes impliqués dans l’interaction avec les organismes hôtes sont particulièrement concernés. Ces analyses révèlent par ailleurs que l’optimisation des codons chez les champignons généralistes est le résultat de la sélection naturelle, et constitue donc une adaptation à l’infection de multiples organismes.

Pour résumer, les résultats obtenus par ces équipes de chercheurs :

  • renseignent sur les contraintes qui façonnent l’arsenal de virulence et la machinerie de production des protéines dans ces champignons,
  • incitent à rechercher d’autres propriétés des génomes fongiques responsables de leur capacité à coloniser des milieux de plus en plus variés,
  • invitent à considérer ce remarquable pouvoir d’adaptation dans les stratégies de lutte contre les maladies fongiques.

  Représentation des échanges de codons chez un champignon pathogène généraliste (axe vertical, couleurs vert-rouge) et chez un spécialiste (axe horizontal, couleurs bleu-magenta).. © Inra
Représentation des échanges de codons chez un champignon pathogène généraliste (axe vertical, couleurs vert-rouge) et chez un spécialiste (axe horizontal, couleurs bleu-magenta). © Inra

1. Ensemble des informations génétiques contenues dans les chromosomes.
2. Chez tous les êtres vivants, l'ADN possède une structure identique : elle est constituée de deux brins (ou chaînes) enroulé(e)s en hélice. On parle de double-hélice de l'ADN : chacun des brins est un assemblage d'éléments appelés nucléotides. Chaque nucléotide est constitué : d'un sucre, le désoxyribose ; d'un acide phosphorique, d'une base azotée

Contact scientifique

Sylvain Raffaele 
Laboratoire Interactions Plantes-Microorganismes (INRA/CNRS)
Tél : 05 61 28 53 26
Mail : Sylvain.raffaele@toulouse.inra.fr

Projet VariWhim financé par le Conseil Européen de la Recherche (ERC)

Départements associés :

Centre associé :

Partenaires :

  • Centre for Crop and Disease Management, Department of Environment and Agriculture, Curtin University, Bentley, Perth, Western Australia, Australia.

Référence publication

Codon optimization underpins generalist parasitism in fungi,
eLife 2017;10.7554/eLife.22472  - Published on February 3, 2017
Thomas Badet, Remi Peyraud, Malick Mbengue, Olivier Navaud, Mark Derbyshire, Richard P Oliver, Adelin Barbacci, Sylvain Raffaele. Université de Toulouse, INRA, CNRS, France; Curtin University, Australia.

Voir l’article dans la revue Elife