Compréhension et ingénierie des chromosomes du champignon Trichoderma reesei

Understanding and Engineering the chromosomes of the fungi Trichoderma reesei

• Auteur / Autrice : Killian Metivier
• Direction : Frédérique Bidard-michelot
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Inscription en doctorat le 15/11/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut français du pétrole Énergies nouvelles (Rueil-Malmaison, Hauts-de-Seine)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : AgroParisTech

Mots clés

Mots clés libres

Trichoderma reesei

Chromosome

Éléments réplicatifs

Trichoderma reesei

Chromosome

Replicating elements

Résumé

Chez les levures et les eucaryotes supérieurs, la manipulation génétique est grandement facilité par l'utilisation d'éléments réplicatifs (plasmides réplicatifs et chromosomes artificielles). A l'inverse, la manipulation génétique des champignons filamenteux ne peut être effectué que par l'intégration d'ADN étrangers dans les chromosomes, due à un manque d'études fondamentales sur la structure de leurs chromosomes. En effet, afin de pouvoir construire un élément réplicatif stable au cours des générations, cet élément doit contenir une(ou des) origine(s) de réplication, pour pouvoir être dupliqué, un centromère, pour que chaque copie soit ségrégée dans chacune des 2 cellules filles et des télomères, pour éviter les problèmes de réplication aux extrémités, à moins qu'un élément d'ADN circulaire soit toléré. Cependant, ces 3 éléments ne sont pas « codés » de la même manière dans le règne fongique et le fonctionnement de S. cerevisiae, avec des éléments définis génétiquement, est l'exception et non la norme parmi les eucaryotes. Cette nouvelle vision, nous pousse à explorer le fonctionnement des chromosomes des champignons filamenteux dont on ne connait que le fonctionnement des télomères, pour accumuler les connaissances nécessaires à leur ingénierie. Ainsi, la thèse va consister, par l'utilisation d'outils récents de la biologie synthétique et de l'observation des génomes, en une première étude sur la compréhension des origines de réplications et des centromères chez Trichoderma reesei. Cette étude sera complémenter par une seconde étude consistant à la conception d'un élément réplicatif capable de se maintenir chez T. reesei.

On yeasts and higher eukariotes, genetic manipulation is greatly simplified by the utilization of replicative elements (replicating plasmids and artificial chromosomes). On the other hand, the genetic manipulation of filamentous fungi can only be carried out by the integration of foreign DNA into the chromosomes, due to a lack of fundamental studies on the structure of their chromosomes. In fact, to construct replicative elements able to be stable over generations, this element needs to have at least one replication origin, for the duplication, one centromere, for the segregation and telomeres, to protect the extremity. However, these 3 elements are not ''encoded'' in the same way in the fungal kingdom and the functioning of S. cerevisiae, with genetically defined elements, is the exception and not the norm among eukaryotes. This new vision pushes us to explore the chromosome functions of the filamentous fungi, where we only know how telomeres work, in order to accumulate the knowledge necessary for their engineering. Thus, the thesis will consist, through the use of recent tools of synthetic biology and genome observation, in a first study on the understanding of the origins of replications and centromeres in Trichoderma reesei. This study will be complemented by a second study consisting of the design of a replicative element capable of maintaining itself in T. reesei.