Fungal model systems and the elucidation of pathogenicity determinants

This is the final version of the article. Available from Elsevier via the DOI in this record.Fungi have the capacity to cause devastating diseases of both plants and animals, causing significant harvest losses that threaten food security and human mycoses with high mortality rates. As a consequence, there is a critical need to promote development of new antifungal drugs, which requires a comprehensive molecular knowledge of fungal pathogenesis. In this review, we critically evaluate current knowledge of seven fungal organisms used as major research models for fungal pathogenesis. These include pathogens of both animals and plants; Ashbya gossypii, Aspergillus fumigatus, Candida albicans, Fusarium oxysporum, Magnaporthe oryzae, Ustilago maydis and Zymoseptoria tritici. We present key insights into the virulence mechanisms deployed by each species and a comparative overview of key insights obtained from genomic analysis. We then consider current trends and future challenges associated with the study of fungal pathogenicity.This review was carried out by members of the EU-Initial Training Network Ariadne (PITN-GA-2009-237936), which provided financial support for C.B., S.D., M.E.G., E.G., E.M., P.V.M., M.M., V.N., M.F.A.N., T.O., M.O.R., K.S. and L.W

Implication d’un contrôle épigénétique dans l’expression des gènes codant des effecteurs chez Leptosphaeria maculans, champignon pathogène du colza

Le génome de Leptosphaeria maculans présente une structure originale en isochores : alternance de régions équilibrées en bases G et C, riches en gènes (isochores GC) et de régions à faible taux de GC, s’apparentant à de l’hétérochromatine (régions génomiques riches en éléments transposables, pauvres en gènes et présentant un faible taux de recombinaison) et enrichies en gènes codant des effecteurs (isochores AT). Les gènes codant des effecteurs situés en isochores AT présentent un comportement transcriptionnel différent de ceux localisés en isochores GC : une faible expression pendant la croissance mycélienne et une forte induction d’expression pendant l’infection primaire du colza1. Cette cinétique d’expression commune suggère un rôle de la structure chromatinienne des isochores AT dans le contrôle de l’expression des gènes codant des effecteurs. Afin de déterminer le rôle de la structure des isochores AT sur l’expression des gènes codant des effecteurs, nous avons réalisé le « silencing » de gènes codant des protéines clés décrites comme impliquées dans le remodelage de la chromatine : deux protéines indispensables à la formation de la structure hétérochromatinienne (HP1 et DIM-5) et une protéine impliquée chez Neurospora crassa dans la prévention de la propagation anarchique de l’hétérochromatine (DMM-1)2. Leur implication dans le cycle de vie du champignon, dans la condensation de la chromatine et la méthylation des histones, et enfin dans la régulation de l’ensemble des gènes prédits dans le génome de L. maculans a été évaluée. Cette étude a permis de démontrer que la localisation des gènes en isochores AT, en particulier ceux codant des effecteurs, a un impact majeur sur leur expression : la structure condensée de la chromatine dans les isochores AT, liée à une triméthylation des histones (H3K9), en particulier au niveau des promoteurs, contribue à une répression de l’expression des gènes lors des phases de croissance végétative. Le passage à la pathogenèse se traduirait par une décondensation de la chromatine, dont le déterminisme est inconnu, rendant les promoteurs accessibles aux facteurs de transcription. Nous avons également observé qu’en plus des gènes localisés en isochores AT, des zones en isochores GC étaient également affectées et pouvaient constituer des « points chauds» de contrôle épigénétique et héberger des gènes impliqués dans la pathogenie