Neurospora crassa

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Neurospora crassa est une espèce de champignons filamenteux de la division des Ascomycota. Sa première observation documentée est basée sur une infestation de boulangeries françaises en 1843[1].

Dans son environnement naturel, N. crassa vit surtout en région tropicale et sub-tropicale[2]. On en trouve par exemple sur de la matière végétale morte après un incendie.

Étymologie[modifier | modifier le code]

Le nom du genre, qui signifie "spore nerveuse" en grec, se réfère aux rayures caractéristiques des spores qui ressemblent à des axones.

Organisme modèle[modifier | modifier le code]

N. crassa est un organisme modèle très utilisé en science pour plusieurs raisons :

  • Il pousse facilement et rapidement.
  • Son cycle de vie haploïde simplifie l'analyse génétique, car les traits récessifs se manifesteront dans la descendance.
  • Son génome de 7 chromosomes a été entièrement séquencé en 2003[3].

Neurospora a notamment permis :

  • à Edward Tatum et George Wells Beadle, lors d'expériences qui leur valurent le Prix Nobel de physiologie ou médecine, d'exposer des N. crassa à des rayons X, ce qui provoque des mutations puis des déficiences des voies métaboliques dues à des erreurs sur des enzymes spécifiques. Cela entraîna l'hypothèse « un gène, une enzyme », qui stipule que des gènes spécifiques encodent des protéines spécifiques. Cette hypothèse a été solidifiée par le travail de Norman Horowitz travaillant aussi sur la Neurospora.
  • de démontrer pour la première fois chez un champignon l'existence d'une horloge biologique circadienne et endogène[4],[5],[6],[7] et de plusieurs oscillateurs responsables de ce rythme circadien[8],[9].
    De plus, quand sa seule source d'azote est le nitrate, une enzyme (nitrate réductase) se comporte quand elle est active comme un oscillateur endogène (en situation continue d'obscurité ou de lumière). C'est une boucle de rétroaction négative qui entretient ce rythme, avec l'implication probable de glutamine qui inhiberait l'activité du gène de la nitrate réductase ; c'est le premier exemple d'un rythme endogène nycthéméral nutritionnellement induit[10].
  • d'étudier de nombreux aspects de la biologie cellulaire et la biochimie et en particulier d'élucider des événements moléculaires impliqués dans l'épigénétique, la désactivation de certains gènes, la polarité cellulaire, la fusion cellulaire, le développement...
    Cultivé en boite de Petri dans une obscurité constante, ce champignon forme autour du point d'inoculation de très nettes vagues successives et régulières de conidiation (formation de spores asexuées), sur un rythme (quasi-circadien) de 22 h. Au contraire, en pleine lumière, la conidiation est constante. Une souche mutante montre l'importance du gène VVD (codant le photorécepteur impliqués dans la photo-adaptation) [11],[12].

Génomique[modifier | modifier le code]

Dans son édition du , la revue Nature annonçait que le génome de N. crassa était complètement séquencé.
Le génome a une longueur d'environ 43 mégabases et comporte environ 10 000 gènes.

Recherche actuelle[modifier | modifier le code]

Outre être un organisme modèle exploité dans l'étude de caractéristiques phénotypiques, la Neurospora crassa est aussi un organisme particulièrement utile et largement utilisé en bio-informatique et en lien avec l'horloge circadienne. Son cycle reproductif naturel dure 22 heures et peut être affecté par des facteurs externes comme la luminosité[13].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Rowland H. Davis et David D. Perkins, « Neurospora: a model of model microbes », Nature Reviews Genetics, vol. 3, no 5,‎ , p. 397–403 (ISSN 1471-0056 et 1471-0064, DOI 10.1038/nrg797, lire en ligne, consulté le 17 septembre 2020)
  2. (en) David D. Perkins et Barbara C. Turner, « Neurospora from natural populations: Toward the population biology of a haploid eukaryote », Experimental Mycology, vol. 12, no 2,‎ , p. 91–131 (DOI 10.1016/0147-5975(88)90001-1, lire en ligne, consulté le 17 septembre 2020)
  3. (en) James E. Galagan, Sarah E. Calvo, Katherine A. Borkovich et Eric U. Selker, « The genome sequence of the filamentous fungus Neurospora crassa », Nature, vol. 422, no 6934,‎ , p. 859–868 (ISSN 0028-0836 et 1476-4687, DOI 10.1038/nature01554, lire en ligne, consulté le 17 septembre 2020)
  4. (en) Crosthwaite, S.C., Dunlap, J.C., and Loros, J.J. (1997). Neurospora wc-1 and wc-2: transcription, photoresponses, and the origins of circadian rhythmicity. Science 276, 763–769
  5. (en) Ballario, P., and Macino, G. (1997). White collar proteins: PASsing the light signal in Neurospora crassa. Trends Microbiol. 5, 458–462
  6. (en) Bell-Pedersen, D., Dunlap, J.C., and Loros, J.J. (1996a). Distinct cisacting elements mediate clock, light, and developmental regulation of the Neurospora crassa eas (ccg-2) gene. Mol. Cell. Biol. 16, 513–521
  7. (en) Francis, C., and Sargent, M.L. (1979). Effects of temperature perturbations on circadian conidiation in Neurospora. Plant Physiol. 64, 1000–1009
  8. (en) [CORREA, A., A. Z. LEWIS, A. V. GREENE, I. J. MARCH, R. H. GOMER et al. ; 2003 ; Multiple oscillators regulate circadian gene expression in Neurospora. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100: 13597–13602 (Résumé)]
  9. (en) DE PAULA, R. M., Z. A. LEWIS, A. V. GREENE, K. S. SEO, L. W. MORGAN et al. ; 2006 ; Two circadian timing circuits in Neurospora crassa cells share components and regulate distinct rhythmic processes. J. Biol. Rhythms 21: 159–168. (Résumé)
  10. (en) Melinda K. Christensen, Jennifer J. Loros, Jay C. Dunlap, Cathrine Lillo, Peter Ruoff ; A Nitrate-Induced frq-Less Oscillator in Neurospora crassa ; Journal of Biological Rhythms, Vol. 19, No. 4, 280-286 (2004) (Résumé)
  11. Voir illustration, et Schneider et al. ; Genetics ; Volume 181, Issue 3, March 2009 ; (p. 917-931).
  12. (en) Kevin Schneider, Sabrina Perrino, Kim Oelhafen, Sanshu Li, Artiom Zatsepin, Patricia Lakin-Thomas, and Stuart Brody ; Rhythmic Conidiation in Constant Light in Vivid Mutants of Neurospora crassa ; Genetics 2009 181: 917–931 ; Online (ISSN 1943-2631) Print (ISSN 0016-6731) (Résumé)
  13. (en) Zheng Wang, Ning Li, Jigang Li et Jay C. Dunlap, « The Fast-Evolving phy-2 Gene Modulates Sexual Development in Response to Light in the Model Fungus Neurospora crassa », mBio, vol. 7, no 2,‎ , e02148–15, /mbio/7/2/e02148–15.atom (ISSN 2150-7511, DOI 10.1128/mBio.02148-15, lire en ligne, consulté le 17 septembre 2020)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Références taxinomiques[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (en) RL Stotish & Ethel W. Somberg (1981), Electrophoretic analysis of the plasma membrane proteins of a mutant of "Neurospora crassa" which lacks a cell wall ; Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes ; Vol.641, Issue 2, 1981-03-06, p. 289 à 300 (résumé)