Aspects de la génomique des Penicilliums : Assemblage de génome par Peignage Moléculaire, échange génétique dans les aliments et potentiel de production de métabolites secondaires

Aspects of Penicillium genomics : Molecular combing genome assembly, genetic exchange in food and potential for secondary metabolite production

• Auteur / Autrice : Kevin Cheeseman
• Direction : Pierre Renault
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Vie
• Date : Soutenance le 20/11/2013
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement, Santé (Paris ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Microbiologie de l'Alimentation au Service de la Santé humaine (Jouy-en-Josas)
• Jury : Président / Présidente : Armel Guyonvarch
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Renault, Armel Guyonvarch, Sylvie Dequin, Ronald De vries, Cécile Neuvéglise, Eric Record, Maurizio Ceppi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvie Dequin, Ronald De vries

Mots clés

Mots clés contrôlés

Flux génique

Champignons

Penicillium roqueforti

Mots clés libres

Penicillium

Peignage Moléculaire

Champignons

Transfert horizontal de gène

Transfert lateral de gène

Fabrication du fromage

Penicillium

Molecular Combing

Fungi

Horizontal Gene transfer

Lateral Gene Transfer

Cheesemaking

Résumé

Les Penicilliums sont des champignons filamenteux appartenant au genre Ascomycota. Ces champignons ont été utilisés par l’homme pour la production de nourriture depuis des siècles. Plus récemment, ils ont aussi été utilisés dans l’industrie biotechnologique pour la production de composés chimiques d’intérêts pharmaceutiques. Certaines espèces de Penicillium sont par ailleurs des moisissures contaminants certains aliments, d’autres sont des pathogènes de plantes, y compris de certains fruits. Leur génomique est globalement peut connue. Dans cette étude, nous avons analysé les génomes de deux espèces nouvellement séquencées, Penicillium roqueforti et Penicillium camemberti. Nous reportons ici le développement d’une nouvelle méthodologie pour l’amélioration et la validation d’assemblage de génomes en utilisant une technologie permettant l’observation de molécules d’ADN unique, le Peignage Moléculaire. En utilisant cette méthode, nous avons amélioré l’assemblage de Penicillium roqueforti. Ce manuscrit décrit aussi de multiples occurrences d’un transfert horizontal d’un ilot génomique de plus de cinq cent kilobases entre plusieurs Penicillium. Ce cas de transfert horizontal indique une fréquence d’échange latéral de matériel génétique plus forte qu’attendue. Enfin nous présentons un inventaire préliminaire du potentiel génomique pour la production de métabolites secondaires dans ces importants Penicillium alimentaires.

Penicillium are filamentous fungi belonging to the Ascomycota genus. Penicillium species have been used by Man for centuries in food making processes. More recently they have also been used in the biotechnology industry for the production of compounds of pharmaceutical interest. Some Penicillium species are food spoilage agents, pathogens of plants including fruits. Aspects of their genomics are largely unknown. In this study, we analysed the genomes of two newly sequenced species, Penicillium roqueforti and Penicillium camemberti. Here we report the development of a new methodology for improving and validating genome assembly using an original single DNA molecule technology, Molecular Combing. Using this methodology we were able to produce a high quality genome assembly of Penicillium roqueforti. This work also reports the multiple and recurrent horizontal transfer of a large genomic island of over half a megabase between several Penicillium species. This horizontal transfer indicates a higher frequency of lateral genetic exchange between cheesemaking fungi than previously expected. Finally, we present an early assessment of the genomic potential for secondary metabolite production in these important food associated penicilliums.