Les RiPPs fongiques en scène : De nouveaux peptides bioactifs – FRiPPon

Le projet FRiPPon vise à explorer une nouvelle classe de peptides fongiques appelés dikaritines, et à comprendre leur rôle en tant qu'effecteurs chimiques chez les champignons qui interagissent avec les plantes. Les champignons produisent une large gamme de métabolites secondaires (SM) qui agissent comme des effecteurs chimiques pour coloniser leur niche écologique. En particulier, les espèces phytopathogènes et endophytes produisent des SM pour manipuler la physiologie de leur hôte ou son microbiote. Les dikaritines sont désormais considérées comme la principale classe de peptides synthétisés par la voie ribosomale puis modifiés de manière post-traductionnelle (RiPPs) chez les Ascomycètes. Les cinq dikaritines identifiées à ce jour comprennent des phytotoxines (e.g. Ustiloxines) et un effecteur manipulant l'immunité des plantes (Victorin). Leur synthèse est initiée à partir d'une protéine précurseur (Kexin-Processed Protein) et d'au moins une enzyme avec un domaine DUF3328 (Domain of Unknown Function) permettant leur cyclisation. L’exploration des génomes fongiques a révélé un répertoire inexploré de centaines de clusters de gènes (BGCs) permettant la synthèse de dikaritines, et ceci non seulement chez des espèces phytopathogènes mais également chez des espèces endophytes. Par ailleurs, certains de ces BGCs ne sont exprimés qu’en présence de la plante hôte, ce qui suggère un rôle dans cette interaction biotique. Les objectifs spécifiques du projet FRiPPon sont (i) de découvrir de nouvelles dikaritines bioactives à partir de champignons interagissant avec les plantes, (ii) d’explorer leur diversité chimique, (iii) de caractériser leurs activités sur les plantes et micro-organismes, et (iv) d’évaluer leur potentiel agronomique. Le programme se concentre sur quatre espèces fongiques qui présentent des stades endophyte, biotrophe et/ou nécrotrophe bien caractérisés sur leur plante hôte et pour lesquelles des données transcriptomiques de haute qualité sont disponibles (Botrytis cinerea, Colletotrichum higginsianum, C. tofieldiae et Leptosphaeria maculans). Le projet s’intéresse également à trois souches de Penicillium développées par le partenaire industriel (CMI Roullier) pour leur action bénéfique sur la croissance des plantes. Le principal défi du projet est d'isoler des dikaritines qui ne sont quasiment pas produites en l'absence de la plante. Pour relever ce défi, les BGCs d'intérêt seront sélectionnés puis exprimés dans un hôte hétérologue, la levure. Des techniques chimiques de pointe seront ensuite utilisées pour extraire, purifier et déterminer la structure d’au moins cinq nouvelles dikaritines. Celle-ci seront testées sur des plantes et des micro-organismes pour déterminer leurs activités. En parallèle, des études de génétique fongique seront menées afin d'évaluer le rôle de ces effecteurs chimiques dans les interactions plante-champignon. FRiPPon est un PRCE qui réunit deux instituts de recherche avec des expertises complémentaires en phytopathology (BIOGER-INRAE) et en écologie chimique (MNHN) ainsi que la société CMI - Roullier qui développe des produits naturels l’industrie agronomique. Sur le plan académique, ce projet interdisciplinaire devrait permettre de décrypter la manière dont les champignons manipulent les plantes hôtes ou leur microbiote, et de révéler de nouvelles structures de dikaritines. Enfin, l'exploration de cette source inexploitée de SMs fongiques ouvrira la voie à de nouvelles possibilités de développement de solutions durables et naturelles pour l'agronomie.