Letteratura scientifica selezionata sul tema "Dégradation fongique"

L'utilisation de micromycètes dans la dépollution de sols contaminés par des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) constitue une alternative aux méthodes classiques, ces dernières présentant des inconvénients de faisabilité technique, de coût et d'efficacité. La bioremédiation paraît donc prometteuse même si la toxicité et le manque de biodisponibilité des polluants vis à vis des microorganismes capables de les dégrader sont deux obstacles à surmonter. Ce travail, utilisant le fluorène comme HAP modèle, s'est orienté vers la recherche de souches fongiques tolérantes et efficaces dans la dégradation du fluorène puis vers l'amélioration de la biodisponibilité du fluorène en utilisant des surfactifs et des cyclodextrines. Ce travail de sélection en milieu liquide a été suivi d'applications en suspension de sol. Au cours des essais de dégradation du fluorène (5 mg/l), treize souches parmi les trente et une testées se sont révélées avoir un potentiel de dégradation supérieur ou égal à 60 % (après 48 h de contact). Dix neuf souches, à potentiel inférieur ou égal à 60 %, ont fait l'objet d'essais d'amélioration impliquant des surfactifs et des cyclodextrines. La démarche consiste à sélectionner des couples micromycète - surfactif ou cyclodextrine selon des critères de bonne tolérance et d'absence de consommation par les micromycètes, avant de procéder à des essais de dégradation du fluorène. L'application aux sols a permis d'identifier des micromycètes efficaces à partir d'un sol pollué et de réaliser des essais de dégradation en suspension de sol amendé en fluorène (100 æg/g). L'importance de la microflore native dans la dégradation du fluorène et l'effet positif de la bioaugmentation ont ainsi pu être mis en évidence. L'utilisation de maltosyl cyclodextrine et de Tween 80 a également un impact positif sur la biodépollution.

Sujet d’actualité, la biodégradabilité des polymères est toujours étudiée dans sa globalité, c’est-à-dire actions des bactéries et champignons confondues. Ce projet de recherche a donc été centré sur la dégradation purement fongique des polymères. Les résultats de cette étude, outre la recherche fondamentale, pourraient laisser envisager certaines applications visant à réduire les problèmes environnementaux : - dégrader un matériau avec une souche fongique spécifique. - mieux contrôler la cinétique de biodégradation des plastiques (films de paillage, matériaux d’emballage. . ) - accélérer la biodégradation en situation de compostage… Après sélection de champignons, non pathogènes pour l’homme, représentatifs des milieux naturels (compost, sol,…) et vérification de la non influence du PLLA et du PBAT sur les cultures fongiques, des tests de croissance cellulaire en milieu liquide pauvre (sans glucose) ont révélé une certaine sélectivité des champignons pour un substrat et ont permis de mettre en évidence le rôle capital de la température pour permettre une métabolisation fongique des polymères. Lorsque la température du milieu se rapproche ou dépasse la température de transition vitreuse des polymères, les conformations prises seraient plus accessibles aux enzymes fongiques. Après avoir fixé un consortium fongique dégradant le PLLA et le PBAT, des tests respirométriques en sol et compost, stérilisés puis ensemencés, ont confirmé le paramètre essentiel de biodégradation, la température. Effectués en sol et en compost, réels, les cinétiques de biodégradation de ces polymères ont révélé une synergie champignons-bactéries lors des tests de biodégradation. Complétée par un suivi des propriétés physico-chimiques des substrats, cette étude de biodégradation a permis de mieux cerner les différentes étapes d’hydrolyse et de minéralisation des polymères. Ces investigations ne pouvaient faire l’impasse d’une caractérisation des produits de métabolisation du PLLA et du PBAT et d’un contrôle systématique de non-toxicité pour l’environnement
Subject of current events, the biodegradability of polymers is always studied in a global context, that is to say, with regards to fungi and bacteria together. The present research project focuses on the purely fungal degradation of polymers. Apart from the core research, the results of this study suggest certain applications to reduce environmental problems : - to deteriorate materials with a specific fungal strain. - to better control the kinetics of the biodegradation of plastics (mulching films, packaging materials). - Accelerate bio-degradation. After selecting non-toxic fungi present in natural states (compost, soil) and verifying the inertness of PLLA and PBAT on fungal cultures, cellular growth tests in a glucose-free environment revealed a selectivity among fungi for certain polymeric substrata. The tests also highlighted the major role temperature plays in the fungal degradation of polymers. When temperatures get closer, or go beyond the glass transition temperature, the physical structures are more accessible to fungal enzymes. After determining fungal consortium in the degradation of PLLA and PBAT, respiration measurements in soil and compost, both sterilized then sowed, have confirmed temperature as the essential parameter of biodegradation. Taking place in unmodified soil and compost, the kinetics of biodegradation of these polymers revealed a fungi-bacterial synergy during biodegradation tests. This study of biodegradation – refined with a follow-up of the physical and chemical properties of the polymers – led to a better understanding of the various stages of hydrolysis as well as the mineralization of polymers. These investigations had to take into account the characterization of metabolizing products of PLLA and PBAT and a regular toxicity check for the environment

Chez la levure Saccharomyces cerevisiae, l’exosome est un large complexe possédant une activité exonucléase 3’-5’ et participant à de nombreuses réactions de maturation et de dégradation de l’ARN. Nous avons montré que plusieurs transcripts dérivant de regions intergéniques sont rapidement degradés dans une souche sauvage par l’action combinée de l’exosome et d’un nouveau complexe appelé TRAMP, dont la sous-unité catalytique est une poly(A) polymérase. Nous avons proposé que la dégradation de ces ARNs, nommés CUTs pour Cryptic Unstable Transcripts, est un mécanisme requis pour limiter la transcription inappropriée ou pour permettre la transcription sans production d’ARNs. Nous avons aussi démontré que la terminaison de la transcription des CUTs est induite par des protéines de liaison à l’ARN, Nrd1p and Nab3p, qui ciblent les transcripts vers la dégradation par l’exosome et TRAMP. Le complexe THO et l’ARN hélicase Sub2p sont impliqués dans la biogénèse des ARNms et participent au couplage entre transcription et export. Des mutations dans ces gènes entraînent la dégradation et la rétention d’ARNms à proximité du site de transcription par l’exosome. Nous avons montré que le complexe TRAMP est impliqué dans la dégradation des transcripts mais pas leur rétention. Par ailleurs, nous avons observé que dans des mutants THO/sub2, un complexe associé à l’ADN qui contient des facteurs de polyadénylation et des composants du pore nucléaire ne peut pas être résolu pour les étapes suivantes d’export. Le complexe THO et Sub2p seraient ainsi impliqués dans une étape de remodelage requise pour déplacer le complexe de polyadénylation et engager l’ARNm dans la voie d’export
In budding yeast Saccharomyces cerevisiae, the exosome is a large complex with 3’ to 5’ exonuclease activity that has been implicated in numerous RNA processing and degradation events. We have shown that several transcripts mapping to intergenic regions are rapidly degraded in a wild type strain by the combined action of the exosome and a novel complex called TRAMP, whose catalytic subunit is a poly(A) polymerase. We proposed that degradation of these RNAs, called CUTs for Cryptic Unstable Transcripts, is a mechanism required to limit inappropriate transcription or to allow the occurrence of transcription without RNA production. We have also demonstrated that transcription termination of CUTs is triggered by specific RNA-binding proteins, Nrd1p and Nab3p, which direct nascent transcripts to exosome/TRAMP-mediated degradation. The THO complex and its associated RNA helicase Sub2p are involved in mRNA biogenesis and couple transcription to mRNA export. Mutations in any of these genes lead to exosome-dependent degradation and retention of mRNAs at or near the transcription site. We have shown that the TRAMP complex is involved in mRNA degradation but not in retention. Furthermore, we observed that, in THO/sub2 mutants, a DNA-interacting complex containing polyadenylation factors and components of the Nuclear Pore Complex cannot be resolved for further mRNA export. Accordingly, the THO/Sub2p complex would be involved in a remodeling step required to displace the polyadenylation complex and to engage productively the mRNA in the export pathway

En milieu forestier, la décomposition de la matière organique d’origine végétale et son assimilation par les microorganismes sont des processus essentiels au bon fonctionnement des sols et du cycle du carbone. Les mécanismes impliqués dans ces phénomènes de dégradation sont fortement contrôlés par les champignons saprotrophes qui sécrètent de nombreuses enzymes hydrolytiques afin d’accéder à leur principale source de nutriments qui se trouve sous la forme de polysaccharides (cellulose et hémicelluloses). L’hydrolyse enzymatique de ces polymères végétaux engendre une grande diversité de composés de faible poids moléculaire (mono- et oligosaccharides). Ces molécules pénètrent dans la cellule fongique via des systèmes de transporteurs membranaires dont la présence/absence et la spécificité de substrat contribuent à la versatilité métabolique de ces microorganismes du sol. La nature de l’essence forestière affecte fortement la diversité et la composition des communautés fongiques. Dans ce contexte, nous avons émis l’hypothèse que les communautés fongiques sélectionnées par les différentes essences forestières diffèrent entre elles par la diversité des mécanismes qu’elles mettent en place lors du processus de décomposition de la matière organique d'origine végétale et lors du transport des produits de dégradation ; et que de ce fait chaque communauté fongique est spécifiquement adaptée à la nature de la litière produite par l’espèce végétale considérée. Par des approches de séquençage haut-débit d’amplicons générés à partir d’ADNc environnementaux, nous avons analysé la diversité des transcrits codant des protéines fongiques impliquées à la fois dans la dégradation des polysaccharides végétaux et dans le transport des sucres issus de cette hydrolyse enzymatique au sein de sols localisés sous des forêts de hêtres et d’épicéas. L’analyse des données obtenues a mis en évidence des transcrits jusqu’alors inconnus et spécifiquement retrouvés pour plus 80% d’entre eux sous l’un des deux couverts végétaux conduisant ainsi à un effet significatif de l’essence forestière sur la composition des gènes exprimés par les communautés fongiques. Des transporteurs potentiellement spécifiques du mannose ont été détectés, pour la première fois, sous la forêt d’épicéas par une approche de crible fonctionnel dans la levure de banques d’ADNc environnementaux. Or, cette essence forestière est connue pour posséder d’importantes quantités de mannose au niveau de ses hémicelluloses. Les résultats obtenus au cours de cette thèse soulignent l’importance d’étudier la diversité fonctionnelle des communautés fongiques pour comprendre l’impact du couvert végétal sur leur composition et le fonctionnement des écosystèmes forestiers
The degradation of plant biomass is an essential process for the proper functioning of forest soils and terrestrial carbon cycling. Mechanisms involved in these processes are strongly controlled by saprotrophic fungi which secrete several hydrolytic enzymes to access at their primary nutrient sources found under the form of polysaccharides (cellulose and hemicelluloses). Enzymatic hydrolysis of plant polymers releases a high diversity of low molecular weight compounds (mono- and oligosaccharides). These molecules enter in fungal cell using transmembrane transporter systems. Consequently, the presence/absence and the substrate specificity of these transporters might contribute to the metabolic versatility of soil fungi. Several studies have demonstrated that tree species strongly affect diversity and composition of fungal communities. In this context, we hypothesized that the fungal communities selected by the different tree species expressed specific lignocellulolytic enzymes and sugar transporters; and thereby each fungal community was specifically adapted to the nature of litter produced by the tree species considered. We assessed, by the high-throughput sequencing of gene-fragments amplified from soil cDNA, the impact of tree species (Beech vs Spruce) on the diversity of genes encoding either lignocellulolytic enzymes or sugar porters expressed by soil fungi in two mono-specific forests. Our results revealed that most detected genes, encoding either lignocellulolytic enzymes or sugar transporters, have an unknown origin and are specifically found (for more than 80% of them) in one of the two forest soils. This work showed a significant “tree species effect” on the composition of functional genes expressed by soil fungi and suggests that beyond the species level, functional diversity of fungal communities must be addressed to better understand ecosystem functioning. Moreover, by using a functional metatranscriptomic approach, we identified functional transporter sequences differing with respect to their substrate specificities. From a spruce cDNA library, and for the first time, we identified high affinity or mannose specific transporters. Coincidently, as opposed to beech, spruce is indeed a tree species with a large proportion of mannose in its hemicelluloses

Ce travail est une contribution à l'étude de la dégradation enzymatique des pigments anthocyaniques de jus de fruits rouges par différentes préparations pectinolytiques industrielles d'Aspergillus niger. Cette dégradation est due à la présence d'activités secondaires de type glycosidasique: [Bêta]-glucosidases, [Bêta]-galactosidases, [Alpha]-rhamnosidases et [Alpha]-arabinosidases. L'hydrolyse des sucres en position 3 et/ou 5 conduit à la libération de l'anthocyanidine, molécule instable, qui se scinde via la forme chalcone en dérivés du benzaldéhyde et de l'acide benzoïque issus des noyaux A et B de l'aglycone, une étude systématique par HPLC de la décoloration enzymatique de différents pigments anthocyaniques a permis d'établir leur schéma de dégradation en montrant notamment que l'hydrolyse des anthocyanes diglycosylées en 3 ou en 3 et 5 s'effectue de façon séquencée par des [Bêta]-glycosidases spécifiques. Par chromatographie d'interaction ionique et hydrophobe, une fraction protéique enrichie en activités anthocyanasiques a été isolée. La détermination des caractéristiques cinétiques (Km, Vmax), montre que les [Bêta]-glucosidases et les [Bêta]-galactosidases ont une affinité légèrement supérieure pour les dérivés glycosylés de la cyanidine comparativement à ceux de la malvidine. Ces activités anthocyanasiques sont fortement inhibées par la [Delta]-gluconalactone et la [Delta]-galactonolactone mais faiblement par le glucose et le galactose

Le bois représente une des ressources en polymères les plus abondantes de l’écosystème terrestre. Les champignons dégradant la matière lignocellulosique jouent un rôle important dans le cycle du carbone. Ils présentent un fort intérêt au niveau biotechnologique en particulier pour la production d’enzymes. Parmi les champignons saprophytes, ceux de la classe des Agaricomycota sont particulièrement intéressants puisqu’ils possèdent la capacité de dégrader les différents composés du bois : cellulose, hémicelloloses et lignine. De plus, ces champignons ont développé un système de détoxication impliquant des enzymes telles que les glutathion transférases (GST). Celles-ci sont impliquées dans la dégradation de composés potentiellement toxiques générés lors de la dégradation du bois mais également la dégradation de xénobiotiques. L’étude des systèmes extracellulaires et intracellulaires de Trametes versicolor impliqués dans les processus de décomposition du bois, décrite dans ce manuscrit, avait pour objectif d’identifier les facteurs moléculaires impliqués dans l’adaptation des champignons à leur environnement. Les approches pluridiciplinaires mises en œuvre lors de cette thèse ont permis d’identifier une variabilité phénotypique intraspécifique chez une dizaine de souches de T. versicolor, cette variabilité semblant être liée à la nature de l’essence ligneuse d’origine de ces souches. De plus, les travaux réalisés sur les GSTs apparteant aux classes oméga et GHR ont contribué à améliorer nos connaissances sur l’implication de cette famille multigénique dans l’adaptation des champignons xylophages à leur mode de vie
Wood is one of the most abundant polymer resources of the Earth’s ecosystem. Wood decaying fungi play an important role in the carbon cycle. They have a strong interest in biotechnology level in particular for the production of enzymes. Among the saprophytic fungi, those of the class of agaricomycota are particularly studied since they possess the ability to degrade varous compounds from wood : cellulose, hemicelluloses dand lignin. In addition, these fungi have developed a detoxification system involving enzymes such as glutathione transferases (GST). These latter are involved in degradation of wood but also in the degradation of xenobiotics. In this manuscript, the study of extracellular and intracellular system from Trametes versicolor, involved in wood decay process is described, the main goal being to identify the molecular factors involved in adaptation of the to their environment. Multidisciplinary approaches used in this PhD led to identification of an intraspecific phenotypic variability among ten strains of T. versicolor, this variability appearing to be related to the tree species where these strains have been isolated. Moreover, the work done on GSTs belonging to GHR and omega classes have improved our knowledge of the involvement of this gene family in adaptating the wood decayers to thrit lifestyle

L’étude des activités enzymatiques exprimées lors de la croissance du champignon de pourriture blanche Trametes versicolor sur milieu malt agar en présence des éprouvettes du hêtre Fagus sylvatica été réalisée. Le processus de dégradation du bois se déroule en deux phases. La première phase est caractérisée par une production d’activités laccases et peroxydases couplées à la dégradation de la lignine. La seconde phase correspond à la production d’activités hydrolytiques impliquées dans la dégradation des polysaccharides. Au début du processus de colonisation du bois, on observe une production d’activités laccases responsables de la dégradation des extractibles du bois, en particulier la catéchine qui est un des composés facilement identifiables dans les extraits du hêtre. La présence d’un biocide comme le propiconazole provoque une forte induction d’activités chitinases lors du stade initial de la colonisation du bois. L’utilisation d’inhibiteurs de chitinases tels que la caféine permet de réduire la quantité du biocide nécessaire pour protéger le bois. La caféine et le rouge congo, un autre agent capable de perturber la mise en place des parois cellulaires du champignon ont un effet additif sur l’inhibition de la croissance de T. versicolor lorsqu’ils sont associés avec le biocide. L’application des méthodes mises en place dans le cadre de notre étude au cas de la dégradation du bois de hêtre traité thermiquement a permis de mettre en évidence l’effet de ce type de traitement sur l’expression des activités enzymatiques expliquant en partie les raisons de l’augmentation de la durabilité du bois suite au traitement thermique
The study of enzymatic activities expressed during growth of the white rot fungus T. versicolor on malt agar medium in the presence of beech (Fagus sylvatica) wood chips was investigated. The process of wood degradation was divided in two stages. The first stage was characterized by the production of laccases and peroxidases activities. The second stage was characterized by production of carbohydrates hydrolyzing activities. At the beginning of wood colonization process, the production of laccases activities was correlated with degradation of wood acetonic extractives as catechin, which was easily identified in the beech extracts. The presence of a biocide like propiconazole is responsible of the induction of a strong chitinases activity at the beginning of the colonization process. Utilisation of caffeine, a chitinases inhibitor, in the presence of propiconazole allowed to reduce the quantity of biocide necessary to prevent wood from fungal degradation. Similarly, congo red, another cell wall perturbing agent, presented additive effect on inhibition of the fungal growth when associated to propiconazole. The application of the methods developed in this study to the case of heat treated beech wood highlighted the effect of this treatment on the expression of enzymatic activities during wood degradation process explaining in great part the improvement of durability observed after heat treatment

La pyrolyse analytique est une méthode innovante qui permet l'analyse en chromatographie en phase gazeuse de polymères complexes en les réduisant en monomères volatils. La méthode ne nécessite que peu de matière, de l'ordre du mg, et s'effectue en quelques secondes. Le bois est un matériau renouvelable abondant qui est valorisé sous de nombreuses formes notamment dans la construction, dans les panneaux de fibres et par les extractibles qu'il contient. De nombreuses techniques de modifications chimiques et thermochimiques permettent d'améliorer les propriétés du bois, notamment l'acétylation, la furfurylation, le traitement thermique. La pyrolyse se place comme technique nouvelle pour caractériser les bois traités pour comprendre les modifications chimiques qui été engendrées. Les méthodes classiques employées tel que la RMN, l'IRTF ne permettent pas d'obtenir image complète du bois, plus spécifiquement sur des éléments tels que la régiosélectivité des modifications. Le but de nos travaux est de répondre à des questions fondamentales sur la variabilité naturelle du bois ainsi que sur les modifications chimiques engendrées par différentes méthodes. La polymérisation de l'alcool furfurylique dans le bois a pu être mis en évidence ainsi que la formation d'une liaison covalente avec la lignine. Le bois acylé avec différents anhydrides linéaires a révélé des nouvelles structures qui permettent d'identifier les sites réactionnels et d'estimer la réactivité des macromolécules. La méthode est capable de quantifier l'importance de la modification des différents biopolymères qui constituent le bois. À l'aide d'analyses en composantes principales (ACP), les variations naturelles du bois en fonction de la hauteur, des tissus et entre différents spécimens de la même essence ont pu être caractérisés. La Py-GC/MS a aussi permis de montrer les différences structurales après traitement thermique et fongique pour révéler comment ces dégradations affectent le bois
Analytical pyrolysis is an innovative method that allows gas chromatographic analysis of complex polymers by reducing them to volatile monomers. The method requires only a few milligrams of material and is performed in a few seconds. Wood is an abundant renewable material that is used in many forms, notably in construction, in fiberboard and in the extractives it containsNumerous chemical and thermochemical modification techniques are used to improve the properties of wood, including acetylation, furfurylation and heat treatment. Pyrolysis is a new technique to characterize treated wood to understand the chemical modifications that have been generated. The classical methods used such as NMR, FTIR do not allow for a complete picture of the wood, more specifically on elements such as the regioselectivity of the modifications. The aim of our work is to answer fundamental questions about the natural variability of wood as well as the chemical modifications generated by different methods. The polymerization of furfuryl alcohol in wood could be demonstrated as well as the formation of a covalent bond with lignin. The wood acylated with different linear anhydrides revealed new structures that allow to identify the reaction sites and to estimate the reactivity of macromolecules. The method is capable of quantifying the extent of modification of the different biopolymers that constitute the wood. Using principal component analyses (PCA), the natural variations of wood as a function of height, tissue and between different specimens of the same species could be characterized. Py-GC/MS was also used to show structural differences after heat and fungal treatment to reveal how these degradations affect the wood

La production des enzymes exocellulaires de Botrytis cinerea a été étudiée sur un milieu spécifique, permettant une synthèse importante et séquentielle des différentes activités enzymatiques. Le complexe cellulasique du champignon ne peut être produit en grande quantité qu'en présence de cellulose et de pectines. Il est constitué de trois activités enzymatiques différentes agissant en synergie mais fortement réprimées par les produits de dégradation (glucose et cellobiose). Les souches fongiques isolées de raisins atteints de pourriture noble produisent plus d'enzymes que celles isolées de raisins infectées par la pourriture grise. Chez une même souche, la capacité à produire les différentes activités enzymatiques varie selon les conidies et les conditions de milieu. Sur le raisin, la production d'enzymes fongiques dépend de l'état de maturité du raisin et de la nature de la pourriture développée (noble ou grise). L'utilisation d'un extrait enzymatique de Botrytis cinerea, dépourvu d'activité laccase, provoque la dissociation du tissu pelliculaire et la lyse des cellules de la pellicule du raisin avec libération du contenu vacuolaire. Cet extrait enzymatique peut présenter un intérêt pour l'élaboration des vins rouges souples, type "primeur".