Ectocarpus siliculosus

J. Mark COCK
cock@sb-roscoff.fr
UMR 7139 « Végétaux marins et biomolécules », Roscoff

Utilisation industrielle et production de molécules bioactives
Industrial use and generation of bioactive molecules

Physiologie végétale

Vegetal Physiology
 

Génomique

Genomics
 

Génétique

Genetics
 

Endosymbiose et origine des chloroplastes

Chloroplasts Endosymbiose & origin
 

Biomatériaux

Biomaterials
 

Biologie évolutive

Evolution
 

Biologie du développement

Developmental Biology
 

Adaptation du végétal à l’environnement
Plant adaptation to environment

Végétaux marins et biomolécules
UMR 7139 CNRS-UPMC
Chondrus crispus et Ectocarpus siliculosus
http://www.sb-roscoff.fr/
Station Biologique de Roscoff
Catherine Boyen (Chondrus crispus) et J. Mark Cock (Ectocarpus siliculosus)

Les algues brunes de l’ordre des Laminariales et des Fucales sont étudiées depuis longtemps. Elles présentent de nombreux intérêts, tant scientifiques qu’économiques, incluant leur position phylogénétique, leur évolution particulière en complexe multicellulaire de façon dépendante de leur lignage, un second évènement d’endosymbiose qui a permis l’apparition des chloroplastes et aussi la production de biomolécules inédites. Néanmoins, de par leur grand génome, elles sont mal adaptées à l’ère de la génomique. L’algue brune filamenteuse Ectocarpus siliculosus (E. siliculosus) a été choisie en tant qu’espèce modèle de ce groupe grâce à plusieurs de ses caractéristiques : sa petite taille, son cycle relativement court (2-3 mois) est maitrisé en laboratoire, sa grande fertilité, la facilité des croisements génétiques et enfin, la relative petite taille de son génome. Depuis, une gamme d’outils génétiques, moléculaires et cellulaires pour cet organisme a été développée, et le séquençage de son génome vient d’être complété. De plus, des lignées de mutants peuvent être créées par mutagenèse via irradiations aux UV. La sélection des mutants est d’autant plus facilitée par l’existence d’une phase haploïde dans le cycle de vie.

Les sporophytes diploïdes subissent une méiose et produisent des méiospores dans un sporange uniloculaire. Les méiospores se développent en gamétophytes mâles et femelles qui produisent à leur tour des gamètes dans un gametange pluriloculaire. Les gamètes mâles et femelles sont morphologiquement identiques mais diffèrent physiologiquement et dans leur comportement : les gamètes femelles sont relâchés dans l’eau plus tôt et émettent des phéromone ; les gamètes mâles nagent plus longtemps et sont ensuite attirés par les phéromones. La fusion des gamètes produit un zygote qui se développe en un sporophyte diploïde, complétant le cycle de vie d’E. siliculosus. Les gamètes non fusionnés peuvent former un parthénosporophyte, indistinguable du sporophyte diploïde. Les sporophytes et les parthenosporophytes peuvent se reproduire de façon asexuée par production de mitospores dans le sporange pluriloculaire.

Ectocarpus siliculosus

Classification phylogénétique : espèce d’algue brune (Phaeophyceae) de la famille des Ectocarpaceae

Génome séquencé: environ 200 Mbp

Nombre de gènes prédits : 16377

Culture de lignées sauvages et de mutants induits établies à Roscoff

Cribles et croisements de mutants pratiqués en routine (Peters et al., 2008)

Banques de d’ADNc et base de donnée d’ESTs

Base de données de séquences de petit ARNs (Solexa)

Microarray haut debit pour l’analyse d’expression (Dittami et al., 2009)

Tiling array pour génome complet

Protocoles de transformation et de RNAi en cours de développement

Bases de données générales :

http://www.marinespecies.org/aphia.php?…

http://www.algaebase.org/search/species/detail/…

Sites web : http://www.cns.fr/spip/Ectocarpus-siliculosus.html

http://bioinformatics.psb.ugent.be/genomes/view/Ectocarpus-siliculosus



Article :

« The Ectocarpus genome and the independent evolution of multicellularity in brown algae », Cock, J.M., et al., Nature, 2010, (disponible http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7298/pdf/nature09016.pdf)

« Proposal of Ectocarpus siliculosus as a model organism for brown algal genetics and genomics », Peters, A.F., Marie, D., Scornet, D., Kloareg, B. and Cock, J.M., Journal of Phycology, 2004, (disponible http://www.sb-roscoff.fr/Phyto/Reprints/Peters_JPhycol._2004.pdf)

« Development and physiology of the brown alga Ectocarpus siliculosus: two centuries of research », Bénédicte Charrier, Susana M. Coelho, Aude Le Bail, Thierry Tonon, Gurvan Michel, Philippe Potin, Bernard Kloareg, Catherine Boyen, Akira F. Peters and J. Mark Cock, New physologist, 2007 (disponible http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18181960)

« Complex life cycles of multicellular eukaryotes: new approaches based on the use of model organisms », Coelho, S., Peters A.F., Charrier, B., Roze, D., Destombe, C., Valero, M. and Cock, J.M. Gene 2007, (disponible http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17870254)

« Life-cycle-generation-specific developmental processes are modified in the immediate upright mutant of the brown alga Ectocarpus siliculosus », Peters, A.F., Scornet, D., Ratin, M., Charrier, B., Monnier, A., Merrien, Y., Corre, E., Coelho, S. and Cock, J.M. Development 2008, (disponible http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18339673?ordinalpos=1&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_DefaultReportPanel.Pubmed_RVDocSum)

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