Phaeodactylum tricornutum

Chris BOWLER
cbowler@biologie.ens.fr
UMR 8186 de biologie moléculaire des plantes, équipe Signalisation et Morphogenèse des Diatomées, CNRS, Ecole Normale Supérieure, Paris

Physiologie végétale
Vegetal Physiology

Oxydation du carbone
Carbon oxydation

Génomique
Genomics

Génétique
Genetics

Ecologie
Ecology

Division cellulaire
Cell Division

Biologie évolutive
Evolution

Biologie du développement
Developmental Biology

Equipe Signalisation et Morphogenèse des Diatomées
UMR 8186-CNRS-Ecole Normale Supérieure de Biologie Moléculaire des Plantes
Phaeodactylum tricornutum
http://www.biologie.ens.fr/smdgs/
Paris
Chris Bowler

Les diatomées représentent une des plus importantes communautés du phytoplancton. Ce sont des eucaryotes photosynthétiques et occupent une position centrale dans le contrôle des ressources marines et pour prédire les changements climatiques. Parallèlement à leur écologie, elles sont également intéressantes pour une meilleure connaissance de certains mécanismes évolutifs, car leurs génomes sont le résultat d’une fusion de trois génomes dérivés de leurs ancêtres. De plus, elles ont différentes applications en biotechnologie : en nanotechnologie pour leur silice, comme aliment en aquaculture et en tant que biofacteur pour la production de molécules d’intérêt comme les acides gras de type omega-3, ainsi que les biocarburants. Jusqu’à présent, nous ne connaissons que très peu la biologie des diatomées. Les données qui découleront du séquençage complet du génome de la diatomée Phaeodactylum tricornutum (P. tricornutum) fourniront les informations de base pour étudier les questions importantes de la biologie des diatomées. De plus les connaissances sur les gènes de P. tricornutum faciliteront l’utilisation de cet organisme comme cellule potentielle pour l’expression de gènes d’autres algues brunes, intéressants pour l’industrie.

Cycle de vie : une division par jour. Synchronisation du cycle possible. Reproduction sexuelle jamais observée en culture.

Les Diatomées ont un cycle de vie essentiellement diplophasique. Les cellules diploïdes se multiplient par mitose pendant plusieurs mois, voire plusieurs années. Cependant, à chaque division cellulaire, l’une des deux diatomées-filles est de taille inférieure à la diatomée initiale, alors que l’autre fille est de même taille. Par conséquent, au cours des divisions successives, des diatomées plus petites apparaissent et l’une des lignées de descendantes voit sa taille diminuer à chaque génération. Cette diminution ne dure pas indéfiniment. En dessous d’un certain seuil (30% de la taille initiale), ces cellules entrent en méiose et produisent des gamètes. Le zygote issu de la fusion des gamètes (auxospore) croît jusqu’à la taille maximale propre à l’espèce ou à la population.

Phaeodactylum tricornutum

Classification phylogénétique : diatomée (hétérokonte) de la famille des Phaeodactylaceae

Génome séquencé

Environ 27 millions de paires de bases

Nombre de gènes prédits : 10400

Banques de cDNAs, d’ESTs (130000) Banques de small RNAs (240,000)

Transformation génétique en routine par biolistique

Vecteurs de transformation de type Gateway™

Banques double hybride

Outils pour des analyses transcriptomiques (whole transcriptome and tiled genome microarrays)

Extinction de gènes via RNAi possible récemment

Outils bio-informatiques : genome browser and digital gene expression database

Bases de données génomiques : http://genome.jgi-psf.org/Phatr2/Phatr2.home.html

Banque d’ESTs :

http://www.biologie.ens.fr/diatomics/EST3/

Sites web : http://www.cns.fr/spip/Phaeodactylum-tricornutum.html

http://step.ipgp.fr/images/a/a0/Langlois_biogeopal_TD5_FicheDiatomees.pdf Articles :

« Comparative genomics of the pennate diatom Phaeodactylum tricornutum », Montsant A., Jabbari K., Maheswari U., and Bowler C., Plant Physiology, 2005 (disponible http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?cmd=search&term=Comparative+genomics+of+the+pennate+diatom+Phaeodactylum+tricornutum)

« Genome properties of the diatom Phaeodactylum tricornutum », Scala S., Carels N., Falciatore A., Chiusano M.L., and Bowler C., Plant Physiology, 2002 (disponible http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12114555?ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_DefaultReportPanel.Pubmed_RVDocSum)

« Update of the Diatom EST Database: a new tool for digital transcriptomics », Maheswari U., Mock T., Armbrust E.V. and Bowler C., Nucleic Acids Research, 2008 (disponible http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2686495/?tool=pubmed)

« Development of gene expression system in a marine diatom using viral promoters of a wide variety of origin », Sakaue K., Harada H, and Matsuda Y., Physiologia plantarum, 2008 (disponible http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1399-3054.2008.01089.x/abstract)

« The Phaeodactylum genome reveals the evolutionary history of diatom genomes », Bowler C. et al., Nature, 2008 (disponible http://www.nature.com/nature/journal/v456/n7219/full/nature07410.html)

« Gene silencing in the marine diatom Phaeodactylum tricornutum », De Riso V., Raniello R., Maumus F., Rogato A., Bowler C.and Falciatore A., Nucleic Acids Research, 2009 (disponible http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2724275/?tool=pubmed)

« Molecular toolbox for studying diatom biology in Phaeodactylum tricornutum », Siaut M., Heijde M., Mangogna M., Montsant A., Coesel S., Allen A., Manfredonia A., Falciatore A., Bowler C., Gene, 2007 (disponible http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378111907002752)

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