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 Phaeodactylum tricornutum

     

 Contact 

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

 Mode de reproduction 

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.


 Disciplines principales 

Génétique
Génomique
Génétique et génomique comparées
Evolution
Ecologie (signalisation en milieu marin, forces biotiques et abiotiques qui stimulent le développement de blooms)
Biologie du développement et morphogenèse (dont le cycle de vie des diatomées)
Fixation du carbone
Acquisition et assimilation des nutriments
Division cellulaire
Adhésion et motilité
Voies de biosynthèses et leurs régulations associées


 Infrastructures 

Pour la génétique moléculaire :
UMR 8186 de biologie moléculaire des plantes, équipe Signalisation et Morphogenèse des Diatomées, CNRS, Ecole Normale Supérieure (Chris Bowler) :
http://www.biologie.ens.fr/smdgs/
Pour la physiologie et la culture à grande échelle :
Laboratoire PBA, IFREMER, Nantes (Jean-Paul Cadoret) :
http://wwz.ifremer.fr/pba




 Introduction 

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.


 Données générales 

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


 Outils disponibles 

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


 Databases 

Bases de données génomiques :
http://genome.jgi-psf.org/Phatr2/Phatr2.home.html
Banque d'ESTs :
http://www.biologie.ens.fr/diatomics/EST3/


 Bibliographie 

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 ici).
« Genome properties of the diatom Phaeodactylum tricornutum », Scala S., Carels N., Falciatore A., Chiusano M.L., and Bowler C., Plant Physiology, 2002 (disponible ici).
« 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 ici).
« 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 ici).
« The Phaeodactylum genome reveals the evolutionary history of diatom genomes », Bowler C. et al., Nature, 2008 (disponible ici).
« 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 ici).
« 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 ici).