Leucine metabolism regulates TRI6 expression and affects deoxynivalenol production and virulence in Fusarium graminearum.

Subramaniam, R., Narayanan, S., Walkowiak, S., Wang, L., Joshi, M., Rocheleau, H., Ouellet, T., et Harris, L.J. (2015). « Leucine metabolism regulates TRI6 expression and affects deoxynivalenol production and virulence in Fusarium graminearum. », Molecular Microbiology, 98(4), p. 760-769. doi : 10.1111/mmi.13155  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

TRI6 est un élément de régulation positive du groupe de gènes des trichothécènes et de la production de mycotoxines de type trichothécènes [désoxynivalénol (DON) et des formes acétylées comme le 15-acétyl-DON (15-ADON)] chez le pathogène céréalier Fusarium graminearum. En tant que régulateur général de la transcription, l’expression du TRI6 est modulée par un apport restreint en azote, les sources d’azote et de carbone, le pH et la lumière. Cependant, les mécanismes par lesquels ces facteurs environnementaux influent sur l’expression du TRI6 demeurent mal connus. Avec nos travaux visant à comprendre comment les nutriments influent sur la régulation du TRI6, nous avons procédé au profilage numérique comparatif de l’expression du gène chez la souche sauvage du F.  graminearum et chez une souche mutante Δtri6, cultivées dans des milieux riches en éléments nutritifs. L’analyse a montré que TRI6 régule à la baisse l’expression des gènes de la voie métabolique des acides aminés ramifiés. Les études sur l’alimentation faites avec des mutants de délétion du gène MCC, qui code la méthylcrotonyl-CoA carboxylase, une des principales enzymes du métabolisme de la leucine, ont montré que l’ajout de leucine régule à la baisse l’expression du TRI6 et réduit l’accumulation de 15-ADON. L’expression constitutive du gène TRI6 chez la souche mutante Δmcc a restauré la production de 15‑ADON. Une combinaison d’essais sur la capacité à pénétrer la cellophane et sur la pathogénicité du champignon envers le blé a montré que la perturbation de la voie métabolique de la leucine réduit de manière significative la maladie. Ces résultats laissent supposer une interaction complexe entre une voie métabolique primaire modulée par un régulateur global de la biosynthèse des mycotoxines et la virulence chez le F.  graminearum.

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