Phaeodactylum tricornutum

Phaeodactylum tricornutum
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Phaeodactylum tricornutum observées
en microscopie optique x40
Classification
Empire Eukaryota
Règne Chromalveolata
Division Stramenopiles
Sous-règne Chromista
Division Bacillariophyta
Sous-embr. Diatomeae
Classe Bacillariophyceae
Ordre Bacillariales
Famille Phaeodactylaceae
Genre Phaeodactylum

Espèce

Phaeodactylum tricornutum
(Bohlin, 1897)

Phaeodactylum tricornutum est une diatomée pennale marine. C'est une microalgue unicellulaire, la seule espèce du genre Phaeodactylum, et l’une des espèces modèles largement utilisée pour l’étude et la caractérisation du métabolisme des diatomées. Bien qu’étant une espèce côtière on la retrouve dans de nombreux écosystèmes à travers le monde allant de la Finlande à l’équateur [1]. Elle peut adopter différents morphotypes (fusiforme, ovale, triradiée)[2]. Grâce à la disponibilité de nombreuses ressources génomiques et génétiques, elle est la diatomée la plus utilisée pour les études moléculaires[3]. Elle présente les réels avantages d'avoir un génome séquencé et de pouvoir être transformée par différentes méthodes: transformation biolistique, électroporation et conjugaison[3]. Elle est la seule diatomée connue à ce jour capable de survivre et de se multiplier sans apport de silice et donc sans former de frustule[3][source insuffisante].

Histoire

Phaeodactylum tricornutum a été décrite pour la première fois sous son morphotype triradié par Bohlin en 1897. Les premières cultures de P. tricornutum ont été documentées par Allen et Nelson en 1910, bien qu'elle ait été initialement mal identifiée comme Nitzschia colsterium, W. Sm., forma minutissima [4]. Cet isolat a ensuite été correctement révisé en P. tricornutum par J.C. Lewin en 1958. Cette souche, ainsi que d'autres isolats ultérieurs, sont toujours conservés dans des collections de cultures à travers le monde[2].

Écologie

Phaeodactylum tricornutum est une diatomée marine présente dans diverses régions côtières, où de nombreux écotypes ont été isolés, allant de l'équateur jusqu'à la mer du Nord [1]. Ces isolats proviennent souvent de prélèvements effectués dans des zones côtières peu profondes ou dans des piscines rocheuses sur l’estran, où les variations des conditions environnementales influencent sa diversité morphologique et génétique. Malgré cette répartition géographique étendue et sa capacité à s’adapter à différents habitats, P. tricornutum reste relativement rare dans les analyses métagénomiques et métatranscriptomiques récentes, telles que celles menées par le projet Tara Oceans[5], ce qui suggère qu’elle pourrait être sous-représentée dans les communautés microbiennes planctoniques globales ou spécialisée dans des niches écologiques spécifiques.

Génomique

Au niveau génomique, P. tricornutum a été la deuxième diatomée dont le génome complet a été séquencé[6]. Ce génome présente une combinaison unique de caractéristiques d'organismes autotrophes et hétérotrophes, résultant l'histoire évolutive complexe des diatomées impliquant une endosymbiose secondaire[7]. Son génome est relativement court ~27Mb[6] et de nombreuses techniques de transformations sont aujourd'hui maitrisées pour cette espèce[3], en faisant un modèle important pour les études génétiques sur les diatomées.

Biotechnologies

En biotechnologie, Phaeodactylum tricornutum est exploitée pour ses applications dans divers domaines. Elle produit des lipides, notamment des acides gras oméga-3 tels que l'acide eicosapentaénoïque (EPA), qui sont d'un grand intérêt pour l'industrie pharmaceutique et les compléments alimentaires[8]. De plus, elle est étudiée pour sa capacité à produire des biocarburants et pour son potentiel dans la bioremédiation, en raison de sa capacité à absorber les nutriments et les métaux lourds dans les milieux aquatiques[9]. Ses protéines et ses polysaccharides présentent également des applications potentielles en cosmétique[10].

Notes et références

  1. 1 2 (en) Achal Rastogi, Fabio Rocha Jimenez Vieira, Anne-Flore Deton-Cabanillas et Alaguraj Veluchamy, « A genomics approach reveals the global genetic polymorphism, structure, and functional diversity of ten accessions of the marine model diatom Phaeodactylum tricornutum », The ISME Journal, vol. 14, no 2,‎ , p. 347–363 (ISSN 1751-7362, PMID 31624346, PMCID 6976637, DOI 10.1038/s41396-019-0528-3, lire en ligne, consulté le )
  2. 1 2 (en) Alessandra De Martino, Agnès Meichenin, Juan Shi, Kehou Pan et Chris Bowler, « Genetic and phenotypic characterization of Phaeodactylum tricornutum (Bacillariophyceae) accessions », Journal of Phycology, vol. 43, no 5,‎ , p. 992–1009 (ISSN 0022-3646 et 1529-8817, DOI 10.1111/j.1529-8817.2007.00384.x, lire en ligne, consulté le )
  3. 1 2 3 4 (en) Angela Falciatore, Marianne Jaubert, Jean-Pierre Bouly, Benjamin Bailleul et Thomas Mock, « Diatom Molecular Research Comes of Age: Model Species for Studying Phytoplankton Biology and Diversity », The Plant Cell, vol. 32, no 3,‎ , p. 547–572 (ISSN 1040-4651 et 1532-298X, PMID 31852772, PMCID 7054031, DOI 10.1105/tpc.19.00158, lire en ligne, consulté le )
  4. ↑ (en) E. J. Allen et E. W. Nelson, « On the Artificial Culture of Marine Plankton Organisms », Journal of Cell Science, vol. S2-55, no 218,‎ , p. 361–431 (ISSN 0021-9533 et 1477-9137, DOI 10.1242/jcs.S2-55.218.361, lire en ligne, consulté le )
  5. ↑ (en) Greta Busseni, Luigi Caputi, Roberta Piredda et Paul Fremont, « Large scale patterns of marine diatom richness: Drivers and trends in a changing ocean », Global Ecology and Biogeography, vol. 29, no 11,‎ , p. 1915–1928 (ISSN 1466-822X et 1466-8238, DOI 10.1111/geb.13161, lire en ligne, consulté le )
  6. 1 2 (en) Chris Bowler, Andrew E. Allen, Jonathan H. Badger et al., « The Phaeodactylum genome reveals the evolutionary history of diatom genomes », Nature, vol. 456, no 7219,‎ , p. 239–244 (ISSN 0028-0836 et 1476-4687, DOI 10.1038/nature07410, lire en ligne, consulté le )
  7. ↑ (en) A.A. Morozov et Yuri P. Galachyants, « Diatom genes originating from red and green algae: Implications for the secondary endosymbiosis models », Marine Genomics, vol. 45,‎ , p. 72–78 (DOI 10.1016/j.margen.2019.02.003, lire en ligne, consulté le )
  8. ↑ (en) Zhi-Kai Yang, Ying-Fang Niu, Yu-Han Ma et Jiao Xue, « Molecular and cellular mechanisms of neutral lipid accumulation in diatom following nitrogen deprivation », Biotechnology for Biofuels, vol. 6, no 1,‎ (ISSN 1754-6834, PMID 23642220, PMCID PMC3662598, DOI 10.1186/1754-6834-6-67, lire en ligne, consulté le )
  9. ↑ (en) Yusuf Chisti, « Biodiesel from microalgae », Biotechnology Advances, vol. 25, no 3,‎ , p. 294–306 (DOI 10.1016/j.biotechadv.2007.02.001, lire en ligne, consulté le )
  10. ↑ (en) Bruno Gügi, Tinaïg Le Costaouec, Carole Burel et Patrice Lerouge, « Diatom-Specific Oligosaccharide and Polysaccharide Structures Help to Unravel Biosynthetic Capabilities in Diatoms », Marine Drugs, vol. 13, no 9,‎ , p. 5993–6018 (ISSN 1660-3397, PMID 26393622, PMCID PMC4584364, DOI 10.3390/md13095993, lire en ligne, consulté le )
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