COURS 2 : LES LEVURES/CHAMPIGNONS: ÉCOLOGIE, APPLICATIONS INDUSTRIELLES ET RECHERCHE FONDAMENTALE

Question 1

VRAI OU FAUX
Les levures appartiennent au groupe des champignons?

Classes principales des levures?

Answer 1

VRAI

Ascomycètes (S. cerevisiae) et Basidiomycètes (C. neoformans)

Question 2

Définir une niche écologique.

Answer 2

L’ensemble des conditions et des ressources abiotiques et biotiques nécessaires au maintien d’une population

Question 3

Quels sont les trois facteurs qui déterminent une niche écologique?

Answer 3

Caractéristiques physiques (abiotiques) du milieu: température, pH, salinité, etc.

Interactions biotiques : relations avec d’autres organismes (mutualisme, parasitisme, etc.)

Métabolisme: utilisation de sources de carbone légères (fermentation ou respiration) et transformation de composés azotés simples (ex. nitrate) en composés complexes.

Question 4

Quelles sont les trois catégories au niveau de la diversité écologique des champignons? (se sont aussi des modes trophiques)

Answer 4

saprophytes: utilisant la matière non vivante (végétale), matière org morte ou en décomposition (décomposeurs du coup)

symbiotes: en relation avec le vivant, exemples mycorhizes, lichen

parasites: utilisent organismes vivants au détriment de ce dernier

Question 5

Dans les modes trophiques, quelle est la différence entre biotrophes et nécrotrophe?

Answer 5

biotrophes: ne tuent pas l’hôte

nécrotrophes: tuent leur hôte pour consommer les tissus morts

Question 6

Décrire les niveaux trophiques endophytes et chytridiomycètes.

Answer 6

endophytes: vivent dans/entre les tissus végétaux sans provoquer de maladies apparentes.

chytridiomycètes: parasites aquatiques, attaquent les algues ou les amphibiens

Question 7

Dans quelle niche on retrouve le plus de champignons? quels sont ceux les plus retrouvés?

Answer 7

en association avec la Terre, quelque uns dans les océans

saprophytes (décomposeurs)!

Question 8

Quel est l’habitat des levures/champignons? fonctions? rôle?

Answer 8

partout sur Terre

pas que des décomposeurs, beaucoup d’autres fonctions écologiques

rôle dans la transformation de nutriments et associations avec d’autres vivants + soutien et équilibre des écosystèmes

Question 9

VRAI OU FAUX
Les champignons sont vraiment important dans le processus de respiration dans l’atmosphère?

Answer 9

VRAI, représentent 90% de ce processus, sans eux on en perdrait beaucoup

Question 10

Les champignons sont en association avec (5)?

Answer 10

virus, bactéries (ex: symbiose intestin), autres mycètes, plantes, animaux

Question 11

Nommer 5 facteurs abiotiques/physiques importants dans une niche écologique.

Answer 11

• Température: rarement plus de 42°C
• pH: varié, souvent retrouvé dans des milieux acides (minimum pH 2,5)
• Salinité: varie, maximum 10 % NaCl
• Tolérance aux antifongiques ou autres substances toxiques
• Eau, O2 ⭐️⭐️⭐️

Question 12

Quels sont les 3 atouts/avantages évolutifs des champignons qui font qu’ils dominent leur environnement?

Answer 12

1. Efficacité enzymatique : Ils produisent des enzymes capables de dégrader les matériaux végétaux complexes comme la lignine et la cellulose.
2. Mise en réseau : Ils développent des mycéliums extensifs, favorisant l’exploration des ressources et les échanges métaboliques.
3. Structures cellulaires spécialisées : Ces structures facilitent la pénétration dans les matériaux et la colonisation de substrats variés.

Question 13

comment les champignons saprophytes dans le sol transforme la lignine en glucose utilisable?

Answer 13

1- Production des molécules diffusibles (radicaux libres) pour attaquer la lignine

2- Quand la lignine est fragmentée, des enzymes spécialisées (endo/exo-cellulase) accèdent à la cellulose pour la transformer en glucose utilisable

Question 14

Décrire la pourriture cubique et brune.

Answer 14

Dégrade sélectivement certaines parties du bois, une stratégie évoluée.

Question 15

Décrire la pourriture blanche.

Answer 15

Détruit complètement la lignine, laissant un résidu blanchâtre

Question 16

Les basidiomycètes sont associés à une partie supérieure du sol qu’on nomme?

Answer 16

humus, aide à la fertilisation des sols forestiers (humification)

Question 17

VRAI OU FAUX

Il y a plus de levures que de bactéries dans le sol?

Answer 17

FAUX, plus de bactéries et d’autres myètes

Question 18

Différence entre des espèces autochtones (70% des levures) et et allochtones (30%).

Answer 18

Autochtones= espèces indigènes du même sol qui ont évolués au même endroit

Allochtone= ont été transportées dans un nouvel habitat

Question 19

Que permet l’étude du sol concernant les levures (isoler les levures du sol)?

Answer 19

Information sur la conservation de la biodiversité des levures, tout en sensibilisant sur l’impact potentiel des activités humaines, comme les voyages internationaux, sur la distribution microbienne mondiale

Question 20

Selon une étude concernant les levures du sol, que montre l’endémicité?

Answer 20

73 % des espèces de levures découvertes étaient spécifiques à un seul pays

Question 21

VRAI/FAUX
Les milieux aquatiques sont difficiles à caractériser en tant qu’habitats spécifiques?

Answer 21

VRAI

Question 22

Les levures retrouvées en eau douce sont la plupart allochtones ou autochtones?

Answer 22

allochtones, ont été ramenées du sol vers l’eau

Question 23

Que cherche-t-on lorsque l’on isole des champignons marins (levures)?

Answer 23

Enzymes résistantes à une plus grande salinité, à une température basse et à des pH plus élevés

Substances bactéricides et fongicides

Question 24

Quelles sont les quatre interactions associées aux facteurs biotiques?

Answer 24

Mutualisme: les deux organismes bénéficient de l’interaction, ex: intestin insectes

Commensalisme: une espèce tire avantage de l’interaction sans affecter l’autre tant que ça, ex: levures sur la peau

Parasitisme: une espèce profite au détriment de l’autre, ex: Candida qui cause des mycoses

Compétition: les organismes se disputent les ressources comme les nutriments ou l’espace, ex: compétition entre bactéries et levures pour les sucres.

Question 25

VRAI OU FAUX Il peut y avoir une certaine dynamique (continuum dynamique) entre les 4 types d'interactions biotiques?

Answer 25

VRAI

Question 26

Comment nomme-t-on l'agent de la pyriculariose du riz? Pourquoi c'est un modèle d'étude (4)?

Answer 26

Magnaporthe oryzae Modèle car: Importance économique Similarité avec d'autres pathogènes Accessibilité génétique : Génome séquencé (2005) Techniques expérimentales disponibles

Question 27

Comment nomme-t-on l'agent pathogène du mais? Ascomycète ou Basidiomycète?

Answer 27

Ustilago maydis, basidiomycète Sa dualité entre pathogène et aliment en fait un sujet fascinant en biologie et en gastronomie

Question 28

Comment nomme-t-on l'agent pathogène « associé au vin »? Ascomycète ou Basidiomycètes? Hôte? Positif/négatif?

Answer 28

Botrytis Cinerea Ascomycète Bcp de plantes notamment la vigne, la fraise, tomates, etc CAUSE LA POURRITURE = PERTE $ MAIS POSITIF CAR induit la "pourriture noble", concentrant les sucres et acides dans les raisins pour produire des vins liquoreux

Question 29

Les champignons produisent des ... qui peuvent être dangereuses pour les plantes, animaux et humains. Nommer les deux types

Answer 29

Toxines métabolites secondaires: synthétisé au champs ou après la récolte molécules résistantes à la chaleur, qui se fixent dans les graisses animales

Question 30

Nommer 3 types (en gros) de levures qui produisent des mycotoxines d'importance majeure, soit les toxines killer

Answer 30

Aspergillus, Fusarium et Penicillium

Question 31

Nommer un exemple de parasitisme comportemental vu en cours

Answer 31

Fourmis zombies! 🧟🐜 Ophiocordyceps unilateralis contrôle le comportement de la fourmi charpentière en influençant ses muscles. Le champignon force la fourmi à grimper sur une plante, où elle s'agrippe et meurt, permettant ainsi au champignon de libérer ses spores par une stroma où elles ont une meilleure chance de se disperser et d'infecter d'autres fourmis

Question 32

Nommer un exemple de mutualisme entre champignons et plantes vu en cours. Décrire les avanatges (3).

Answer 32

Les mycorhizes! 1- réseau fongique = 40x plus de surface d'échange avec le sol! 2- pour la plante: amélioration de la nutrition minérale, amélioration des apports hydriques, protection contre les stress abiotiques/biotiques 3- pour le champignon: amélioration de la nutrition carbonée

Question 33

Quels sont les deux types de mycorhizes?

Answer 33

Endomycorhizes et ectomycorhizes

Question 34

Nommer (système) et décrire brièvement le mutualisme entre champignons et insectes.

Answer 34

Système cactus-levure-drosophile système digestif des mouches agit comme un filtre et donc y'a que certains MO qui survivent différentes espèces de drosophiles = niches écologiques spécifiques chaque niche = levures spécifiques levures disséminées par les mouches via la voie fécale-orale, levures décomposent le matériel de l'hôte = libération de nutriments bénéfiques pour les levures et les mouches

Question 35

Nommer trois endroits du corps où se trouvent des pathogènes fongiques

Answer 35

Oral, vaginal, tractus gastro-intestinal

Question 36

Nommer trois catégories de facteurs qui influencent la colonisation par C. albicans

Answer 36

La vie et ses circonstances 😌 (grossesse, âge, stress, etc) Xénobiotiques (bye bactéries donc peut prendre le dessus) Maladie (AIDS, caries dentaires, etc)

Question 37

VRAI OU FAUX Les champignons causent beaucoup de décès dans le monde?

Answer 37

VRAI, on n'a pas de médicament efficace, vraiment toxiques et oui on tue mais on perturbe d'autres organes et là hop d'autres problèmes

Question 38

Quel agent cause la méningite cryptococcique? Mode de transmission, personnes à risque, impact mondial et mortalité

Answer 38

Cryptococcus neoformans et Cryptococcus gattii Transmission : Inhalation de spores provenant des excréments de pigeons ou de sols contaminés, etc. Population à risque : Individus immunosupprimés (VIH/SIDA, traitements immunosuppresseurs). Impact mondial : 194 000 cas annuels de méningite cryptococcique. Taux de mortalité : 75,8 % des cas non traités.

Question 39

Décire les Malassezia spp. et leur rôle dans les infections. Caractéristique particulière, endroit colonisé sur le corps, agent de la..?

Answer 39

M. restricta and M. globosa sont prédominant Lipophile car incapable de synthétiser ses propres acides gras Commensale de la peau Agent de la dermatite séborrhéique/pellicules, dermatite autopique et pityriasis versicolore Induit le psoriasis (causé par le stress), pas de remède:(

Question 40

VRAI OU FAUX Candida est saprophyte et commensale chez l'homme?

Answer 40

VRAI, si y'a un débalancement il y aura l'apparition de différentes maladies

Question 41

Décrire le mécanisme d'invasion tissulaire utilisé par C. albicans

Answer 41

* Adhésion à l’épithélium : première étape où C. albicans s'attache à la surface épithéliale. * Pénétration et invasion épithéliale par les hyphes : les hyphes traversent et envahissent les cellules épithéliales. * Dissémination vasculaire : étape où les hyphes pénètrent dans les vaisseaux sanguins, permettant aux cellules levuriformes de C. albicans d'entrer dans la circulation sanguine. 37 * Colonisation et pénétration endothéliales : processus se produisant au cours des maladies disséminées, lorsque C. albicans envahit l'endothélium.

Question 42

Nommer des enjeux pour la recherche associés à l'étude des MO

Answer 42

Difficulté d’observer les microorganisme dans leur milieu naturel, faut des modèles Culture des microorganismes, développer des techniques d'identification comme la métagénomique pour caractériser la diversité d’une niche Définir les milieux adéquat Lutte contre résistance antifongiques etc

Question 43

Nommer les trois grandes étapes de la caractérisation des levures

Answer 43

Échantillonnage et traitement du spécimen (look microscope, ensemencement, dilutions, milieux sélectifs) Température d’incubation Purification (cultures pures) et identification moléculaire (PCR, MALDI-TOF)

Question 44

Nommer deux grandes application des levures en biotechnologies (industrie)

Answer 44

*Caractéristiques innées ex.: utilisation de Saccharomyces cerevisiae pour la production du vin, bière, pain grâce à son système de fermentation/respiration. *Microorganismes modifiés ex.: utilisation de S. cerevisiae pour la production des vaccins, enzymes, biocarburant etc., grâce à la biologie synthétique.

Question 45

VRAI OU FAUX Les levures peuvent être utilisé dans le biocontrôle pour conserver les aliments?

Answer 45

VRAI, ex: Aspire® (Candida eleophila; Ecogen) - Yield plus’ (Cryptococcus albidus; Anchor yeast) Protection contre la détérioration des citrons, pommes et poires

Question 46

Nommer différents mécanismes qui permettent aux levures de protéger les fruits.

Answer 46

Compétition pour des nutriments, mycoparasitisme, sécrétion d'enzyme hydriques extracellulaires, antibiosis/sécrétion de métabolites

Question 47

Quel TYPE de levures sont utilisées comme agents de lutte biologique dans les fruits?

Answer 47

Levures killer, tuent d'autres organismes pathogènes souvent par compétition de nutriments ou sécrétion d'enzymes

Question 48

Quel est le principal avantage du biocontrole?

Answer 48

On utilise quelque chose de bio au lieu de fongicides

Question 49

La mycorémédiation est souvent associée à quel mécanisme de protection?

Answer 49

Production d'enzymes

Question 50

Quelle levure est vraiment utilisée en biotechnologie alimentaire? Nommer trois exemples d'application. Mécanisme principal?

Answer 50

Saccharomyces cerevisiae Boulangerie, bière et vin Fermentation alcoolique (glucose ➡️ éthanol + CO2 + énergie)

Question 51

Quel champignon est associé à la fabrication de fromage? Le mécanisme?

Answer 51

Penicillium (feutrage des fromage à pate molle, persillade des fromages bleus, croute des fromages à pâtes Mécanisme: sécrétion d'enzyme, notamment des protéases et des lipases, qui dégradent les protéines et les lipides en libérant des acides aminés et des acides gras volatils, contribuant au développement des arômes typiques et à la texture du fromage.

Question 52

Que sont les protéines d'Origine Unicellulaire (P.O.U) en anglais SCP , Single Cell Proteins?

Answer 52

Toute biomasse microbienne riche en protéines destinée à l’alimentation humaine ou animale. Ces protéines incluent également des glucides, lipides, minéraux et vitamines, et proviennent par fermentation de divers microorganismes : S. cerevisia, C. utilis, K. marxianus et F. venenatum CES MO = SOLUTION DURABLE POUR RÉPONDRE AUX BESOINS CROISSANTS EN PROTÉINES

Question 53

Nommer des défis associés au SCP

Answer 53

● Acceptation des consommateurs ● Réglementation et sécurité ● Coûts de production ● Infrastructure de production ● Concurrence avec autres protéines ● Propriétés organoleptiques ● Soutien gouvernemental /Recherche et développements insuffisants

Question 54

Quels agents (2) sont utilisés pour produire de l'acide citrique en biotechnologie?

Answer 54

Aspergillus niger et Yarrowia lipolytica Industrie alimentaire (70%): boissons gazeuses, confitures (acidulent), huiles et gras (antioxydant) Industrie pharmaceutique (12%): produits effervescents, vitamines (antioxydant), cosmétiques, ... Autres (18%): nettoyants, détergents, ..

Question 55

Nommer un premier exemple de biotechnologie blanche

Answer 55

Production d'enzymes exemple: peptidases qui dégradent les protéines en a.a. pour ramollir la viande OU l'amylase qui dégrade l'amidon pour faire du pain/trucs sucrés OU lipase pour fabriquer du fromage et autre chose

Question 56

Nommer un second exemple de biotechnologie blanche

Answer 56

Production de colorant, exemple astaxanthine synthétisée par les algues microscopiques chez les animaux, précurseur dans la biosynthèse de la vitamine A

Question 57

Quel levure sécrète l’astaxanthine?

Answer 57

La levure rose Phaffiarhodozyma produit de grandes quantités d’astaxanthine 6000X PLUS PUISSANT QUE LA VITAMINE C!!!

Question 58

Définir un glucane et nommer 4 applications

Answer 58

Paroi cellulaire de levure/molécules avec propriétés immunostimulantes Produits alimentaires: agent épaississant, substitut pour les gras Cosmétiques: réparation de la peau Produits pharmaceutiques: réduction du cholestérol, adjuvant pour vaccins ou pour cicatrisation Nourriture pour animaux: suppléments pour aquaculture et élevages de porcs

Question 59

À partir de quel aliment peut-t-on produire du bioéthanol (biocarburant)? Avantage/Inconvénient

Answer 59

Le mais🌽 Fermentation du mais et du coup à la fin on récupère le bioéthanol, pollue moins mais il faut quand même le combiner à l'essence!

Question 60

Pourcentage de la biomasse associé à la lignocellulose?

Answer 60

50%, résidus agricole et de l'Industrie forestière destruction de la lignine hydrolyse enzymatique fermentation/S. cerevisiae

Question 61

Nommer deux exemple de biotechnologie blanche associée à la production de carburant

Answer 61

Brésil: bioéthanol qui couvre 22% des besoins nationaux en carburant, canne à sucre, mélange 20-25 % USA: plus de 10% de l'essence contient du bioéthanol, mais, mélange 10%

Question 62

En biotechnologie de la santé que produit Pichia ciferrii?

Answer 62

Céramides! Sphingolipides présents dans la peau, jouent un rôle important dans le maintient et la structuration de la barrière lipidique de la peau

Question 63

Nommer des exemples de MO et leur application en biotechnologie de la santé

Answer 63

Antibiotiques: Pénicilline (Penicillium chrysogenum) Anti-cholestérolique: Lovastatine (Aspergillus terreus) Immunosuppresseur: Cyclosporine (Beauverianivea) Antifongiques: Sordarine (Sordariaaraneosa)

Question 64

Quel levure est associée à la production d'insuline humaine? Également à la production du vaccin de l'hépatite B?

Answer 64

Saccharomyces cerevisiae! Vaccin de l’hépatite B: Antigène de surface du virus de l'hépatite B produit chez S. cerevisiae

Question 65

Nommer des atouts des levures dans la production biotechnologique GRAS Generally Regarded As Safe (S. cerevisae)

Answer 65

non-pathogène, stables, milieux peu complexe, etc

Question 66

Nommer des atouts des levures dans la production biotechnologique LEVURES MÉTHYLOTROPHES (Pichia pastoris, Hansenulapolymorpha)

Answer 66

densité élevée de cellules, production élevée de protéines, pas de surglucolyse, gènes étrangers incorporés en de multiples copies

Question 67

Nommer trois médicaments anti-âge issus de la levure

Answer 67

Resvératrol : Trouvé dans le vin rouge, il prolonge la durée de vie de la levure et d'autres organismes, mais son efficacité sur la longévité humaine reste incertaine. Rapamycine: Inhibe l'activité du TOR, augmente la durée de vie de la levure, des nématodes et des souris, et est utilisée pour traiter certains cancers et prévenir la resténose. Spermidine: Polyamine naturelle qui augmente la durée de vie de la levure et des animaux en stimulant l'autophagie.

Question 68

Nommer 4 mécanismes de réparation de l'ADN chez S. cerevisiae

Answer 68

1. excision de nucléotides (NER): S.cerevisiae permet d’étudier la reconnaissance et l’élimination des lésions qui déforment l’hélice d’ADN, comme celles causées par les UV. Les protéines Rad4 (équivalent de XPC chez l’humain) et Rad14 (équivalent de XPA) jouent des rôles clés dans cette voie. 2. excision de bases (BER): Ce mécanisme est utilisé pour réparer des bases endommagées ou des sites apuriniques/apyrimidiques. Des enzymes comme Apn1, Ntg1et Rad27 ont été identifiées grâce à des études sur la levure. 3. Recombinaison homologue (HR) : S. cerevisiae est un modèle de choix pour comprendre ce mécanisme de réparation des cassures double-brin, en utilisant des protéines comme Rad51 (analogue de la protéine humaine BRCA2). 4. Réparation non homologue des extrémités (NHEJ): Bien que moins prédominante chez la levure, cette voie est également étudiée pour son rôle dans la réparation des cassures double-brin.

Question 69

Quelles sont les deux levures utilisées dans l'étude du cycle cellulaire?

Answer 69

*S. cerevisiae (levure bourgeonnante) : * Division par bourgeonnement (visualisation facile des phases). * Étude des CDK et points de contrôle du cycle cellulaire (transition G1/S, G2/M). *S. pombe (levure fissipare) : * Division par fission binaire (proche des cellules humaines). * Découverte du gène cdc2 (rôle clé dans la régulation G2/M) par P. Nurse.

Question 70

Quels sont les avantages d'utiliser S. cerevisiae et Schizosaccharomyces pombe dans l'étude du cycle cellulaire

Answer 70

*Mécanismes conservés avec les organismes supérieurs. *Manipulation génétique simple et rapide. *Modèles essentiels pour comprendre la régulation du cycle cellulaire et ses dysfonctionnements (ex. : cancer)