1.Toxinogénèse

La patuline est la mycotoxine la plus répandue dans les pommes et les produits dérivés tels que les jus de fruits, cidre, compotes et autres aliments destinés aux jeunes enfants. L'exposition à cette mycotoxine est associée à des problèmes immunologiques, neurologiques et gastro-intestinaux. L’évaluation des risques pour la santé dus à la consommation de patuline par l’homme a conduit de nombreux pays à réglementer sa quantité dans les aliments. La patuline est un contaminant chimique toxique produite par plusieurs espèces de moisissures, en particulier des espèces d’Aspergillus, Penicillium et Byssochlamys. Parmi les espèces d'Aspergillus, le nombre d'espèces capable de produire de la patuline est limitée à trois espèces du groupe Clavati: A. clavatus, Aspergillus giganteus et A. longivesica. Pour le genre Penicillium, après avoir vérifié un grand nombre d'isolats de chaque espèce et la ré-identification de certains isolats, une récente revue dénombre 13 espèces productrices : P. carneum, P. clavigerum, P. concentricum, P. coprobium, P. dipodomyicola, P. expansum, P. glandicola, P. gladioli, P. griseofulvum, P. marinum, P. paneum, P. sclerotigenum, P. vulpinum. Enfin pour le groupe Byssochlamys / Paecilomyces, seul B. nivea et certaines souches de Paecilomyces saturatus sont capables de produire de la patuline. Parmi ces espèces, P. expansum est responsable de la pourriture dans les fruits à pépins (pommes et poires) caractérisée par une pourriture molle accompagnée éventuellement de pustules bleues. Cette espèce est considérée comme la principale source de patuline dans ces fruits et par conséquent dans les produits dérivés de pomme.

Une pleine compréhension de la génétique moléculaire concernant la biosynthèse de la patuline est incomplète, contrairement à d'autres mycotoxines réglementés (aflatoxines, les trichothécènes et fumonisines), bien que les structures chimiques des précurseurs de la patuline sont maintenant connus. Sur la base d'un grand nombre d'études biochimiques, la voie quasi complète de la biosynthèse de la patuline a été déterminée (figure 1). Comme plusieurs autres principales mycotoxines, par exemple, aflatoxines, les fumonisines et ochratoxines, la patuline est un métabolite polycétide.

Notre objectif principal est d'élucider et de caractériser le rôle des gènes impliqués dans la biosynthèse. Nous avons identifié récemment dans le génome d’Aspergillus clavatus, un groupe de 15 gènes impliqués dans la biosynthèse de la patuline (figure 2) (Puel et al., 2010). Auparavant, nous avons isolé à partir Byssochlamys nivea, trois gènes codant respectivement pour une polykétide synthase (synthase d'acide 6-méthylsalicylique), un alcool déshydrogénase (isoepoxydon déshydrogénase) (Puel et al., 2007) et un ATP binding cassette (ABC) transporteur. Ce dernier gène a été également isolé à partir de Penicillium griseofulvum et Penicillium expansum.

Enfin certains gènes codant des enzymes du cytochrome P450 impliqués dans deux étapes précoces de la voie de la patuline ont été isolés à partir A. clavatus et caractérisés par expression hétérologue dans la levure (Artigot et al., 2009).