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Les champignons filamenteux sont d’une grande importance socio-économique et écologique, étant à la fois cruciaux en tant qu’outils industriels / agricoles pour la productiond’enzymeset d’antibiotiques1,2 et en tant qu’agents pathogènes des plantes cultivées3, insectes nuisibles4 et humains3. De plus, les champignons filamenteux tels que Aspergillus nidulans sont largement utilisés comme organismes modèles pour la recherche fondamentale, comme les études en génétique, biologie cellulaire et évolutive ainsi que pour l’étude de l’extension hyphale5. Les champignons filamenteux sont des organismes hautement polarisés qui s’allongent grâce à l’apport continu de lipides/protéines membranaires et à la synthèse de novo de la paroi cellulaire à l’extrémité extensible6. Un rôle central dans la croissance de la pointe hyphale et le maintien de la polarité est une structure spécialisée appelée « Spitzenkorper » (SPK), une structure hautement ordonnée composée principalement de composants cytosquelettes et de la distribution polarisée du Golgi6,7,8.
Les stimuli/signaux environnementaux, tels que l’interface eau-air, la lumière, la concentration de CO2 et l’état nutritionnel sont responsables des décisions de développement prises par ces moisissures9. Dans les cultures submergées (liquides), la différenciation d’A. nidulans est réprimée et la croissance se produit par allongement de la pointe hyphale6. Au cours de la croissance végétative, les spores asexuées (conidies) germent par extension apicale, formant un réseau indifférencié de cellules hyphales interconnectées, le mycélium, qui peut continuer à croître indéfiniment tant que les nutriments et l’espace sont disponibles. D’autre part, sur les milieux solides, les pointes hyphales s’allongent et après une période définie de croissance végétative (compétence développementale), la reproduction asexuée est initiée et les tiges de conidiophores aériennes s’étendent à partir de cellules spécialisées du pied du mycélium6. Ceux-ci donnent naissance à des structures multicellulaires de développement spécialisées appelées conidiophores, qui produisent de longues chaînes de conidies haploïdes10 qui peuvent relancer la croissance dans des conditions environnementales favorables.
Une méthode largement utilisée pour mesurer la croissance fongique filamenteuse consiste à inoculer des spores sur une gélose nutritive contenue dans une boîte de Pétri et à mesurer macroscopiquement le diamètre de la colonie quelques jours plus tard11. Le diamètre/surface de la colonie, le plus dépendant des changements du taux de croissance mycéliale et moins de la densité des conidiophores12,est alors utilisé comme valeur de croissance. Bien que la mesure de la taille de la population fongique (colonie) qui pousse sur des surfaces solides soit tout à fait adéquate, ce n’est en aucun cas la mesure la plus précise de la croissance. Par rapport aux moyennes au niveau de la population (moyennes de la taille des colonies fongiques), les mesures unicellulaires peuvent saisir l’hétérogénéité d’une population cellulaire et permettre l’identification de nouvelles sous-populations de cellules, états13,dynamique, voies ainsi que les mécanismes biologiques par lesquels les cellules répondent aux changements endogènes et environnementaux14,15. La surveillance de la croissance et du phénotype des cellules fongiques par microscopie time-lapse est sans doute l’approche d’observation quantitative unicellulaire la plus largement utilisée.
Ici, nous détaillons un protocole d’imagerie en direct sans étiquette utilisant des techniques de microscopie à lumière transmise (telles que le contraste de phase, le contraste d’interférence différentielle (DIC) et la microscopie polarisée) pour capturer des images, qui, indépendamment de l’utilisation combinée de la microscopie à fluorescence, peuvent être utilisées pour analyser et quantifier la croissance polaire des souches d’A. nidulans dans les cultures submergées et les milieux solides.