CNRS LBBE

HMICMAC

Hôtes-Microbiote Co-adaptations : Mécanismes et Conséquences
Tags: 
RELATIONS SYMBOIOTIQUES
EVOLUTION ADAPTATIVE
Coordinateur: 
CNRS RHONE AUVERGNE
Responsable INSA: 
Hubert CHARLES

Grâce à un protocole d’évolution expérimentale, ce projet étudie les co-adaptations entre les espèces symbiotiques formant un individu (ici les pucerons et les aleurodes qui sont d’importants ravageurs de cultures)

La biologie subit un important changement de paradigme : l’individu est désormais considéré comme un holobionte intégrant la communauté de microorganismes qu’il héberge et qui participe à sa construction. Dans le cadre de cet individu écosystème, la sélection au niveau de l’holobionte devrait conduire à des co-adaptations entre les membres du consortium. Cette hypothèse de co-adaptation est toutefois basée sur des hypothèses fortes, comme l’alignement des intérêts des partenaires, mais cela n’a que rarement été testé rigoureusement.

Les objectifs du projet Hmicmac sont précisément de tester si, et comment, l’hôte (H) et ses partenaires microbiens (M) sont co-adaptés. Pour cela, nous utiliserons des systèmes simplifiés d’interactions H×M constitués d’insectes hémiptères (pucerons et aleurodes) et de leurs symbiotes à transmission verticale. Le projet Hmicmac est basé sur un protocole expérimental qui permettra d’analyser le fonctionnement des interactions H×M dans différents environnements et à différents niveaux d’organisation. Son originalité réside dans la capacité à étudier à la fois des interactions H×M naturelles, mais également de nouvelles interactions H×M qui seront testées d’une part immédiatement après la rupture de potentielles co-adaptations, et d’autre part après une période d’évolution expérimentale. Ce protocole permettra d’évaluer l’étendue et la capacité d’évolution rapide des co-adaptations.

 

https://anr.fr/Projet-ANR-16-CE02-0014

Enjeu: 
Santé Globale et Bioingénierie
Partenaires: 
CNRS LBBE
INRA IGEPP
UNIVERSITE DE OUAGADOUGOU
Financement: 
ANR
Dates projet: 
2017-10-01 00:00:00 - 2021-09-01 00:00:00
Montant global du projet: 
468000
Contact: 
hubert.charles@insa-lyon.fr

GREEN

Comprendre les mécanismes de régulation et la fonction des gènes de la réponse immunitaire de l'hôte pour perturber la symbiose et le contrôle des endosymbiotes chez les insectes nuisibles
Tags: 
SYMBIOSE
INSECTE
Coordinateur: 
INSA LYON - BF2I
Responsable INSA: 
Abdelaziz HEDDI

Lutter contre les insectes nuisibles en perturbant leur relation avec leur partenaire bactérien.

 

La plupart des insectes nuisibles exploitant des milieux nutritionnellement déséquilibrés vivent en association symbiotique avec des bactéries intracellulaires (endosymbiotes) qui complètent leur alimentation, améliorant ainsi leurs pouvoirs adaptatif et invasif. Ces bactéries, transmises maternellement, sont confinées dans les cellules germinales femelles et les bactériocytes, des cellules spécialisées de l’hôte permettant d’isoler les endosymbiotes de la réponse immunitaire de l’hôte. Ces interactions sont dites obligatoires puisqu’aucun des deux partenaires symbiotiques ne peut survivre sans la présence de l’autre. L’étude des mécanismes par lesquels les insectes maintiennent et contrôlent les bactéries symbiotiques qu’ils hébergent pourra permettre l’identification de nouvelles cibles spécifiques de l'interaction hôte-symbiote.
En étudiant l'association endosymbiotique entre le charançon des céréales Sitophilus oryzae et la bactérie à Gram négative Sodalis pierantonius, nous avons observé que les gènes de la réponse immunitaire présentent une expression modulée dans les bactériocytes, avec notamment une régulation négative de la plupart des effecteurs immunitaires. Nous avons également révélé une dynamique complexe et contrastée du nombre d’endosymbiotes au cours du développement de l’insecte. Cette charge endosymbiotique est contrôlée et ajustée aux besoins physiologiques et développementaux de l’hôte via l'expression spécifique de certains gènes de l’immunité ainsi qu’au travers de processus d’apoptose et d'autophagie. Ce projet vise à identifier les principaux mécanismes impliqués dans l’homéostasie bactériocytaire et la régulation de la dynamique endosymbiotique. Nous décrypterons les bases moléculaires des interactions hôtes-symbiotes aux différentes phases critiques du développement de l'hôte en utilisant la technologie de « dual-RNA-seq ». Cette nouvelle approche transcriptomique permet d’étudier l’expression génique de l’ensemble des partenaires d’une association symbiotique simultanément et ainsi de mettre en évidence le dialogue moléculaire qui s’opère entre l’hôte et le symbiote. Afin de caractériser plus finement la façon dont la réponse immunitaire a évolué pour n’exprimer qu’un nombre limité d’effecteurs au sein des bactériocytes, nous chercherons à identifier les éléments cis-régulateurs, les ARN non-codants ainsi que les facteurs de transcriptions associés à l’immunomodulation bactériocytaire. Enfin, nous analyserons la fonction de certains gènes candidats en lien avec l’homéostasie bactériocytaire et la dynamique endosymbiotique durant le développement de l’insecte, en associant des outils complémentaires de génomique fonctionnelle, notamment la localisation in situ des transcrits et des protéines, l’inactivation de gènes par ARN interférence et l'analyse structure-fonction de protéines candidates.
En combinant des techniques de pointe en biologie et en bioinformatique, nous décrypterons le dialogue moléculaire qui s’opère entre l’hôte et les bactéries endosymbiotiques qu’il héberge. Nous identifierons les gènes clés impliqués dans l’homéostasie bactériocytaire et la dynamique endosymbiotique ainsi que leur régulation. Les connaissances acquises au cours de ce projet seront utilisées pour proposer de nouvelles stratégies de lutte contre les charançons et autres insectes ravageurs majeurs.

 

Enjeu: 
Santé Globale et Bioingénierie
Partenaires: 
Université de Valencia
IGFL
CNRS LBBE
Financement: 
ANR
Dates projet: 
2017-11-01 00:00:00 - 2022-03-01 00:00:00
Montant global du projet: 
529000
Contact: 
abdelaziz.heddi@insa-lyon.fr