– ENDOSYMBART

De nombreux microorganismes interagissent avec des eucaryotes, établissant alors des relations couvrant l'ensemble du continuum parasitisme-mutualisme. Les parasites et les mutualistes ont longtemps été étudiés séparément, alors qu'ils partagent de nombreuses adaptations, et que le dialogue moléculaire entre les deux partenaires est très similaire, malgré une issue différente de l'interaction. La symbiose chez les arthropodes est particulièrement importante en agriculture et santé publique, les arthropodes symbiotiques étant impliqués aussi bien dans d'importants dégâts agronomiques que dans la vectorisation de nombreux parasites. Dans une perspective évolutive, ces associations constituent de plus un modèle idéal dans l'étude des bases fonctionnelles des interactions. Au niveau international, l'important effort de recherche sur la symbiose nutritionnelle chez les insectes a permis d'établir les bases de la théorie de l'évolution des bactéries intracellulaires. Plus récemment, la découverte de nombreuses et fréquentes bactéries (dont Wolbachia) manipulant la reproduction de leurs hôtes a remis en cause les concepts sur l'évolution des relations hôtes-symbiotes et a ouvert de nouvelles perspectives dans le développement de stratégies alternatives de contrôle des populations d'arthropodes. L'objectif de ce projet est de déchiffrer les bases génétiques, moléculaires et cellulaires qui gouvernent la dynamique et l'évolution de la symbiose en utilisant une approche comparative entre trois systèmes modèles qui montrent tous une histoire co-évolutive particulière : symbiose nutritionelle d'origine récente entre le charançon Sitophilus oryzae et son endosymbiote SOPE ; transition récente vers le mutualisme dans l'association entre l'hyménoptère Asobara tabida et Wolbachia qui est nécessaire à l'ovogenèse ; et manipulation de la reproduction via la féminisation des mâles génétiques chez les isopodes infectés par Wolbachia. Le projet est divisé en trois opérations de recherche complémentaires : - Identification des effecteurs et des cibles chez les hôtes et les symbiotes. La séquence complète du génome de deux symbiotes est en cours, et un effort important sera mis en place pour la séquence du troisième. Du côté hôte, la comparaison d'individus et d'organes infectés et non infectés par des approches transcriptomiques et protéomiques ont été, sont et seront réalisées. L'analyse bioinformatique permettra l'identification de candidats potentiellement impliqués dans l'interaction. Par ailleurs, les données disponibles sur les systèmes de sécrétion bactériens et les éléments phagiques seront utilisées pour orienter la recherche de candidats. - Analyse fonctionnelle de l'interaction. Deux caractéristiques des symbioses persistantes seront étudiées. La première est la régulation des populations bactériennes nécessaire à l'expression du phénotype et la transmission du symbiote tout en limitant le coût de l'infection. La seconde concerne de l'organogenèse et du développement de l'hôte qui peut subir de profondes modifications du fait de la symbiose. Bien qu'a priori indépendants, ces deux aspects pourraient être reliés, des gènes communs étant impliqués à la fois dans l'immunité et le développement. Les gènes candidats déjà isolés chez les hôtes et les bactéries ou ceux qui seront mis en évidence dans le projet seront étudiés pour préciser leur rôle dans l'interaction et identifier les molécules avec lesquelles ils interagissent. Pour ce faire, nous utiliserons des méthodes permettant le suivi de l'expression des gènes et l'analyse cellulaire. D'autres méthodes permettant la manipulation de l'expression (ARNi, expression en systèmes hétérologues...) et la recherche des molécules en interaction (double hybride, FRET,...) seront développées. Nous nous attacherons à relier les informations fonctionnelles ainsi obtenues à la variabilité naturelle enregistrée dans les associations. - Evolution des génomes bactériens. Les génomes des bactéries endos