– xenosensors

L'objectif à long terme de ce projet est de comprendre l'identité, la fonction et l'évolution des xénosenseurs chez les insectes. Nous entendons par xénosenseurs les récepteurs qui permettent aux insectes de s'adapter aux environnements chimiquements hostiles en contrôlant en particulier l'expression des enzymes du métabolisme des xénobiotiques. Nous proposons d'exploiter les avancées et les approches génomiques chez les Lépidoptères, ainsi que nos connaissances sur les gènes ciblés par les xénosenseurs, en particulier les cytochromes P450, pour poursuivre les objectifs spécifiques suivants : (1) objectif 1 :exploiter la technologie des puces ADN pour étudier le pattern d'expression des gènes dans l'intestin moyen de la noctuelle Spodoptera frugiperda, lépidoptère ravageur important de l'agriculture, suite à l'ingestion de différentes classes de produits synthétiques (phénobarbital, PCB) ou représentant des voies du métabolisme secondaire des plantes (indole-3-carbinole 8-méthoxypsoralène, 2-undécanone, indole, DIMBOA). Une puce ADN oligo longs sera construite à partir d'une collection disponible d'EST représentant au moins un tiers des gènes de cet insecte, dont au moins la moitié des gènes CYP. La capacité des cellules Sf9 à répondre aux xénobiotiques sera également étudiée et la réponse in vitro comparée à celle in vitro (cinétique, dose-réponse, sélectivité). (2) objectif 2: exploiter les données de génomique comparée et de phylogénie pour identifier les xénosenseurs potentiels et de valider cette identification. Une approche gène candidat sera utilisée, en se focalisant sur les homologues des récepteurs PXR/CAR de vertébrés qui sont représentés chez les insectes par les orthologues de DHR96, un récepteur orphelin chez la drosophile, ainsi que sur les homologues du récepteur Ah représenté par certains paralogues de cette famille de protéines bHLH-PAS. Par RNAi nous étudierons l'effet de l'extinction de l'expression de ces xénosenseurs sur l'expression des gènes identifiés sous (1) en réponse aux xénobiotiques, tant dans le système cellulaire Sf9 qu'in vivo. (3) objectif 3: exploiter les connaissances acquises sur l'identité des xénosenseurs et leurs gènes cibles pour mieux comprendre l'évolution du rôle des xénosenseurs. Nous étudierons la réponse de larves de S. frugiperda placées sur des plantes hôtes dont la chimie secondaire a été modifiée experimentalement. (a) Arabidopsis modifiée par l'insertion des gènes de la biosynthèse de la dhurrine de sorgho, pour simuler un changement d'hôte. (b) de jeunes plants de maïs dont la voie de biosynthèse du DIMBOA a été bloquée par mutations à différents niveaux, pour simuler des étapes évolutives ancestrales (duplications successives des gènes CYP71C). L'influence de ces plantes sur l'expression des gènes de S. frugiperda, le fitness et le comportement alimentaire seront étudiés chez des larves normales et des larves dont l'expression des xénosenseurs aura été supprimée par RNAi. Presque la moitié des espèces d'insectes, et presque tous les lépidoptères, sont phytophages. Cette adaptation est très efficace ainsi qu'en témoignent les taux de spéciation et les impacts en agriculture. En étudiant les xénosenseurs des insectes sur lesquels rien n'est connu, nous apportons des modèles experimentaux et des outils indispensables à la compréhension de l'évolution des xénosenseurs, dont l'importance pharmacologique chez l'homme est incontestable, et de leur rôle dans le processus co-évolutif entre les animaux et les plantes. De plus, la découverte et la caractérisation des xénosenseurs permettra d'envisager des stratégies innovantes de protection des cultures par interférence avec la capacité des insectes ravageurs à exploiter les plantes cultivées.