Interactions sexuelles postcopulatoires: aspects comportementaux, moléculaires et évolutifs chez la drosophile – SexDro

Chez les organismes à reproduction sexuée, le succès reproducteur dépend principalement de deux facteurs: 1) trouver et reconnaître un partenaire sexuel et 2) la réceptivité de la femelle à un accouplement. Ces deux facteurs sont sous le contrôle de signaux chimiques, ou phéromones, produits par les mâles et les femelles. Les phéromones apportées par le mâle lors de l’accouplement sont responsables de modifications physiologiques de la femelle qui inhibent sa réceptivité et garantissent au mâle une meilleure assurance de paternité. Bien que ces signaux chimiques aient un rôle crucial pour la reproduction, ils sont restés longtemps peu étudiés. Ils sont d’autant plus importants qu’ils provoquent des intérêts divergents entre sexes, puisqu’ils maximisent la reproduction de la femelle, lui imposant parfois des coûts élevés (en terme de survie par exemple), et qu’ils participent ainsi du conflit sexuel. Le but de ce projet est l’étude des signaux chimiques impliqués dans la reproduction et leur évolution chez un insecte modèle, D. melanogaster et chez des espèces proches génétiquement mais présentant des comportements sexuels variés. Le génome de ces espèces a été séquencé et de nombreux outils génétiques sont disponibles (notamment 30 000 lignées transgéniques RNAi de D. melanogaster qui ciblent la plupart des gènes). Le programme proposé implique deux équipes indépendantes de Gif-sur-yvette, spécialistes de la physiologie de l’insecte et la chimie des substances naturelles. Ces deux équipes ont des compétences techniques et scientifiques complémentaires qui permettront de combiner des approches génétiques, biochimiques et comportementales tout en permettant une étude chimique très pointue.
Le premier volet du projet portera sur les modifications des phéromones femelles suite à l’accouplement. Ces phéromones, qui sont des hydrocarbures à longue chaîne situés à la surface de la cuticule, sont responsables de l’attractivité des femelles vis-à-vis des mâles. Un second volet concernera les substances du fluide séminal (phéromones mâles lipidiques et peptidiques) qui sont transmises à la femelle lors de l’accouplement. Elles agissent sur l’attractivité et la réceptivité des femelles et provoquent des changements physiologiques importants.
Le transfert du fluide séminal induit une inhibition de la réceptivité femelle. La durée varie selon le régime d’accouplement des espèces (monoandrie vs polyandrie). On cherchera qu’elles sont les substances du fluide séminal responsables de l’inhibition de la réceptivité. On pense qu’elles sont également responsables de la baisse des phéromones cuticulaires femelles après accouplement. Nous considèrerons donc ici les effets des phéromones sexuelles transmises par le mâle sur la production de phéromones femelles et les conséquences physiologiques et moléculaires à l’origine des différences de systèmes d’accouplement.
Concernant la phéromone lipidique mâle (cVA), nous nous intéresserons aux enzymes de biosynthèse afin de créer des mutants dépourvus de cVA et d’étudier comment ils vont modifier la physiologie et le comportement de la femelle. De la même façon, nous étudierons l’impact des peptides séminaux sur le comportement et les phéromones femelle. Nous effectuerons une analyse comparative protéomique et moléculaire des peptides du fluide séminal (Acps dont le sexe-peptide Acp70A) entre espèces monoandres et polyandres au sein du sous-groupe melanogaster. L’effet de ces peptides sur l’inhibition de la réceptivité de ces dernières sera appréhendé et permettra de mieux comprendre la relation entre les adaptations mâles pour optimiser le succès reproducteur et les réponses femelles. Ces travaux devraient apporter des données originales sur l’évolution des signaux chimiques et leur rôle dans l’isolement reproducteur et la spéciation. Ces études pourront également permettre de développer de nouvelles stratégies de lutte contre les insectes ravageurs de culture ou vecteurs de maladie.