DS0504 -

Bio-olfacticides: produire plus avec moins d'insecticides – DEMETER

Résumé de soumission

Contexte:
Les noctuelles comprennent des bioagresseurs parmi les plus dévastateurs. Nombre de comportements impliqués dans les ravages causés aux cultures (reproduction, reconnaissance et choix de la plante hôte et des sites de ponte,…) sont étroitement liés aux capacités olfactives de ces insectes. Cette modalité sensorielle apparait ainsi comme une cible privilégiée pour développer des stratégies innovantes de biocontrôle. Les acteurs clés impliqués dans la reconnaissance des signaux chimiques sont les récepteurs olfactifs (OR). Ces récepteurs apparaissent comme des cibles pertinentes pour la mise au point de méthodes de lutte sélectives et sans danger, de type « bio-olfacticides » : 1) ils sont complètement différents des OR de vertébrés, ce qui permet d’éviter des effets néfastes pour l’homme ou d’autres mammifères ; 2) ils sont très divergents entre insectes, ce qui permet d’agir de manière sélective et de préserver les insectes bénéfiques ; 3) ils présentent une structure à 7 domaines transmembranaires, semblable à celle des récepteurs couplés aux protéines G (GPCR), pour lesquels la pharmacologie a développé un savoir-faire unique pour le design d’agonistes ou d’antagonistes.

Objectifs:
Dans ce contexte, nous proposons de caractériser les ligands des OR de la noctuelle, Spodoptera littoralis, organisme modèle en protection des cultures, pour lequel un précédent projet a permis d’identifier un répertoire d’OR. Le séquençage du génome, en cours d’assemblage, permettra de le compléter. La mise au point d’une méthode innovante de crible haut-débit automatisé permettra l’identification d’un grand nombre de couples ligand(s)-récepteur (une première chez un ravageur). Cette avancée, importante dans le domaine des mécanismes moléculaires de l’olfaction, permettra d’identifier des OR clefs impliqués dans des comportements intéressants à cibler dans une stratégie de lutte (reproduction, oviposition, attraction, répulsion). Les données serviront de base pour des approches de modélisation ligand-ciblée et récepteur-ciblée. Elles permettront l’identification de potentiels agonistes/antagonistes/bloquants olfactifs –les « bio-olfacticides » - dont les effets sur les OR et in fine sur le comportement de l’insecte seront testés.

Méthodologie et résultats attendus:
Les outils classiques de bioinformatiques seront utilisés pour assembler le génome final et construire les séquences complètes des OR. La déorphanisation des OR de S. littoralis sera effectuée in vitro par expression dans des ovocytes de xénope et enregistrements par voltage-clamp. La caractérisation fonctionnelle (sensibilité de la réponse, spécificité, dynamique,…) bénéficiera d’outils « haut-débit » mis au point pour des études pharmacologiques sur les GPCR de mammifères, qui permettront de tester un nombre sans précédent de ligands naturels et synthétiques. Les résultats obtenus définiront le premier « espace odorant » d’un insecte ravageur, qui sera comparé avec ceux déjà établis chez la drosophile et le moustique. La modélisation moléculaire associée à la chimie-informatique sera utilisée pour prédire les bio-olfacticides, qui seront en retour testés pour leur efficacité sur les OR sur la plate-forme de crible haut débit, puis sur la physiologie antennaire et enfin sur le comportement des chenilles (compensateur de locomotion) et des adultes (tunnel de vol) en laboratoire. Au-delà d’une preuve de concept sur l’efficacité de stratégies «bio-olfacticides » en agriculture, ce projet proposera des molécules efficaces pour réduire les pertes agricoles tout en promouvant la sécurité alimentaire par la réduction de l’usage des pesticides.

Coordinateur du projet

Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (Laboratoire public)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris
centre de ressources biologiques xénope
Université de Nice Sophia Antipolis - Institut de Chimie de Nice

Aide de l'ANR 591 205 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2016 - 48 Mois

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