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Gènes de virulence et immunosuppression dans l'interaction parasitoïdes-lépidoptères
(ACR)
- Mot(s) clé(s) :
Objet d'étude : hyposoter didymator, microarrays, parasitoïde, polydnavirus, spodoptera frugiperda
Phénomène, processus et fonction : encapsulement, immunité cellulaire
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Objet d'étude : hyposoter didymator, microarrays, parasitoïde, polydnavirus, spodoptera frugiperda
Phénomène, processus et fonction : encapsulement, immunité cellulaire
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- Description détaillée :
Afin d'identifier certains des effecteurs moléculaires de la réponse immunitaire cellulaire des Afficher la suite
Afin d'identifier certains des effecteurs moléculaires de la réponse immunitaire cellulaire des lépidoptères, nous proposons de rechercher les cibles de facteurs immuno-suppresseurs provenant de l'hyménoptère endoparasitoïde (Hyposoter didymator) associé au polyDNAvirus HdIV. Cette étude sera facilitée par l'existence d'outils de génomique développés par le laboratoire (banques ESTs, banque BAC) pour le modèle lépidoptère Spodoptera frugiperda. En étudiant de façon globale la réponse cellulaire dirigée contre un parasitoïde ainsi que les mécanismes moléculaires de l'inhibition de la réponse immunitaire par un polyDNAvirus symbionte, nous pourrons indirectement identifier des gènes clefs de la réponse hémocytaire. Cela est d'autant plus intéressant s'il s'avère que dans différents modèles biologiques, les cibles des facteurs de virulence sont conservées. La réponse cellulaire, médiée par les hémocytes, consiste en phagocytose, nodulation et encapsulement . L'encapsulement, comme la nodulation, implique plusieurs cellules et se réfère à l'adhérence des hémocytes à des corps étrangers de grande taille tels que des parasitoïdes. Une fois la cible reconnue, la formation de la capsule nécessite que les hémocytes circulants passent à un état où ils sont capables d'adhérer à la cible et aux autres cellules. Chez les vertébrés, l'activation des immunocytes est régulée par des molécules signal (cytokines), des molécules d'adhésion (CAMs) et des récepteurs spécifiques. Chez les insectes, et en particulier chez les lépidoptères qui constituent notre modèle, les molécules impliquées dans ces réponses cellulaires ne sont pas connues, ni celles qui participent à la cohésion de la capsule.
Ce projet se focalise sur la réponse cellulaire d'encapsulement tout en étant complémentaire de celui de l'unité EMIP qui aborde la phagocytose et la réponse humorale.
a) Identification des gènes/protéines spécifiques aux hémocytes
- identification des ESTs spécifiques, enrichissement de la banque, création d'une banque différentielle ;
- analyse protéomique des protéines de surface des hémocytes, afin d'identifier certains PRRs potentiels et autres récepteurs et des CAMs qui sont soit déjà présents à la surface des hémocytes, soit apparaissent en réponse à l'activation des hémocytes.

b) Identification des groupes de gènes de S. frugiperda dont l'expression varie au cours de la réponse immunitaire et en présence de facteurs immuno-suppresseurs :
- approche préliminaire de type « macro-array » sur une série de gènes sélectionnés ;
- construction et validation des puces à ADN micro-arrays ;
- analyse du transcriptome des hémocytes soumis à un challenge immunitaire en absence et en présence de facteurs immuno-suppresseurs (dont certains seront le produit de gènes du polyDNAvirus).
Notre projet s'inscrit dans un cadre de lutte biologique. En effet, toucher à la réponse immunitaire de l'insecte ravageur permettrait d'élaborer de nouveaux biopesticides. - M. Bréhelin : Unité EMIP (Ecologie Microbiennes Interactions Insectes Pathogènes), INRA Montpellier
- R. Feyereisen : plateforme transcriptomique, INRA Sophia Antipolis
- M. Rossignol : plateforme protéomique INRA Montpellier
- B. Webb : Université du Kentucky, USANotre objectif est d'identifier certains des gènes/protéines clefs de la réponse cellulaire d'encapsulement. 1) Dans le cadre du projet de l'unité vers la génomique des lépidoptères, l'équipe a participé à la construction des banques ESTs tissu-spécifique, hémocytes et corps gras.
A ce jour, 1 300 séquences d'hémocytes et de corps gras ont été analysées, et correspondent à environ 700 gènes indépendants. Parmi eux, 330 présentent des homologies avec des gènes de fonction connue, et environ 100 (38%) avec des gènes potentiellement liés à la réponse immunitaire innée (cytotoxicité/détoxification, adhésion, reconnaissance, molécules de défense, cytosquelette).

2) Parmi ces gènes, nous en avons caractérisé 3 de la famillle des défensines impliqués dans l'immunité des lépidoptères (sf-défensine, sf-gallerimycine, sf-cobatoxine).
Pour l'un d'entre eux, nous avons pu montrer la présence, dans la région promotrice, de séquences régulatrices typiques des gènes de peptides antimicrobiens, grâce au séquençage partiel de clones de la banque BAC réalisée par E. d'Alençon.

3) L'analyse in silico et transcriptionnelle (Northern blot et macro-array constitué d'une centaine de gènes) nous ont permis d'identifier des gènes spécifiques des hémocytes. Ces gènes (galectine, protéine anticoagulante, sérine et cystéine protéases, récepteurs) sont actuellement en cours de caractérisation.

4) Une puce - réalisée à Sophia-Antipolis par l'équipe de R. Feyereisen à partir de 1 300 gènes indépendants de la banque Sf9 - a été testée et validée grâce à une hybridation avec des ARNs Sf9/hémocytes. L'hybridation montre une sur-expression de gènes tels que l'actine ou la Sf-cobatoxine dans les hémocytes. Environ 400 gènes, absents de la banque d'ESTs issues de la lignée cellulaire Sf9, ont été sélectionnés pour enrichir la puce Sf9. Cette nouvelle puce a été hybridée avec des ARN extraits du corps gras infecté ou non avec HdIV. Les premiers résultats, à confirmer dans les hémocytes, indiquent la répression de l'expression de certains gènes (par ex. calréticuline) par le virus.


La réponse immunitaire innée des insectes se répartit en réponse humorale et réponse cellulaire. Contrairement à la réponse humorale, la réponse cellulaire, médiée par les hémocytes, reste encore mal connue : quels sont les gènes impliqués, et quelle est la régulation de la réponse au niveau cellulaire et de l'organisme ?
En étudiant de façon globale la réponse cellulaire dirigée contre un parasitoïde ainsi que les mécanismes moléculaires de l'inhibition de la réponse immunitaire par un polyDNAvirus symbionte, nous pourrons indirectement identifier des gènes clefs de la réponse hémocytaire et plus particulièrement de l'encapsulement.
Afin de remplir cet objectif à long terme, notre stratégie est (1) d'identifier des gènes/protéines spécifiques aux hémocytes de Spodoptera frugiperda ; (2) de rechercher les gènes dont l'expression est régulée lors de l'engagement des hémocytes dans la réponse cellulaire ; (3) de rechercher parmi ces gènes ceux dont le patron d'expression est modifié par la présence de facteurs immunosuppresseurs provenant du parasitoïde Hyposoter didymator ; (4) de valider l'implication de ces gènes dans la réponse immunitaire ; (5) d'analyser si cette réponse immunitaire implique des gènes liés au développement.
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