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En direct des laboratoires

 

4 décembre 2015

Le génome décrypté de la punaise Rhodnius prolixus, principal vecteur de la maladie de Chagas

 

Rhodnius prolixus est une punaise hématophage très étudiée par les biologistes mais aussi très redoutée de la population latino-américaine. Elle peut en effet transmettre à l’homme un parasite responsable de la maladie de Chagas, qui fait plus d’une dizaine de milliers de morts chaque année. Pour mieux connaître cet insecte et mettre à jour ses failles, un consortium international a décidé de décrypter le génome de cette punaise et en a publié les résultats dans les Proceedings of National Accademy of Sciences USA. Trois équipes françaises – du laboratoire Evolution, Génomes, Comportement, Ecologie (EGCE – CNRS/IRD/Univ Paris Sud), de l’Institut d'Ecologie et des Sciences de l'Environnement de Paris (iEES – INRA/CNRS/UPMC/IRD/UPEC/Paris-Diderot) et de l’Institut de Recherche sur la Biologie de l'Insecte (IRBI – CNRS/Univ. François Rabelais) – ont participé à ce projet en apportant leur expertise sur les capacités sensorielles et comportementales de ce vecteur.

 


Après le moustique, la mouche tsé-tsé et le pou, les chercheurs ont désormais accès au génome d’un nouvel insecte suceur de sang, celui de la punaise Rhodnius prolixus, une punaise vecteur du parasite Trypanosoma cruzi responsable de la maladie de Chagas. Très répandue en Amérique Latine, elle touche 5 millions de personnes et fait plus de 10 000 morts chaque année. « Cette punaise est pour nous un modèle biologique, au même titre que la drosophile, précise Claudio Lazzari de l’Institut de Recherche sur la Biologie de l'Insecte. Elle nous aide à comprendre le mode d’action des insectes hématophages vecteurs de maladies ». Sa collègue Myriam Harry du laboratoire Evolution, Génomes, Comportement, Ecologie connait bien, elle aussi, cette punaise qui délaisse son habitat naturel pour coloniser les habitations humaines : « Notre équipe s’intéresse à l’évolution des gènes chimiosensoriels de différentes punaises hématophages, vectrices de la maladie de Chagas comme R. prolixus, qui servent à la reconnaissance des partenaires sexuels, des congénères ou encore des hôtes, et sont donc potentiellement impliqués dans l’adaptation de ces insectes aux milieux anthropisés. En effet, ces gènes codent des protéines qui captent puis transportent les molécules odorantes de l’environnement vers les récepteurs olfactifs

Fortes de leur expertise, les équipes de Myriam Harry et Emmanuelle Jacquin-Joly ont intégré le projet international de séquençage et de décryptage de la punaise R. prolixus qui regroupe pas moins de 115 scientifiques. Elles ont eu pour mission de détecter, au sein des 702 600 000 bases nucléotidiques du génome de l’insecte,les gènes qui jouent un rôle dans la perception sensorielle. « Nous disposions déjà, grâce à des travaux ultérieurs, des séquences d’ARN correspondant aux gènes chimiosensoriels de cette espèce, ce qui nous a aidé à annoter les gènes recherchés, explique Myriam Harry. Il y a eu une annotation automatique puis une annotation manuelle du génome pour compléter et corriger les séquences. » Au final, 46 gènes ont été identifiés, codant des protéines de liaison aux odorants (odorant-binding proteins, OBPs) et des protéines chimiosensorielles (chemosensory proteins, CSPs). Un nombre étonnamment élevé pour un insecte hématophage qui pourrait bien expliquer la facilité avec laquelle il s’adapte à de nouveaux environnements et notamment aux habitations humaines. « On peut imaginer qu’in fine, l’identification précise du rôle de ces protéines, c’est-à-dire savoir quelle protéine se lie à quelle odeur, pourrait servir à développer des méthodes de brouillage sensoriel et lutter contre ce vecteur », se projette Myriam Harry.

De son côté, l’équipe du biologiste Claudio Lazzari s’est intéressée aux très nombreux gènes de la perception (vision, réception thermique, olfaction...) et du comportement (activité locomotrice, mémoire, apprentissage…). Tandis que leurs collègues brésiliens1 isolaient des gènes candidats pour chacune de ces fonctions – en s’aidant de gènes homologues bien connus chez la drosophile –, les chercheurs français les mettaient à l’épreuve de façon expérimentale. « Nous avons d’ores et déjà pu identifier un gène impliqué dans la perception de chaleur, raconte Claudio Lazzari. Il s’agit d’une fonction très développée chez les insectes hématophages car c’est de cette façon qu’ils repèrent les animaux à sang chaud et peuvent se nourrir ». De même, certains gènes régulateurs de l’horloge biologique de la punaise, qui indique notamment à l’insecte le meilleur moment pour aller se nourrir sans se faire tuer par son hôte, ont pu être caractérisés. « Le génome est un grand catalogue de pièces détachées qui nous permet, d’un point de vue fondamental, d’en apprendre davantage sur tous les insectes hématophages, mais aussi de mettre à jour les points faibles de cette punaise pour pouvoir l’attaquer », explique Claudio Lazzari. Car en dehors de l’utilisation d’insecticides, il n’existe aujourd’hui aucun moyen de contrôler la maladie de Chagas, aucun traitement efficace pour les formes chroniques, ni aucun vaccin.

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Note

1Institut Oswald-Cruz et Université Fédéral de Minas Gérais

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Références 

Genome of Rhodnius prolixus, an insect vector of Chagas disease, reveals unique adaptations to hematophagy and parasite infection, par   Rafael D. Mesquita , Raquel J. Vionette-Amaral, Carl Lowenberger, Rolando Rivera-Pomar, Fernando A. Monteiro, Patrick Minx, John Spieth, A. Bernardo Carvalho, Francisco Panzera, Daniel Lawson, André Q. Torres Jose M. C. Ribeiro, Marcos H. F. Sorgine, Robert M. Waterhouse, Michael J. Montague, Fernando Abad-Franch, Michele Alves-Bezerra, Laurence R. Amaral, Helena M. Araujo, Ricardo N. Araujo, L. Aravind, Georgia C. Atella, Patricia Azambuja, Mateus Berni, Paula R. Bittencourt-Cunha, Gloria R. C. Braz, Gustavo Calderón-Fernández, Claudia M. A. Carareto, Mikkel B. Christensen, Igor R. Costa, Samara G. Costa, Marilvia Dansa, Carlos R. O. Daumas-Filho, Iron F. De-Paula, Felipe A. Dias, George Dimopoulos, Scott J. Emrich, Natalia Esponda-Behrens, Patricia Fampa, Rita D. Fernandez-Medina, Rodrigo N. da Fonseca, Marcio Fontenele, Catrina Fronick, Lucinda A. Fulton, Ana Caroline Gandara, Eloi S. Garcia, Fernando A. Genta, Gloria I. Giraldo-Calderón, Bruno Gomes, Katia C. Gondim, Adriana Granzotto, Alessandra A. Guarneri, Roderic Guigó, Myriam Harry, Daniel S. T. Hughes, Willy Jablonka, Emmanuelle Jacquin-Joly, M. Patricia Juárez, Leonardo B. Koerich, José Manuel Latorre-Estivalis, Andrés Lavore, Gena G. Lawrence, Cristiano Lazoski, Claudio R. Lazzari, Raphael R. Lopes, Marcelo G. Lorenzo, Magda D. Lugon, David Majerowicz, Paula L. Marcet, Marco Mariotti, Hatisaburo Masuda, Karine Megy, Ana C. A. Melo, Fanis Missirlis, Theo Mota, Fernando G. Noriega, Marcela Nouzova, Rodrigo D. Nunes, Raquel L. L. Oliveira, Gilbert Oliveira-Silveira, Sheila Ons, Lucia Pagola, Gabriela O. Paiva-Silva, Agustina Pascual, Marcio G. Pavan, Nicolás Pedrini, Alexandre A. Peixoto, Marcos H. Pereira, Andrew Pike, Carla Polycarpo, Francisco Prosdocimi, Rodrigo Ribeiro-Rodrigues, Hugh M. Robertson, Ana Paula Salerno, Didier Salmon, Didac Santesmasses, Renata Schama, Eloy S. Seabra-Junior, Livia Silva-Cardoso, Mario A. C. Silva-Neto, Matheus Souza-Gomes, Marcos Sterkel, Mabel L. Taracena, Marta Tojo, Zhijian Jake Tu, Jose M. C. Tubio, Raul Ursic-Bedoya, Thiago M. Venancio, Ana Beatriz Walter-Nuno, Derek Wilson, Wesley C. Warren, Richard K. Wilson, Erwin Huebner, Ellen M. Dotson, and Pedro L. Oliveira publié dans Proceedings of the National Accademy of Sciences USA le 16 novembre 2015

oi: 10.1073/pnas.1506226112

 

Contacts chercheurs

Claudio Lazzari, Institut de recherche sur la biologie de l'insecte (IRBI) – CNRS/Univ. François Rabelais

Tel : 02 47 36 73 89
Email : claudio.lazzari@univ-tours.fr

 

Myriam Harry, Evolution, Génomes, Comportement, Ecologie (EGCE – CNRS/IRD/Univ Paris Sud)

Tel :01 69 82 37 40
Email : myriam.harry@egce.cnrs-gif.fr

 

Contact communication

Sylvie Salamitou, Évolution, génomes, comportement et écologie (EGCE) - CNRS / Université Paris-Sud / IRD [ex. Laboratoire Evolution, Génomes, Spéciation (LEGS)]

Tél: 01 69 82 37 43
Email : sylvie.salamitou@egce.cnrs-gif.fr


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