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Les mouches évitent un poison de plante grâce à un nouveau type de récepteur gustatif

 

La mouche drosophile détecte une toxine végétale, la L-canavanine, grâce à un récepteur gustatif inédit. C'est ce que vient de montrer l'équipe de Yves Grau et de Marie-Laure Parmentier à l’Institut de génomique fonctionnelle à Montpellier dans un article publié le 29 juin 2009 dans la revue PLoS Biology.

De nombreuses plantes synthétisent des composés toxiques pour se protéger de la prédation de nombreux animaux notamment les insectes. En contre partie, les animaux développent des stratégies pour détecter la présence de ces toxines afin d’éviter de consommer des plantes dangereuses pour leur survie.

L’équipe a étudié la réponse d’un insecte face à un poison de plante fréquemment retrouvé dans les légumineuses, la L-canavanine. Les chercheurs ont ainsi démontré que la mouche du fruit, Drosophila melanogaster, peut détecter la présence de la L-canavanine. Cette détection utilise le récepteur à la L-canavanine, nommé DmXR, qui, de façon toute à fait surprenante, n’appartient pas à la famille des récepteurs gustatifs décrite comme responsable de toutes les sensations gustatives chez les insectes.

En effet, DmXR, est un récepteur membranaire couplé aux protéines G qui appartient à la sous-famille des récepteurs métabotropiques du glutamate (mGluRs). DmXR a cependant divergé des mGluRs et n’est pas activé par le glutamate. L’analyse des génomes actuellement séquencés indique que les orthologues du récepteur DmX ne sont trouvés que chez les insectes. Quand les drosophiles sont forcées à consommer de la L-canavanine, elles sont incapables d’avoir une descendance, qui meurt durant les stades larvaires, montrant l’avantage évolutif de développer une stratégie pour détecter et éviter de consommer cette toxine.

Cette étude démontre que le processus de détection de la L-canavanine est basé sur le récepteur DmX. Tout d’abord, la L-canavanine active DmXR lorsqu’il est exprimé dans des cellules en culture. Les drosophiles ont la capacité de modifier leur comportement lorsqu’elles sont exposées à la L-canavanine : en présence de deux solutions sucrées, et colorées différemment, les drosophiles évitent de manger celle qui contient de la L-canavanine. Des drosophiles mutantes qui n’expriment pas DmXR perdent la faculté de détecter la L-canavanine, indiquant le rôle clef de ce récepteur dans la détection de cette toxine. L’observation du comportement gustatif des drosophiles montre que l’application de L-canavanine sur l’extrémité des pattes des mouches (là où des neurones gustatifs sont présents) induit une rétraction prématurée de leur proboscis (la bouche des insectes), ce qui évite la prise de nourriture et l’ingestion du poison.

La compréhension de la perception gustative des insectes n’a pas qu’un intérêt purement scientifique. Comme beaucoup d’insectes sont des ravageurs de culture ou des vecteurs de maladies, l’identification de molécules qui agissent sélectivement sur les récepteurs gustatifs aversifs des insectes pourrait déboucher sur des alternatives à l’utilisation d’insecticides dans le futur.


image article Y Grau

Les drosophiles boivent une solution si celle-ci est considérée comme attractive, telle que par exemple une solution sucrée (gauche). Par contre, lorsque la L-canavanine est rajoutée à la solution sucrée, les drosophiles rétractent leur proboscis, évitant ainsi d’ingérer cette toxine de plante (droite). © Y. Grau

 

En savoir plus

  • Plant insecticide L-canavanine repels Drosophila via the insect orphan GPCR DmX
    C. Mitri, L. Soustelle, B. Framery, J. Bockaert, M-L Parmentier & Y. Grau
    PLoS Biology (2009), 7(6) : e1000147.doi :10.1371/journal.pbio.1000147

 

Contact chercheur

Yves Grau
Institut Génomique Fonctionnelle
UMR5203 (CNRS/Inserm/Universités Montpellier 1 & 2)
141, Rue de la Cardonille
34094 Montpellier Cedex 5

 

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