Le laboratoire BF2i publie une étude de référence sur les gènes anti-mort cellulaire
Une étude internationale coordonnée par des chercheurs de l'INRAE et de l'INSA Lyon apporte un nouvel éclairage sur les protéines inhibitrices de l'apoptose, connues pour empêcher la mort programmée des cellules. Publiés dans Molecular Biology and Evolution, ces travaux révèlent un rôle inattendu dans le maintien de symbioses bactériennes essentielles chez les pucerons.
Chez les animaux, les protéines inhibitrices de l’apoptose (IAP, Inhibitors of APoptosis) jouent un rôle essentiel dans de nombreux processus biologiques. Bien qu’elles aient été initialement décrites pour leur capacité à bloquer l’apoptose, un mécanisme de mort cellulaire programmée permettant l’élimination des cellules endommagées ou inutiles, elles participent également à la régulation de l’immunité, de la prolifération cellulaire ou encore de la réponse au stress environnementaux. Les IAPs agissent ainsi comme de véritables plateformes de régulation cellulaire, capables d’intégrer plusieurs signaux biologiques afin de maintenir l’équilibre et le bon fonctionnement des tissus. Pourtant, malgré leur importance considérable tant sur le plan biomédical qu’écologique, l’étude des IAP s’est longtemps limité à quelques espèces modèles, comme l’être humain ou la mouche du vinaigre, et leur diversité est largement inexplorée.
Des chercheurs d’INRAE et de l’INSA Lyon, en collaboration avec des scientifiques des universités Claude Bernard Lyon 1 (France), KU Leuven et UCLouvain (Belgique), ont récemment changé cela en menant l’étude la plus exhaustive à ce jour sur les IAP. En analysant plus de 300 espèces animales, ils ont identifié près de 2 900 protéines appartenant à cette famille. Leur analyse révèle une très grande variabilité entre les espèces : certaines ne possèdent qu’une seule IAP, tandis que d’autres en comptent plus d’une centaine. Cette diversité reflète une histoire évolutive particulièrement complexe qu’ont reconstruit les chercheurs, marquée par de nombreux événements indépendants de duplication, de perte et de réorganisation des gènes au cours de l’évolution des animaux. Comprendre cette histoire est une étape essentielle pour la compréhension de la diversification fonctionnelle des IAP.
Le cas singulier des pucerons
L’étude se concentre en particulier sur les arthropodes, un groupe d’animaux qui inclut de nombreux insectes capables de transmettre des agents pathogènes aux plantes ou aux mammifères comme l’être humain. Chez certains de ces insectes, les IAP ont connu une diversification récente et rapide, ayant pu favoriser l’apparition de nouvelles fonctions. Parmi eux, les pucerons, des importants ravageurs des cultures étudiés au laboratoire BF2i, se démarquent notamment par un nombre particulièrement élevé d’IAP, dont certaines présentent des architectures inédites jamais observées ailleurs dans le règne animal.
Les chercheurs ont montré que les IAP de pucerons répondent de façon dynamique lorsque les insectes se nourrissent sur des plantes infectées par des virus. Cette réponse varie selon le type de plante et le virus impliqué, ce qui suggère que ces protéines pourraient participer à la transmission virale. Chez le puceron du pois, les IAP semblent également impliquées dans le polyphénisme, c’est-à-dire la capacité d’un organisme à adopter différentes formes selon les conditions de l’environnement. Elles pourraient notamment intervenir dans la transition entre des formes ailées et non ailées, ou entre reproduction asexuée et sexuée. En influençant à la fois la dispersion et la reproduction, les IAP pourraient ainsi contribuer au succès écologique et à la formidable capacité d’adaptation des pucerons.
Une découverte qui éclaire les relations entre animaux et microbes
Enfin, parmi les IAP de pucerons, celles présentant une architecture spécifique à ces insectes sont très fortement exprimées dans les bactériocytes, des cellules spécialisées qui hébergent les bactéries symbiotiques indispensables à la survie de l’insecte. Les résultats obtenus par les chercheurs suggèrent que les IAP pourraient bloquer le déclenchement de l’apoptose dans ces cellules, permettant ainsi le maintien de cette symbiose essentielle à la survie de l’insecte pendant tout son cycle de vie. Cette découverte met en lumière un rôle totalement inédit des IAPs qui pourraient être devenues, au cours de l’évolution, de véritables régulateurs des interactions entre les animaux et leurs partenaires microbiens, avec des conséquences majeures sur leur adaptation, leur survie et leur évolution.