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Thérapie génique naturelle chez les insectes, depuis des millions d’années !

by Frédéric Magné - published on , updated on

Des guêpes de la famille des braconides parasitent des chenilles hôtes grâce à l’injection de gènes de virulence d’origine virale. Ces gènes viennent d’être identifiés dans le génome de plusieurs espèces de guêpes, par une équipe de l’Institut de recherche sur la biologie de l’insecte (CNRS/Université François-Rabelais Tours), en collaboration avec le CEA/Genoscope d’Evry. De manière surprenante la plupart de ces gènes d’immunosuppression sont conservés dans la même position dans le génome des guêpes depuis au moins 17 millions d’années ! Ces résultats, publiés dans la revue Philosophical Transactions of the Royal Society le 12 août 2013, permettent de mieux comprendre comment fonctionne cette thérapie génique inventée par les insectes, bien avant l’émergence des biotechnologies actuelles.


Guêpe parasite « Cotesia » contenant des séquences virales au sein d’un chromosome depuis 100 millions d’années. Le schéma correspond à l’organisation des séquences virales dans le génome de la guêpe, les flèches de couleur représentent les séquences d’ADN injectées aux chenilles.
© IRBI
 

Les guêpes parasites de la famille des braconides et leurs chenilles hôtes constituent un modèle très original de parasitisme. Les guêpes pondent leurs œufs dans les chenilles. Elles injectent en même temps des particules virales contenant des gènes de virulence pour contourner les défenses de leur hôte et contrôler sa physiologie. Ces gènes induisent une immunosuppression permettant la survie des larves de guêpe et assurent le contrôle du rythme de développement des chenilles. Ainsi les larves ont le temps d’effectuer tous leurs stades larvaires dans le corps de l’hôte. 

Ce parasitisme utilisant des particules virales n’a été décrit pour l’instant que chez des guêpes. Afin de mieux comprendre ce phénomène, les chercheurs de l’Institut de recherche sur la biologie de l’insecte (CNRS/Université François-Rabelais Tours) étudient en détail la formation de ces particules virales. Dans des études précédentes ils ont montré que les gènes codant pour les composants des particules proviennent d’un virus d’insecte intégré dans le génome des guêpes il y a 100 millions d’années ! Ce qu’on appelle thérapie génique consiste à introduire des gènes dans des cellules ou des tissus d’un individu pour traiter une maladie, le transfert de gènes étant possible grâce à un virus inactivé utilisé comme vecteur. Alors que cette stratégie thérapeutique est encore au stade pionnier chez l’homme, les guêpes ont « réussi à domestiquer » un virus pour en faire un vecteur de transfert de leurs gènes, ce qui correspond à une forme de thérapie génique naturelle ! 

Dans cette nouvelle étude les chercheurs se sont intéressés à l’organisation, dans le génome des guêpes, des séquences d’ADN qui sont injectées dans les chenilles parasitées. La plupart de ces séquences se sont révélées être groupées au même endroit, formant un complexe viral de très grande taille. Par ailleurs, la comparaison d’espèces de guêpes séparées il y a 17 millions d’années montre que ce complexe est resté à la même position dans le génome des guêpes ! Une telle stabilité est étonnante pour des séquences virales sur une période aussi longue. En revanche, le contenu en gènes du complexe a beaucoup évolué par le biais de « copiés-collés » de morceaux d’ADN (duplications). Le nombre des gènes de virulence a augmenté et les gènes se sont diversifiés en fonction des conditions écologiques rencontrées localement par les populations de guêpes.
Déterminer comment fonctionne cette thérapie génique naturelle permet de changer notre vision du rôle des virus dans l’évolution. Les virus ne doivent pas être considérés comme toujours néfastes car ils se révèlent comme étant une source importante d’innovations biologiques. La connaissance de telles structures virales pourrait également s’avérer très utile, à plus long terme, pour la conception de nouveaux vecteurs thérapeutiques pour l’Homme.

 Référence

When parasitic wasps hijacked viruses: genomic and functional evolution of polydnaviruses, publié dans Philosophical transactions of the Royal Society B, 12 août 2013, par Elisabeth A. Herniou, Elisabeth Huguet, Julien Thézé, Annie Bézier, Georges Periquet and Jean-Michel Drezen

Functional endogenous viral elements in the genome of the parasitoid wasp Cotesia congregata: insight into the evolutionary dynamics of bracoviruses, publié dans Philosophical Transactions of the Royal Society B, 12 août 2013, par Annie Bézier, Faustine Louis, Séverine Jancek, Georges Periquet, Julien Thézé, Gabor Gyapay, Karine Musset, Jérôme Lesobre, Patricia Lenoble, Catherine Dupuy, Dawn Gundersen-Rindal, Elisabeth Herniou, Jean-Michel Drezen.

Adaptive selection on bracovirus genomes drives the specialization of Cotesia parasitoid wasps, publié dans PLoS ONE, 28 mai 2013, par Séverine Jancek, Annie Bézier, Philippe Gayral, Corentin Paillusson, Laure Kaiser , Stéphane Dupas, Bruno Le Ru, Valérie Barbe, Georges Periquet, Jean-Michel Drezen, Elisabeth Herniou.

Bracovirus genome of the parasitoid wasp Cotesia congregata is amplified within 13 replication units including sequences not packaged in the particles, Journal of Virology, sous presse (version préliminaire mise en ligne le 26 juin 2013), par Faustine Louis, Annie Bézier, Georges Periquet, Cristina Ferras, Jean-Michel Drezen, Catherine Dupuy.

Contact chercheur

Jean-Michel Drezen, Institut de recherche sur la biologie de l’insecte – IRBI (CNRS/Université François-Rabelais de Tours)
Tél : 02 47 36 73 57
Mél : drezen@univ-tours.fr

Contact presse

Florence Royer, chargée de communication de la délégation Centre Limousin Poitou-Charentes
Tél : 02 38 25 52 01
Mél : florence.royer@dr8.cnrs.fr