Les laboratoires de l'équipe de Nathalie Volkoff sont dans le bâtiment 24. © Eléonore Solé
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À Montpellier, des guêpes en boîtes pour comprendre leur parasitoïdisme

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Reportage. Dans un bâtiment grisonnant de la Faculté des Sciences de Montpellier, deux hommes élèvent des guêpes. Plus précisément, des guêpes parasitoïdes. Un peu plus loin, une équipe de chercheurs tente d'élucider ses mystères : quels sont les mécanismes génétiques à l'origine de son parasitoïdisme ?

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[EN VIDÉO] Amphibien parasité par une larve  L'amphibien, attiré par le leurre, s'approche de sa proie qui l'attaque en s'accrochant à sa peau. © Gil Wizen et Avital Gasith 2011, Plos One - Université de Tel-Aviv 

Relégué au fin fond de la Faculté des Sciences de Montpellier, le bâtiment 55 ne paye pas de mine. Grisonnant, le voici entouré des bruits des marteaux-piqueurs et des voitures passant de l'autre côté du grillage. « On est des ermites », s'amuse Raphaël Bousquet, l'un des techniciens du lieu. Assis sur une table en bois à l'ombre d'un arbre, il sirote son café en compagnie de Gaëtan Clabots, le second technicien.

Une seule fenêtre, sur la seule porte, ferait office de judas si elle ne débouchait pas sur un sas d'entrée. Derrière, un insectarium. « Lorsque j'en parle à mes amis, ils imaginent une serre avec plein de papillons qui volent », lance Raphaël en enfilant la tenue obligatoire : blouse blanche, surpantalon et surchaussures. Aucun insecte ne doit pouvoir se cacher dans ses vêtements pour sortir d'ici. Car, dans ces salles étroites et surannées, des boîtes en plastique abritent des espèces au potentiel invasif

Raphaël Bousquet vérifie l’élevage d’Hyposoter didymator. © Eléonore Solé

Une guêpe parasitoïde, Hyposoter didymator, est élevée sur deux de ses hôtes. Il s'agit de papillonsSpodoptera frugiperda et Spodoptera littoralis, connus pour ravager diverses cultures comme le maïs ou le coton. Une guêpe femelle, après avoir été fécondée par un mâle, injecte ses œufs dans un papillon au stade chenille. La larve d'Hyposoter se développe, au détriment de son hôte qui y laisse la vie, et s'extrait du cadavre pour passer à la phase suivante. Un cocon, d'abord, puis une guêpe aux ailes et aux antennes agitées. Avant que le cycle ne recommence.

Infection ou « congélo »

Dans une des salles, Raphaël s'affaire. Porte fermée, afin que l'humidificateur d'air vrombissant se taise plus rapidement, il récupère les boîtes de Pétri contenant les chenilles. Celles-ci cohabitaient avec des couples de guêpes, le temps d'être infectées par une femelle. Si l'infection a eu lieu, ces hôtes se teinteront d'un vert plus ou moins intense. Sinon, « congélo ». 

Un procédé qui interroge parfois le scientifique. Il n'y a « pas de réglementation pour l'élevage des insectes », souligne-t-il en attrapant une boîte, sans avoir d'avis tranché sur la question. Au milieu des chenilles parasitées, Raphaël dispose un « gâteau pour insectes » bien plus gros qu'elles. Suffisamment nutritif pour éviter le cannibalisme.

Les chenilles vertes ont été correctement infectées, mais les marrons sont exemptes de parasitoïdes. © Eléonore Solé

Ce technicien animalier garde la fiche généalogique des guêpes à portée de main. Parents et grands-parents des nouveaux-nés y sont consignés, désignés par des numéros, puisqu'il est primordial de prévenir la consanguinité. Une fois matures, ces insectes sont fournis aux laboratoires de la Faculté des Sciences passant commande.

Un virus inconnu, des gènes informes

Les guêpes sont requises pour certaines expériences de l'unité DGIMI (Diversité, Génomes & Interactions Microorganismes-Insectes), décomposée en quatre équipes de recherche. L'une d'entre elles creuse les mystères génétiques d'Hyposoter didymator, dont le parasitoïsme repose sur une association mutualiste avec un virus issu du genre Ichnovirus. Un micro-organisme pour le moins incompris.

« On avait séquencé 54 gènes, aucun ne ressemblait à rien », se remémore Nahtalie Volkoff, directrice de l'unité DGIMI. De son fauteuil rouge, flanqué d'un large bureau à sa droite et d'étagères d'archives à sa gauche, la scientifique raconte leurs recherches débutées il y a six ans. Sur les dix-sept gènes analysés, six ont fait l'objet d'une publication.

Aujourd'hui, cinq autres sont scrutés par l'équipe. Leur hypothèse ? Que ces gènes sont impliqués dans la formation des particules virales. Ces particules virales injectées dans la chenille en même temps que les œufs de la guêpe.

Hyposoter didymator au stade adulte. © Eléonore Solé

Le succès de l'opération tient dans ce double transfert. « Sans le virus, il n'y a pas de développement des œufs de la guêpe », conforte Nathalie Volkoff, car le système immunitaire de l'hôte s'attaque aux œufs. Mais les particules virales -- des sortes de chimères entre protéines virales et ADN de la guêpe -- protègent cette progéniture en contrant l'immunité de la chenille. 

Elles fusionnent avec ces cellules immunitaires et y larguent l'ADN de la guêpe. Celui-ci se faufile jusqu'au noyau où il induit la production de protéines détruisant la cellule immunitaire. La particule virale a donc servi de « navette » pour les gènes d'Hyposoter, aboutissant à un assassinat sophistiqué et... imparable. Les œufs grandiront paisiblement.

L’ARNi entre en scène

Pour décortiquer les fonctions des gènes étudiés, Véronique Jouan prend le relais. Parée d'une blouse blanche et de surchaussures -- pas de surpantalon dans le bâtiment 24 --, elle sort du sas et entre dans le laboratoire. Face à elle, un long couloir au plafond garni de tuyaux couverts d'aluminium, pour qu'aucun insecte ne puisse s'échapper par un interstice.

La technicienne est chargée de l'élevage des guêpes et du protocole « ARN interférence », en abrégé RNAi. Il vise à inhiber l'expression d'un gène spécifique, en causant la suppression de ses ARN messagers -- les intermédiaires entre l'ADN et les protéines. Grâce au RNAi, les scientifiques peuvent déduire la fonction d'un gène : par exemple, si, en son absence, la guêpe n'a plus d'ovaires, alors ce gène est impliqué dans la formation des ovaires.

Véronique s'installe dans une des salles ouvertes à droite du couloir. Ici, les guêpes sont cloîtrées dans des boîtes de Pétri et enfermées au frigo, ce qui ralentit leur développement sans les blesser. D'autres attendent dans une plus grande cage vouée à leur reproduction. La consanguinité n'a, cette fois, pas d'importance.

« Les mâles ne nous intéressent pas car c'est dans les ovaires que tout se passe », énonce-t-elle en saisissant une pince. Chaque guêpe s'est emmitouflée dans un cocon pour, d'une larve, se transformer en insecte ailé. Minutieusement, Véronique détache les cocons de leur support et les aligne sur un bout de scotch. L'œil collé au microscope, munie d'un très fin scalpel, elle ouvre les cocons.

Les nymphes hyalines de guêpe reçoivent une injection de RNAi accompagné d’un colorant alimentaire. © Eléonore Solé

Les femelles sélectionnées sont transportées dans une autre pièce. Fermée et refroidie en permanence, elle abrite la machine à air comprimé nécessaire aux injections de RNAi. Ces fragments d'ARN sont plongés dans un liquide coloré. À l'aide d'un capillaire au diamètre minuscule, Véronique insuffle le produit dans la guêpe immature -- à ce stade, on parle de nymphe hyaline. Les voilà tachetées de « bleu alimentaire vendu pour la pâtisserie », ce qui aide la technicienne à savoir quel insecte a déjà reçu l'injection.

Peu de temps après, ces nymphes hyalines sont devenues des guêpes adultes. Leurs ovaires se sont développés et le RNAi a bien supprimé l'expression d'un gène. Ces guêpes, Véronique les dissèque au microscope. Un travail de précision pour récupérer les ovaires, lesquels seront figés dans de la résine. Par la suite, Pierre-Alain Girard, en charge de l'observation microscopique, analysera les différences (ou l'absence de différences) induites par le RNAi. Pour, petit à petit, déduire les fonctions de ces gènes ne ressemblant à rien.

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