BQR INSA : Développement d’une méthode généraliste de séquençage métatranscriptomique hôte-symbiote(s) sur cellules isolées pour l’étude systémique des interactions symbiotiques : application chez les insectes d’intérêt agronomique

[2020-2022]

Beaucoup d’insectes ravageurs des cultures vivent en association symbiotique avec des bactéries intracellulaires indispensables à leur survie et à leur reproduction. Ces associations ont longtemps été étudiées sur les plans physiologique, écologique ou évolutif mais rares sont les travaux qui se sont intéressés au dialogue moléculaire couplé hôte-symbiotes afin d’identifier les gènes et les voies impliqués dans ces interactions. Les premières études dans ce domaine se basent sur l’analyse séparée de l’insecte et de l’endosymbiote, ce qui ne permet pas d’étudier de manière synchrone le dialogue moléculaire qui s’opère au sein de l’association symbiotique. De plus, les approches transcriptomiques conventionnelles qui ont été utilisées raisonnent au niveau du tissu, et non à l’échelle de la cellule unique, empêchant ainsi d’appréhender certains mécanismes de régulation. Ce projet consistera à mettre au point une nouvelle stratégie de séquençage simultané du transcriptome de l’hôte et ses symbiotes, à l’échelle de la cellule unique, afin de caractériser et d’explorer le réseau d’interactions symbiotiques. Dans un premier temps, grâce à l’expertise et aux développements récents du laboratoire, un nouveau protocole de dual RNA-seq sur cellules isolées sera développé. A partir des données obtenues, un protocole d’analyse bioinformatique sera défini afin de reconstruire les réseaux de régulation de l’expression des gènes de l’hôte mais également de ses symbiotes. Enfin, la technique de dual RNA-seq sur cellules isolées sera appliquée à l’étude des mécanismes de régulation de la dégénérescence des cellules bactériocytaires chez le puceron du pois. Les retombées de ce projet sont multiples : i) technologique, avec le développement d’une nouvelle approche transcriptomique qui permettra d’étudier simultanément l’ensemble des partenaires d’une association symbiotique ; ii) cognitif, cette méthode d’analyse globale des interactions multipartenaires apparait aujourd’hui primordiale pour relever les défis de la biologie des systèmes et de la biologie prédictive, et ouvre la voie à de nouveaux champs de recherche dans l’étude de la symbiose. Une meilleure compréhension des interactions hôte-symbiotes permettra d’envisager de nouveaux moyens de lutte, respectueux de l’environnement, contre les insectes ravageurs des cultures, par la déstabilisation du système symbiotique.