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Modulation of juvenile hormone signaling by receptor phosphorylation

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Des nuisibles aux pollinisateurs: une gestion sûre et durable de leurs populations à l’aide des hormones d’insectes

L’opinion publique dénonce le déclin des populations d’abeilles tandis qu’au même moment, la résistance des moustiques aux insecticides couramment utilisés sème la panique. La recherche européenne s’est penchée sur l’action des hormones d’insectes pour améliorer le contrôle de ces derniers.

Recherche fondamentale

Alors que les insectes ont commencé à faire la une des magazines, les entomologistes sont préoccupés. Selon une analyse récente de la revue Biological Conservation, le monde discret des insectes se dirige à grands pas vers une extinction, faisant planer la menace d’un «effondrement catastrophique des écosystèmes naturels». Les insecticides sélectifs à l'hormone juvénile (JH) ne tuent que les méchants insectes «L’objectif principal de notre proposition consistait à apporter plus d’éclaircissements sur l’action de la JH, qui est l’un des principaux régulateurs du développement et de la reproduction des insectes ainsi que d’autres espèces d’arthropodes apparentées», explique la Dre Lenka Bittova, boursière principale du projet JHSIGNAL, financé dans le cadre du programme Marie Curie. L’éventail des espèces qui dépendent de l’action régulatrice de la JH va des pollinisateurs utiles aux nuisibles agricoles et aux vecteurs de maladies. «Une meilleure compréhension de la signalisation hormonale JH est donc une condition préalable à l’amélioration des insecticides à base de JH actuellement disponibles, qui ne parviennent pas à cibler les espèces nuisibles sans tuer celles qui sont utiles», ajoute la Dre Bittova. La signalisation JH au niveau moléculaire «Il est clair que nous ne revenons pas bredouilles après deux ans de travail acharné sur le projet. Nous avons réussi à boucler une étude visant à améliorer la compréhension du mécanisme de la signalisation JH», déclare fièrement la Dre Bittova. Un article écrit en collaboration avec l’Institut de chimie organique et de biochimie de Prague met en évidence les principales caractéristiques moléculaires d’un ligand efficace des récepteurs de la JH. En collaboration avec l’Organisation du Commonwealth australien pour la recherche scientifique et industrielle (CSIRO), où le Dr Marek Jindra, coordinateur du projet, a travaillé auparavant en tant que boursier MSCA, les travaux de JHSIGNAL ont confirmé l’importance de la phosphorylation du récepteur JH en ce qui concerne sa fonction, aussi bien du point de vue biochimique que chez les insectes vivants. «En exploitant la sensibilité des données de spectrométrie de masse, nous avons trouvé des mutations des récepteurs JH qui entraînent une déficience en termes de localisation nucléaire appropriée. De plus, les mouches avec un site de phosphorylation muté au niveau du récepteur JH présentent des défauts de développement importants, tels que des organes génitaux mal orientés chez les mâles ou une fertilité réduite», conclut la Dre Bittova. Un programme d’étude alternatif pour les insectes qui endommagent les aliments Le coléoptère rouge de la farine, Tribolium castaneum, est un fléau qui affecte tous ceux qui stockent des céréales ainsi que leurs produits dérivés, des fabricants de gâteaux et de pâtisseries aux propriétaires de silos. Le plan de recherche initial de JHSIGNAL consistait à étudier les lignées cellulaires de coléoptères rouges de la farine chez lesquelles le Dr Jindra avait identifié un récepteur JH. Toutefois, en raison de difficultés techniques, l’équipe a modifié l’objectif de recherche, préférant cibler la mouche du vinaigre Drosophila melanogaster, un insecte modèle offrant des outils génétiques exceptionnels et dont les cousins sont de redoutables ravageurs de fruits. Vers des insecticides plus sûrs et sélectifs par espèce Les résultats ont suscité de nouvelles expériences visant à mieux caractériser les mutants prometteurs en ce qui concerne les récepteurs JH. «Nous espérons publier l’intégralité de l’étude dans l’une des revues les plus prestigieuses d’ici la fin de l’année», prévoit le Dr Jindra. En collaboration avec une institution scientifique tchèque de premier plan et CZ-OPENSCREE, une infrastructure nationale basée à Prague et financée par l’UE, l’équipe vient de soumettre une proposition visant à faire progresser cette étude. Leur but est de découvrir les composants génétiques manquants et les nouveaux régulateurs chimiques de la signalisation JH grâce à un criblage à haut débit des bibliothèques de petites molécules disponibles. Ensemble, ces résultats prometteurs ont déjà commencé à révéler des aspects nouveaux et significatifs du mécanisme de signalisation du récepteur JH. Ils permettront certainement de mieux comprendre la fonction régulatrice des modifications post-traductionnelles dans le développement des insectes.

Mots‑clés

JHSIGNAL, insecte, récepteur JH, insecticide, signalisation, insecte nuisible, signalisation JH, pollinisateurs, hormone juvénile

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