Coup d’œil sur l’usine naturelle de fabrication de pesticides
Selon l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO), environ un tiers de la population mondiale vit de l’agriculture. Mais cette activité est complexe du fait de l’existence d’insectes nuisibles qui détruisent chaque année des cultures représentant des milliards d’euros. Les pesticides chimiques sont les premières armes utilisées contre ces envahisseurs, mais ils ne respectent pas l’environnement. Heureusement, la nature nous apporte une solution naturelle sous la forme de vers ronds qui tuent les insectes. Le nématode entomopathogène (EPN), aussi appelé Heterorhabditis, est disponible dans le commerce et largement utilisé pour contrôler les insectes nuisibles. Cependant, il peut perdre de son efficacité au cours de la période de stockage qui précède son utilisation. Avec le soutien du programme Marie Skłodowska-Curie, des chercheurs travaillant sur le projet STEPN-UP ont découvert une voie de signalisation critique pour la conservation de ses propriétés entomopathogènes qui pourrait permettre de les préserver ou d’étendre leur durée de conservation. Attendre ensemble L’Heterorhabditis est un holobionte, un organisme qui forme un petit écosystème en hébergeant plusieurs symbiontes. Dans son cas, l’hôte est un partenaire bactériologique, le Photorhabdus. En tant que coordinateur du projet, David Clarke explique que: «Photorhabdus colonise les intestins à un moment spécifique du développement du nématode, appelé juvénile infectant (IJ), et l’IJ colonisé est en fait le produit appelé EPN disponible dans le commerce.» L’IJ envahit les larves des insectes et régurgite la bactérie, ce qui tue les insectes. Puis le nématode se nourrit de leurs corps en décomposition. Les IJ restent vivants durant plusieurs mois sans se nourrir et il est essentiel que la bactérie de leurs intestins reste également vivante. C’est ce qui détermine essentiellement la durée de vie du produit EPN lorsqu’il est commercialisé. Toutefois, nous savons très peu de choses sur la façon dont les bactéries symbiotiques restent vivantes et en bonne condition. Garder vivantes des bactéries mortelles Partant de l’hypothèse selon laquelle l’EPN nourrit la bactérie, les scientifiques ont commencé à chercher des preuves au niveau de l’ARN suggérant l’existence d’échanges nutritionnels actifs entre les deux organismes. Ils ont étudié les profils de transcription des IJ colonisés par la bactérie et les ont comparés à des individus non colonisés. De manière surprenante, ils n’ont pas trouvé de preuve d’échange. L’équipe de David Clarke, y compris la titulaire d’une bourse Marie Skłodowska-Curie, la Dre Dana Blackburn, s’est alors tournée vers la bactérie. Selon David Clarke, «en recourant à une approche génétique ciblée, nous avons identifié une voie de signalisation chez Photorhabdus qui est nécessaire à la survie de la bactérie dans le nématode.» Il s’est avéré que la voie dite Cpx, déjà bien décrite pour une autre bactérie des intestins, Escherichia coli ou E. coli, doit être active pour que Photorhabdus reste vivant dans son hôte. La découverte de STEPN-UP a d’importantes implications en matière d’augmentation de la durée de vie des pesticides naturels commercialisés. De futures recherches pourraient également déboucher sur une amélioration de la sécurité alimentaire, ce qui permettrait de nourrir une population grandissante. Finalement, étant donné qu’il a été prouvé que le microbiote des intestins humains produit toute une gamme de petites molécules qui influent sur le développement immunitaire de l’homme, ces résultats pourraient aussi impacter notre compréhension de la santé et des maladies humaines.
Mots‑clés
STEPN-UP, bactérie, insecte, intestins, juvénile infectant (IJ), pesticide, agriculture, EPN, nématode, Photorhabdus, durée de conservation, Heterorhabditis, voie de signalisation, nuisibles, entomopathogène, symbiontes, vers ronds