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La majorité des espèces d'insectes hébergent des endosymbiontes bactériens qui sont transmis verticalement par les femelles à leurs descendants. Ces symbiotes héritables jouent un rôle crucial dans la biologie de leurs hôtes. Certains manipulent la reproduction de l'hôte afin de se propager au sein des populations naturelles. D'autres renforcent la survie de l'hôte, par exemple en augmentant leur tolérance à la chaleur ou en les protégeant des prédateurs. Bien qu’ils fassent l’objet d’un intérêt croissant des scientifiques, le processus d’endosymbiose reste mal connu au niveau moléculaire. Pour combler ces lacunes, nous analysons actuellement les interactions entre la mouche du vinaigre, la drosophile, et son endosymbionte naturel Spiroplasma poulsonii. Les Spiroplasmes forment un groupe de bactéries sans paroi cellulaire ayant une forme hélicoïdale Ils appartiennent à un groupe de bactéries mal caractérisé appelé les Mollicutes. Spiroplasma poulsonii est un endosymbiote naturel des drosophiles qui vit dans le sang des mouches femelles. Ces bactéries sont capables d'atteindre l'ovocyte pour se transmettre verticalement d’une génération à l’autre. Une caractéristique frappante de Spiroplasma poulsonii est d’éliminer les mâles en induisant la mort des jeunes embryons de sexe masculin, un mécanisme qui favorise sa propagation dans les populations naturelles.
Nous proposons ici de caractériser les mécanismes moléculaires sous-jacent à l’interaction entre la drosophile et le Spiroplasme. En tirant parti d’un nouveau milieu de culture que nous avons développé, nous allons concevoir une méthode d'inactivation des gènes de Spiroplasma pour identifier les facteurs bactériens nécessaires à la symbiose. À l'aide d'approches métaboliques et génétiques, nous rechercherons les facteurs de l’hôte et de la bactérie qui règlent la croissance des Spiroplasmes chez son hôte. Nous chercherons également à visualiser dans le temps et dans l'espace comment le Spiroplasme pénètre dans l’ovaire pour se transmettre verticalement. Nous avons récemment identifié Spaid, la toxine produite par le Spiroplasme qui cause la mort chez embryons mâles de drosophile. Nous cherchons maintenant à identifier les facteurs de l’hôte ciblés par Spaid afin de déchiffrer le mécanisme moléculaire complet menant à la mort des embryons mâle. Les spiroplasmes présentent de nombreuses caractéristiques étonnantes, telles qu'une forme hélicoïdale, une motilité élevée et une division par scission longitudinale. Nous étudierons ces aspects fondamentaux de la physiologie des spiroplasmes, notamment le couplage entre morphologie cellulaire et motilité.
Notre étude mécanistique détaillée de l'interaction entre la drosophile et le Spiroplasma servira de paradigme pour l'étude d'autres interactions endosymbiote-insectes en général, tout en apportant un nouvel éclairage sur la fascinante biologie des Spiroplasmes.