Des protéines aux multiples facettes dévoilent leurs secrets chez les pucerons

Bien connues pour leur capacité à bloquer l’apoptose, le mécanisme de mort cellulaire programmée qui permet d’éliminer les cellules endommagées ou inutiles, les protéines inhibitrices de l’apoptose (IAP) jouent également un rôle bien plus large dans le fonctionnement des organismes. Une étude menée par des chercheurs d’INRAE et de l’INSA Lyon, en collaboration avec plusieurs partenaires français et belges, révèle l’extraordinaire diversité de ces protéines à travers le règne animal et met en lumière des fonctions inédites chez les pucerons.

Pour mieux comprendre leur évolution, les scientifiques ont analysé plus de 300 espèces animales et identifié près de 2 900 protéines appartenant à cette famille. Leurs résultats montrent une très grande variabilité entre les espèces : certaines ne possèdent qu’une seule IAP, tandis que d’autres en comptent plus d’une centaine. Cette diversité est le reflet d’une histoire évolutive complexe, marquée par de nombreux événements de duplication, de perte et de réorganisation des gènes.

L’étude publié dans la revue Molecular Biology and Evolution s’est particulièrement intéressée aux arthropodes, dont font partie les insectes vecteurs de nombreux agents pathogènes. Parmi ceux-là, les pucerons se distinguent par un nombre particulièrement élevé d’IAP, avec des architectures protéiques inédites jamais observées ailleurs dans le règne animal.

En analysant plus de 200 jeux de données d’expression génique mis à disposition de la communauté scientifique, les chercheurs ont montré que ces protéines répondent de façon dynamique lorsque les pucerons se nourrissent sur des plantes infectées par des virus. Cette réponse, qui varie selon la plante et le virus impliqués, suggère que les IAP pourraient participer aux mécanismes de transmission virale. Chez le puceron du pois, elles pourraient aussi être impliquées dans la régulation du polyphénisme, en influençant notamment la transition entre formes ailées et non ailées ou entre reproduction asexuée et sexuée.

Enfin, certaines IAP très fortement exprimées dans les bactériocytes, les cellules qui hébergent les bactéries symbiotiques indispensables à la survie du puceron, pourraient empêcher le déclenchement de l’apoptose. Cette découverte met en lumière un rôle totalement inédit des IAP qui pourraient être devenues, au cours de l’évolution, de véritables régulateurs des interactions entre les animaux et leurs partenaires microbiens, avec des conséquences majeures sur leur adaptation, leur survie et leur évolution.