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Des chercheurs de l’iEES Paris publient des travaux sur la protéine ChREBP

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Le 23 mai 2016

Des chercheurs de l’IEES Paris viennent de publier des travaux sur une protéine, élément central pour le métabolisme du glucose et pour la signalisation de la fécondité nécessaire au maintien du monopole de la reproduction de la reine chez les termites.

Reine, roi et ouvriers chez le termite Macrotermes natalensis (Photo: Saria Otani).
Chez les mammifères, la protéine ChREBP (carbohydrate responsive element binding protein) est un facteur de transcription dont l’expression est induite par le métabolisme du glucose. Le glucose est le composant de base de la cellulose, principale source de glucides utilisée par les termites. Nous avons supposé que la spécialisation alimentaire des termites pouvait avoir induit une pression sélective sur les voies métaboliques impliquant ChREBP. Les termites sont les plus anciens insectes vivants en société organisée. Ils forment des colonies constituées de castes, à la physiologie et aux fonctions radicalement différentes : les rois et les reines sont dotés d’un énorme potentiel de reproduction et d’une longue durée de vie, alors que les ouvriers et les soldats sont des individus non reproducteurs qui vivent peu longtemps. L'organisation sophistiquée de la colonie est principalement maintenue par la communication via la production de phéromones qui jouent un rôle majeur dans le maintien du monopole de la reproduction par la reine. Les phéromones dérivées d'acides gras, spécifiquement produites par les reines, conduisent à l’inhibition de la reproduction des ouvriers femelles en empêchant l’activation de leurs ovaires et en provoquant la réabsorption des ovocytes secondaires.

Nous avons identifié chez les termites un orthologue du facteur de transcription ChREBP et ses gènes cibles, intervenant dans la synthèse de novo d’acides gras (la lipogenèse) en réponse au glucose. Ces gènes sont exclusivement surexprimés chez les reines matures et lorsque la lipogenèse est inhibée chez la reine, les ouvriers ne la perçoivent pas comme une reine dominante. ChREBP semble donc être un élément central pour le métabolisme du glucose et pour la signalisation de la fécondité nécessaire au maintien du monopole de la reproduction de la reine. La reconstruction de l’histoire évolutive de ChREBP chez les insectes, où les séquences de termites occupent une position phylogénétique inattendue, semble conforter l’hypothèse d’un système sous sélection. L’ensemble des signaux conduisant à la forte expression de ChREBP chez les reines matures (entre 10 et 50 fois d’augmentation par rapport aux ouvriers) reste à identifier même si nous avons montré qu’une alimentation riche en glucides induisait l’expression des messagers de ChREBP chez les reines.

Les termites ouvrent un champ d’études considérables du fait de leurs différents cycles de vie, de leur plasticité phénotypique en réponse à des variations environnementales, de leur association à des symbiotes encore inconnus et surtout à la très longue longévité de certaines reines vivant jusqu’à 40 ans alors qu’elles produisent un œuf toutes les 2 secondes.

Source:
The role of the glucose-sensing transcription factor ChREBP pathway in termite queen fertility.
David Sillam-Dussès, Robert Hanus, Michael Poulsen, Virginie Roy, Maryline Favier et Mireille Vasseur-Cognet
Open Biology 18 Mai 2016

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mise à jour le 26 mai 2016

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