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Institut de
Recherche sur la
Biologie de l'
Insecte
 
 
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Personnel

Elisabeth
HUGUET
Professeur
Equipe : Relations Hote-Parasite
Tél : 02 47 367357

Compétences techniques :

CV

 

 

Thématique de recherche :

Dialogue moléculaire dans des interactions insectes-hôtes

 

 

Le fil conducteur de mon activité scientifique est l'étude d'interactions durables entre pathogènes ou parasites et leurs hôtes. Ma motivation est de comprendre le dialogue moléculaire à la base de ces interactions en caractérisant mieux les facteurs de virulence des envahisseurs pathogènes ou parasites et les systèmes de défense ou de résistance qui sont touchés chez les hôtes. J'aborde ces questions par des approches en génomique fonctionnelle et en évolution moléculaire.

 

 

Dialogue moléculaire entre un insecte parasitoïde et son hôte lépidoptère

 

Mon projet majeur concerne la caractérisation du polydnavirus (bracovirus) associé à la guêpe braconide Cotesia congregata, parasitoïde du lépidoptère Manduca sexta. Les particules de polydnavirus injectées dans le corps de la chenille lors de la ponte de la guêpe sont un outil pour le transfert de gènes dans l'hôte. Les produits des gènes ainsi introduits sont synthétisés par la machinerie cellulaire des chenilles. Ils sont nécessaires collectivement à la réussite du développement des larves de guêpe dans l'hôte. Cette utilisation du virus est une innovation adaptative majeure dont on suppose qu'elle a joué un rôle déterminant dans l'évolution et la diversification des espèces de guêpes. L'objectif est de comprendre comment le virus contribue au succès parasitaire des guêpes et quel rôle a pu jouer l'association avec un virus dans l'évolution et l'adaptation des guêpes.

 

Mes thèmes de recherche concernent (1) l'origine évolutive des bracovirus (2) la caractérisation et l'évolution des facteurs de virulence utilisés par le virus, (3) la recherche des cibles du virus et la caractérisation des mécanismes à la base du détournement de la physiologie de l'hôte.

 

 

(1) Origine évolutive des bracovirus

 

Les approches combinées d'analyse du transcriptome des ovaires de guêpes (lieu de réplication du virus) et du protéome des particules virales purifiées ont permis de révéler la nature de la machinerie virale permettant la production des particules de bracovirus. L'ancêtre des bracovirus était un nudivirus (groupe proche des baculovirus). En effet, plusieurs composants des particules sont semblables à des protéines de nudivirus (Bézier et al. 2009). Un nudivirus ancestral est donc susceptible d'avoir été capturé par une guêpe braconide ancêtre. Suite à des phénomènes de réduction génomique et d'acquisition de nouveaux gènes (cystatines par exemple) le virus a évolué en différentes formes et a vraisemblablement contribué à la spectaculaire diversification des guêpes parasitoïdes.

 

 

(2) Caractérisation et évolution des facteurs de virulence

 

Un résultat marquant a été de montrer qu'une famille de gènes de virulence des bracovirus, les cystatines (inhibiteurs de protéases à cystéine) est soumise à une forte sélection adaptative qui s'est opérée principalement au niveau des régions impliquées dans l'interaction avec les protéines cibles. L'évolution directionnelle de ces sites suggère que l'interaction avec les cibles chez l'hôte façonne l'évolution des cystatines (Serbielle et al. 2008, Moreau et al. 2009, Serbielle et al. 2009). Cette étude constitue le premier exemple d'une forte sélection diversifiante agissant au sein d'interactions hôtes-parasitoïdes.

 

 

(3) Recherche des cibles du virus

 

Nous avons caractérisé les gènes introduits dans l'hôte par le polydnavirus, et nous cherchons maintenant à mieux comprendre l'effet individuel de chacun des produits viraux sur la physiologie de la chenille parasitée. La stratégie consiste à inventorier les cibles moléculaires potentielles du virus dans l'hôte lépidoptère puis à déterminer les cibles effectives par des approches fonctionnelles.

Le premier volet a consisté à caractériser globalement l’ensemble des gènes exprimés par le virus et la chenille au cours du parasitisme en identifiant les gènes exprimés par des tissus choisis de la chenille (cellules immunitaires et tissus du gras larvaire). Cette approche a consisté à identifier les transcrits exprimés au cours du parasitisme par des méthodes de séquençage de nouvelle génération (projet Genoscope). Cette approche sans à priori nous a permis d'obtenir (1) une carte fonctionnelle des gènes viraux (Chevignon et al. 2014) et (2) l’ensemble des gènes de M. sexta exprimés au cours de l’interaction dont les produits peuvent correspondre à des cibles du polydnavirus (Chevignon et al. 2015). Les transcrits de M. sexta obtenus ont également été utilisés dans le cadre de l’annotation du génome de M. sexta (Kanost et al. 2016).

Le deuxième volet consistera à tester directement le rôle des protéines de virulence virales en empêchant leur production ou celle de leur cible, par la technique d'interférence ARN. Les conséquences de l'invalidation de ces gènes sur la réponse physiologique de l'hôte nous permettront d'évaluer dans quelles voies de signalisation sont impliqués les facteurs viraux.

L'ensemble de ces approches est destiné à établir une compréhension fine du rôle des facteurs apportés par le polydnavirus dans la manipulation de la physiologie de l'hôte exercée par la guêpe parasite.

 

Figure 1. La guêpe parasitoïde Cotesia congregata est associée au polydnavirus Cotesia congregata Bracovirus. La guêpe injecte le virus en même temps que ses oeufs dans la chenille Manduca sexta. Photos Annie Bézier.

 

 

Dialogue moléculaire entre un insecte ravageur et sa plante hôte

 

Depuis 2005, je participe à un projet transversal mené par D. Giron au sein de l'Institut. Ce projet a pour objectif de caractériser les bases adaptatives et l'évolution d'une interaction entre un insecte phytophage (Phyllonorycter blancardella) et sa plante hôte, le pommier. Mon rôle est de comprendre le dialogue moléculaire qui s'établit au cours de l'interaction: comment le ravageur détourne-t-il la physiologie de la plante? et comment la plante répond-elle? De façon inattendue, nos études ont révélé que la modification de la physiologie de la plante (phénomène «d'îles vertes» sur les feuilles) induite par l'insecte nécessitait la présence d'endosymbiontes bactériens associés à l'insecte (Kaiser et al. 2010). Les travaux s'orientent maintenant vers la caractérisation des réponses de la plante hôte et l'identification des effecteurs de virulences produits par cet insecte phytophage (Giron et Huguet 2011; Giron et al. 2016, Zhang et al. 2016).

 

Figure 2. La mineuse Phyllonorycter blancardella est associée à une bactérie symbiotique. La présence des bactéries est nécessaire pour l'induction d'îles vertes sur le pommier. Photos S. Pincebourde, D. Bouchon et D. Giron.

Publications majeures :

Publications

 

Drezen JM, Gauthier J, Josse T, Bézier A, Herniou E, Huguet E.

Foreign DNA acquisition by invertebrate genomes.

J Invertebr Pathol. 2016 Sep 15.

 

Kanost MR et al

Multifaceted biological insights from a draft genome sequence of the tobacco hornworm moth, Manduca sexta.

Insect Biochem Mol Biol. 2016 Sep;76:118-47.

 

Zhang H, Dugé de Bernonville T, Body M, Glevarec G, Reichelt M, Unsicker S, Bruneau M, Renou JP, Huguet E, Dubreuil G, Giron D.

Leaf-mining by Phyllonorycter blancardella reprograms the host-leaf transcriptome to modulate phytohormones associated with nutrient mobilization and plant defense.

J Insect Physiol. 2016 Jan;84:114-27.

 

Giron D, Huguet E, Stone GN, Body M.

Insect-induced effects on plants and possible effectors used by galling and leaf-mining insects to manipulate their host-plant.J Insect Physiol. 2016 Jan;84:70-89.

 

Gasmi L, Boulain H, Gauthier J, Hua-Van A, Musset K, Jakubowska AK, Aury JM, Volkoff AN, Huguet E, Herrero S, Drezen JM.

Recurrent domestication by Lepidoptera of genes from their parasites mediated by bracoviruses

PLoS Genetics. 2015 Sep 17;11(9):e1005470.

 

G. Chevignon, S. Cambier, C. Da Silva, J. Poulain, JM. Drezen, E. Huguet, SJ. Moreau.

Transcriptomic response of Manduca sexta immune tissues to parasitization by the bracovirus associated wasp Cotesia congregata.

Insect Biochemistry and Molecular Biology. 2015 Jan 10. pii: S0965-1748(14)00207-0.

 

Drezen JM, Chevignon G, Louis F, Huguet E.

Origin and evolution of symbiotic viruses associated with parasitoid wasps

Current Opinion in Insect Science, Volume 6, December 2014, Pages 35-43

 

G. Chevignon, J. Thézé, S. Cambier, J. Poulain, C. Da Silva, A. Bézier, K. Musset, SJ. Moreau, JM. Drezen and E. Huguet.

Functional annotation of Cotesia congregata bracovirus: identification of viral genes expressed in parasitized host immune tissues.

Journal of Virology. 2014 Aug;88(16):8795-812.
 

E.A. Herniou, E. Huguet, J. Thézé, A. Bézier, G. Periquet and JM Drezen. 2013

When parasitic wasps hijacked viruses : genomic and functional evolution of polydnaviruses.

Philos Trans R Lond B Biol Sci. Aug 12 ; 368 (1626) :20130051

 

C. Serbielle, S. Dupas, E. Perdereau, F. Héricourt, C. Dupuy, E. Huguet, JM Drezen. 2012

Evolutionary mechanisms driving the evolution of a large polydnavirus gene family coding for protein tyrosine phosphatases.

BMC Evolutionary Biology 12:253

 

D. Giron and E. Huguet. 2011

A genomically tractable and ecologically relevant model herbivore for a model plant: new insights into the mechanisms of insect–plant interactions and evolution.

Molecular ecology, 20 : 990-994.

 

W. Kaiser, E. Huguet, J. Casas, C. Commin and D. Giron (2010) Plant green-island phenotype induced by leaf-miners is mediated by bacterial symbionts. Proceedings of the Royal Society Biological Sciences, Aug 7;277(1692):2311-9.

 

A. Bézier, M. Annaheim, J. Herbinière, C. Wetterwald, G. Gyapay, S. Bernard-Samain, P. Wincker, I. Roditi, M. Heller, M. Belghazi, R. Ripfister-Wilhem, G. Periquet, C. Dupuy, E. Huguet, A-N Volkoff, B. Lanzrein and JM Drezen (2009) Polydnaviruses of braconid wasps derive from an ancestral nudivirus. Science, 323 (5916): 926-930.

 

C. Serbielle, S. Moreau, F. Veillard, E. Voldoire, A. Bézier, M. Mannucci, A-N. Volkoff, J-M. Drezen, G. Lalmanach and E. Huguet (2009) Identification of parasite-responsive cysteine proteases in Manduca sextaBiological Chemistry, 390 (5-6), p. 493-502.

 

S. Moreau, E. Huguet and JM Drezen (2009) Polydnaviruses as tools to deliver wasp virulence factors to impair lepidopteran host immunity. Chapter in Insect Infection and Immunity, evolution, ecology and mechanisms. Eds S. Reynolds and J. Rolff, Oxford University Press. Chapter 9, p. 137-158.

 

C. Serbielle, S. Chowdbury , S. Pichon, S. Dupas, J. Lesobre, E. Purisima, J-M. Drezen and E. Huguet (2008) Viral evolution and 3D structure modelling: a case of directional selection acting on a viral protein involved in a host-parasitoid interaction. BMC Biology6: 38.

 

E. Espagne, V. Douris, G. Lalmanach, B. Provost, L. Cattolico, J. Lesobre, S. Kurata, K. Iatrou, J-M. Drezen and E. Huguet. (2005) A virus essential for insect host-parasite interactions encodes cystatins. Journal of Virology, Aug. 2005, Vol 79, No 15, p. 9765-9776

 

E. Espagne, C. Dupuy, E. Huguet, L. Cattolico, B. Provost, N. Martins, M. Poirié, G. Periquet and Drezen J-M. (2004) Genome sequence of a polydnavirus: insights into symbiotic virus evolution. Science. Oct 8;306(5694):286-9.

 

E. Huguet, K. Hahn, K. Wengelnik, and U. Bonas. (1998) hpaA mutants ofXanthomonas campestris pv. vesicatoria are affected in pathogenicity but retain the ability to induce host-specific HR. Molecular Microbiology. Vol. 29 (6), pp. 1379-1390.

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