A Search for protein biomarkers links olfactory signal transduction to social immunity.

Guarna, M.M., Melathopoulos, A.P., Huxter, E., Iovinella, I., Parker, R., Stoynov, N., Tam, A., Moon, K.-M., Chan, Q.W.T., Pelosi, P., White, R.P., Pernal, S.F., et Foster, L.J. (2015). « A Search for protein biomarkers links olfactory signal transduction to social immunity. », BMC Genomics, 16(53), p. 1-16. doi : 10.1186/s12864-014-1193-6  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Contexte : À titre d’insecte pollinisateur, l’abeille domestique occidentale (Apis mellifera L.) joue un rôle essentiel dans la production agricole. Depuis de nombreuses années, les apiculteurs ont recours aux antibiotiques et aux pesticides pour lutter contre divers pathogènes létaux tels que le Paenibacillus larvae, les Nosema spp. et le Varroa destructor, mais en raison de l’apparition d’une résistance généralisée aux composés chimiques, la majorité d’entre eux préféreraient cesser d’utiliser ces produits dans leurs ruchers ou en réduire l’utilisation. Ces traitements sont probablement encore nécessaires, mais une nouvelle stratégie de lutte consistant à identifier et à sélectionner des souches d’abeilles possédant des caractères héritables qui confèrent une résistance aux acariens et aux pathogènes semble prometteuse. Cet exercice comporte toutefois des difficultés, car les essais requis pour évaluer la résistance aux maladies sont complexes, longs à réaliser et onéreux et ne permettent pas nécessairement d’identifier correctement les génotypes désirables. En outre, notre compréhension des mécanismes sous-tendant l’immunité sociale demeure lacunaire. Dans cette recherche, nous avons tenté d’élucider le fondement moléculaire du comportement d’hygiène, caractère reconnu comme conférant une résistance aux maladies chez les abeilles. Résultats : Après nous être assurés qu’il est possible de sélectionner des souches d’abeilles en fonction de leur comportement d’hygiène, nous avons établi sur une période de trois ans des corrélations entre des mesures de ce comportement et l’expression de diverses protéines chez plusieurs centaines de colonies d’abeilles dans deux sites géographiquement distincts. En établissant des liens entre l’expression de protéines individuelles et la qualité du comportement d’hygiène, nous avons identifié sept biomarqueurs potentiels du comportement d’hygiène qui sont ressortis comme tels lors de toutes les vérifications rigoureuses d’hypothèses multiples. Étrangement, ces protéines intervenaient toutes dans la reconnaissance des signaux sémiochimiques (protéines liant les odeurs), la transmission des signaux nerveux ou la dégradation des signaux, trois fonctions indicatrices de la cascade d’événements associée à la réaction à un signal olfactif provenant de larves mortes ou malades. Nous avons ensuite utilisé les versions recombinantes de deux protéines liant les odeurs pour identifier les classes de ligands dont la détection par les abeilles pourrait être facilitée par ces protéines. Conclusions : Nos données semblent indiquer que la détection neurosensorielle des odeurs émises par les larves mortes ou malades est probablement le mécanisme sous-tendant le comportement d’immunité sociale à la fois complexe et important qui permet aux abeilles de coexister avec les pathogènes.

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