Identification of the Mamestra configurata (Lepidoptera: Noctuidae) peritrophic matrix proteins and enzymes involved in peritrophic matrix chitin metabolism.

Toprak, U., Erlandson, M.A., Baldwin, D., Karcz, S.R., Wan, L., Coutu, C., Gillott, C., et Hegedus, D.D. (2015). « Identification of the Mamestra configurata (Lepidoptera: Noctuidae) peritrophic matrix proteins and enzymes involved in peritrophic matrix chitin metabolism. », Insect Science. doi : 10.1111/1744-7917.12225  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

La matrice péritrophique (MP) est essentielle à la physiologie de l’appareil digestif des insectes, car elle protège l’épithélium de l’intestin moyen contre les dommages causés par les particules de nourriture, les pathogènes et les toxines. Son accessibilité par voie orale fait de la MP une cible intéressante pour la mise au point de nouvelles stratégies de lutte antiparasitaire. Pour comprendre comment la MP remplit ses fonctions, nous avons étudié son architecture moléculaire par des méthodes génomiques et protéomiques chez le Mamestra configurata (Lepidoptera: Noctuidae), un important ravageur des cultures de crucifères oléagineuses en Amérique du Nord. Des analyses de la MP par chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem nous ont permis d’identifier 82 protéines, dont 79 étaient classées en trois groupes, soit 1) péritrophines, y compris une nouvelle classe possédant un domaine CBDIII, 2) enzymes participant à la modification de la chitine (chitine déacétylases), à la digestion (sérine protéases, aminopeptidases, carboxypeptidases, lipases et α‑amylase) ou à d’autres réactions (β-1,3-glucanase, alcaline phosphatase, dsRNase, astacine, pantéthéinase) et 3) groupe hétérogène constitué de polycaline, de REPAT, de serpine, de lectine de type C, de Lsti99 et de Lsti201; les trois autres sont de nouvelles protéines sans orthologues connus. Les gènes codant pour les protéines de la MP étaient exprimés surtout dans l’intestin moyen. Nous avons également identifié des ADN complémentaires codant pour les enzymes chitine synthase‑2 (McCHS‑2), chitinase (McCHI), et β‑N‑acétylglucosaminidase (McNAG), qui participent au métabolisme de la chitine de la PM. L’expression du gène McCHS-2 était propre à l’intestin moyen, indiquant que ce gène est responsable de la synthèse de la chitine dans la MP, le seul tissu chitineux de l’intestin moyen. Par contre, les gènes codant pour les enzymes chitinolytiques étaient exprimés dans plusieurs tissus. Les gènes McCHS-2, McCHI et McNAG étaient exprimés dans l’intestin moyen des larves qui s’alimentaient, et il y avait de l’activité de la N‑acétylglucosaminidase dans la MP. Nous nous sommes servis de ces données pour élaborer un modèle à jour de l’architecture de la MP des lépidoptères.

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