Abstract FR:

La discrimination sensorielle est un processus nerveux qui conditionne une décision et l’expression d’une préférence entre plusieurs possibilités. Les bases neurobiologiques et génétiques sous-jacentes au processus de discrimination sensorielle sont très peu connues et l’utilisation d’un modèle animal comme la mouche du vinaigre, Drosophila melanogaster, est favorable pour tenter d’effectuer des avancées significatives sur cette question. Nous avons utilisé des approches génétique, biochimique, neurobiologique et comportementale pour étudier en détail la discrimination chimiosensorielle des phéromones sexuelles chez les mâles drosophiles. Pour approcher cette question, nous avons opté pour deux approches méthodologiques. (1) Grâce aux nombreux outils génétiques disponibles et ceux créés au laboratoire, nous avons disséqué la régulation fonctionnelle du gène desat1. Ce gène agit à la fois (i) sur l’émission des hydrocarbures phéromonaux (en plaçant des insaturations sur les chaines carbonées) et (ii) sur la discrimination de ces phéromones (qui divergent entre les sexes sur la base du nombre d’insaturations). Notre dissection fonctionnelle vise surtout à montrer, en manipulant génétiquement les différentes régions régulatrices de desat1, que l’on peut dissocier la réalisation des phénotypes d’émission et de discrimination des phéromones sexuelles. De plus, nous avons tenté d’établir une corrélation entre le degré d’altération de chaque phénotype phéromonal, et les variations de niveau des 5 transcrits de desat1 dans la tête et le corps de l’adulte. (2) Nous avons aussi effectué deux expériences de sélection expérimentale visant à obtenir des lignées différenciées produisant des mâles montrant soit un très haut niveau de discrimination des phéromones sexuelles (HD), soit une discrimination réduite ou absente (LD), en parallèle d’une lignée témoin non sélectionnée (So). Nous avons maintenu une pression de sélection sur environ 20 générations successives, en démarrant, soit d’un fond génétique desat1 où les mâles montrent une discrimination réduite, soit d’un fond génétique sauvage où les mâles montrent une discrimination élevée. Une divergence rapide — après 4 générations en fond sauvage et 7 en fond desat1 — a été observée entre les lignées HD et LD. Nous avons ensuite détecté, avec des puces ADN, les gènes montrant des différences transcriptionnelles entre les têtes ou les corps des mâles HD/LD/So sélectionnés avec le fond génétique desat1. Le niveau d’expression des gènes candidats les plus plausibles a ensuite été mesuré dans les mâles des lignées sélectionnées avec le fond sauvage. Nous avons isolé les deux gènes Shaker (Sh) et quick-to-court (qtc) qui varient très significativement (entre les lignées HD et LD) et qui montrent des variations réciproques selon le fond génétique utilisé. La manipulation génétique de Sh et qtc a été réalisée (dans un fond génétique sauvage) soit avec des mutations agissant de manière ubiquitaire, soit avec des lignées comportant un ARN interférentiel (RNAi) pouvant être ciblé dans des tissus particuliers. Ces expériences ont validé le rôle que ces deux gènes jouent dans la discrimination sexuelle, quand ils sont exprimés dans le système nerveux de la mouche mâle. Comme la discrimination sexuelle peut être modifiée après quelques générations, chez un mâle D. Melanogaster, ceci pourrait expliquer la possibilité de sélectionner rapidement, dans la nature, de nouvelles populations montrant des préférences sexuelles alternatives. Ce processus favoriserait ainsi l’évolution et la fixation de nouvelles régions régulatrices impliquées dans les interactions génétiques au sein du réseau des gènes structurant le système chimiosensoriel sous-jacent à la discrimination des phéromones sexuelles.