Découverte et caractérisation de nouveaux ligands peptidiques pour l’étude de la neurobiologie de l’abeille domestique Apis mellifera, et pour la conception d’insecticides écologiques et sélectifs

Discovery and characterization of new peptide ligands for the study of the neurobiology of the honey bee Apis mellifera and for the design of ecological and selective insecticides

• Auteur / Autrice : Rosanna Mary
• Direction : Sébastien Dutertre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie Biomoléculaire
• Date : Soutenance le 29/07/2020
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques Balard (Montpellier ; 2003-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Biomolécules Max Mousseron (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Dutertre, Emmanuel Deval, Denis Servent, Valérie Rolland, Hamid Moha Ou Maati
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Emmanuel Deval, Denis Servent

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéomique

Électrophysiologie

Venin

Insecticides

Abeille domestique

Mots clés libres

Abeille méllifère

Insecticides

Venins

Électrophysiologie

Protéomique

Transcriptomique

Honeybee

Insecticides

Venoms

Electrophysiology

Proteomic

Transcriptomic

Résumé

Depuis 2006, un syndrome connu sous le nom de « syndrome d'effondrement des colonies » (ou CCD) est responsable d’une mortalité moyenne de 50% (dans les cas extrêmes jusqu’à 90%) des colonies d’abeilles dans certaines régions du monde. Bien que d'origine multifactorielle, la pulvérisation intensive d'insecticides montre un rôle majeur dans la mortalité des pollinisateurs. Or, en l’absence de protection, 30 à 40% des récoltes mondiales seraient détruites par les maladies et les insectes nuisibles. En 2009, ces insectes ont causé à eux-seuls 14% de perte de récolte, en moyenne. La lutte contre ces insectes repose ainsi essentiellement sur l'application d'insecticides synthétiques, dont l’utilisation massive a rapidement conduit à de nombreux effets délétères sur les insectes non cibles mais également sur l’environnement ou la santé humaine. La toxicité aiguë des différentes classes de composés insecticides se produit via leurs actions sur les canaux ioniques. En revanche, la sensibilité des abeilles à ces composés reste encore à déterminer, afin d’envisager l’élaboration de solutions de remplacement des méthodes de protection des cultures. Parmi les principaux objectifs de ce projet de thèse, citons i) la caractérisation des canaux ioniques d’Apis mellifera et d’insectes nuisibles (puceron Acyrthosiphon pisum, et varroa Varroa destructor) par la technique d’électrophysiologie en double électrode et voltage imposé, ii) l’analyse transcriptomique et protéomique de différents venins d’araignées dans le but de fournir les outils moléculaires permettant de déchiffrer avec précision la pharmacologie et les rôles des principaux sous-types de canaux ioniques dans la neurobiologie des abeilles domestiques, mais aussi d’identifier de nouvelles molécules insecticides sélectives des insectes nuisibles.

Since 2006, a syndrome known as “colony collapse syndrome” (or CCD) has been responsible for an average mortality of 50% (in extreme cases up to 90%) of bee colonies in certain regions of the world. Although of multifactorial origin, the intensive spraying of insecticides shows a major role in the mortality of pollinators. However, in the absence of protection, 30 to 40% of the world's crops would be destroyed by diseases and pest insects. In 2009, these insects have caused by themselves an average loss of 14%. The fight against these insects is therefore essentially based on the application of synthetic insecticides, whose massive use of which has quickly led to numerous deleterious effects on non-target insects but also on the environment or human health. The acute toxicity of the different classes of insecticidal compounds occurs through their actions on the ion channels. However, the sensitivity of bees to these compounds remains to be determined, in order to consider the development of alternatives to crop protection methods. Among the main objectives of this thesis project, were i) the characterization of the ion channels of Apis mellifera and pest insects (aphid Acyrthosiphon pisum, and varroa Varroa destructor) by the technique of two-electrode voltage clamp electrophysiology, ii) transcriptomic and proteomic analysis of different spider venoms in order to provide molecular tools to accurately decipher the pharmacology and roles of the main ion channel subtypes in the neurobiology of honeybees, but also identify new insecticidal molecules selective for pest insects.