Didier Bouchon présente la bactérie qui féminise - Futura

Actualité>Fêtedelascience:DidierBouchonprésentelabactériequiféminise Futura-Sciences
Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/nature/infos/actu/d/zoologie-fete-science-
didier-bouchon-presente-bacterie-feminise-21420/
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Fêtedelascience:DidierBouchonprésentelabactériequi
féminise
Entre la bactérie Wolbachia  et le cloporte, c’est une véritable histoire d’amour, histoire réservée en
quelque sorte aux femelles. En effet, la première aime tant les femelles qu’elle féminise les mâles.
Didier Bouchon, directeur du laboratoire EcologieEvolutionSymbiose de l’UniversitédePoitiers,nous
parle de l’intime relation entre cette bactérie et ce crustacé, le cloporte, qui illustre ce que l'on
appellelaco-évolution.
Testiculed'insecteinfectéparWolbachia.Enrougel'ADNdel'insecte,envertclair
l'endosymbionte.©SethBordenstein,Michael-ClarkCCby-nc-sa
Didier Bouchon est chercheur à l’Université de Poitiers et il étudie les processus co-évolutifs dans la dynamique et
l’évolutiondelasymbioseentrelesarthropodeset labactérie Wolbachia .Pour traqueret comprendrecette perverse
sexuelleetsonhistoireinsolite,ilparcourtleslabos etlemonde,enEurope,auPanama,auBrésil,enThaïlande…Il
ramènedanssesvalisesdescollectionsdecloportesvivantsquisontensuiteélevés,contaminés,broyésetséquencés.
PourFutura-Sciences,ildévoilelesdétailsintimesdececouplepourlemoinsétrange.
Futura-Sciences : Vous travaillez sur les interactions entre un arthropode et une bactérie, Wolbachia .
Quellessontlesparticularitésquirendentcesinteractionssiétonnantes?
Didier Bouchon : Wolbachia  est un endosymbionte, autrement dit une bactérie intracellulaire, c’est-à-dire qui vit à
l’intérieur des cellules de sonhôte. Sa principale particularité est qu’elle manipule la détermination du sexe chez les
crustacésterrestres,lescloportes.Ellesetransmetvialescellules-œufsdesmèresettransformelescellules-œufsqui
Le19/11/2009à13:29-Par
GrégoireMacqueron,Futura-Sciences

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sontgénétiquementdesmâlesenindividusfemelles.
FS:Quellesespècessontcontaminéesparcettebactérie?
DidierBouchon: Wolbachia aétédécouverteen1924parleschercheursWolbachetHertigàl’intérieurdecellulesde
moustique. Depuis, cette bactérie a été identifiée chez 60% desespèces d’arthropodes et quelques espèces de
nématodes.
Photographieaumicroscopeàfluorescenced’unovairedecloporteinfectéparlabactérie Wolbachia .
Enrouge:Wolbachia,envert:cytoplasmedescellules,enbleunoyaudescellules.©JoanneBertaux
(LEES)
FS:Commentopère-t-ellepourtransformerlesmâlesenfemelles?
DidierBouchon:Lemécanismeàl’originedecetteféminisationdesmâlesn’estpasencoreconnumaisonsaitque
Wolbachia empêchel’expressiondel’hormoneandrogène,l’hormonedesmâles.Sanscettehormone,lesorganismes
adoptentalorslesexepardéfaut:femelle.
Pour Wolbachia , les mâles sont des culs-de-sac. Lors de laspermiogenèse, les cellules spermatides perdent 90% de
leurcytoplasmepourneconserverqueleurnoyauetleursystèmelocomoteur.Toutleresteestéjecté,ycomprisles
bactériesendosymbiotiques.Ellesnepeuventdoncêtretransmisesauxgénérationsultérieures(transmissionverticale)
parlavoiedesmâles.
Lesovocytes, en revanche, conservent leur cytoplasme et donc leurs bactéries pour les transmettre, ainsi que les
autresorganites,àleurprogéniture.
FS:Quelavantagetire Wolbachia deceprocessus?
DidierBouchon:Dupointdevuede Wolbachia ,lavoiedesmâlesestuneimpasseévolutive.Lesbactériesontdonc
été sélectionnées naturellement pour faciliter leur transmission en féminisant les mâles. Elles ont donc favorisé le
développement des femelles. Une femelle produit, statistiquement, 50% de mâles et 50% de femelles. Infectée par
Wolbachia ,elleproduit100%defemelles,cequiluidonneunavantagesélectifparrapportauxautresfemelles.
FS:Maislesmâlessonttoutdemêmenécessairesàlareproduction,non?

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DidierBouchon:Iln’existepasdepopulationoùlatransmissionde Wolbachia ,donclaféminisation,atteint100%.La
transmissionestenmoyennede80à90%,20%desœufséchappentdoncàlacontamination.Danslespopulations
infectées, ily a 80-90% de femelles et 10-20%de mâles, mais ceux-ci fécondentbeaucoup de femelles. C’est donc
suffisantpourlareproductiondelapopulation.
Lespopulationsinfectéesontunedynamiquetrèsdifférentedespopulationssanscettebactérie.Ellessontnotamment
plus dispersives : les femelles cloportes possèdent une poche marsupiale fermée, le marsupium, qui renferme leurs
œufsetd’oùnaissentunecentainedepetitscloportesdéjàconformés.Ellesdisposentenoutred’unespermathèque
danslaquelleellesstockentetpuisentlespermedeleurpremièrecopulation.Ellespeuventainsicoloniserdenouveaux
territoiresavecunegrandeefficacité.
FS : Si Wolbachia est transmise d’une génération à l’autre et n’est jamais trouvée libre dans
l’environnement,d’oùvient-elleetcommenta-t-elleinfectéseshôtespourlapremièrefois?
DidierBouchon:Al’origineonsupposequel’ancêtrede Wolbachia étaitunebactériepathogènedesarthropodes.Ily
a100à200millionsd’années,uneco-évolutionauraitprovoquéunediminutiondelavirulencedelabactérieauprofit
d’uneplusgrandetransmissibilité.Ceprocessusévolutif,quisetraduitparlepassaged’unetransmissionhorizontale
(d’individu à individu) vers une transmission verticale (entre générations), est bien connu. Il est probable que les
cloportesaientétéinfectésparlesinsectes.
Expérimentalement,ilaétéprouvéqu’unetransmissionhorizontaleétaitpossibleparcontactsanguin.Lorsquedeux
cloportes blessés sont en contact, ce qui n’est pas impossible vu qu’ils vivent souvent en contact serré sous des
pierres,parexemple,lecloporteporteurde Wolbachia peutinfecterlesecond.Al’échelleévolutive,detelsévénements
sontsuffisantspourétendrelarépartitionde Wolbachia.
La répartition actuelle de la bactérie est essentiellement due aux transferts verticaux auxquels s’ajoutent quelques
transfertshorizontaux.
DidierBouchon.©Lui-même
«Dupointdevuede Wolbachia ,lavoiedesmâlesestuneimpasseévolutive»
FS:Concrètement,commentcesétudessont-ellesréalisées?

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Didier Bouchon : D’autres laboratoires, une centaine environ, travaillent sur cette bactérie chez les insectes. Mais
nos études sontuniques carnous travaillons surlecloporte,uncrustacé,etquechez celui-ci, Wolbachia  entraîne la
féminisation des mâles. Nous nous réunissons tous les deux ans lors d’une conférence mondiale, Wolbachia
Conference ,pourprésenteretcomparernostravauxrespectifs.C’estimportantpourvérifier,confronterlesmodèleset
s’assurer que les découvertes et avancées ne concernent pas qu’une seule population mais sont généralisables à
l’ensembledusystème Wolbachia -hôte.
Cestravauxnousamènentaussiàparcourirlemondeetenparticulierlestropiquespourétudierlecasdesvecteursde
maladiestropicales,commelesmoustiques,etprévoircequ’ilpourraitsepassersuiteauréchauffementclimatique.En
effet, les vecteurs se déplacent déjà et certains s’établissent en région méditerranéenne où ils étaient jusque-là
absents.Nousallonsdoncobserversurleterrainlesinteractionsbactérie-hôteetnousprélevonsdesindividuspourles
étudierensuiteenlaboratoire.
FS:Vousdevezdoncdisposerd’élevagesdecloportes,puisquelabactérienepeutvivrequedansles
cellulesdesonhôte.Commentcesélevagesseprésentent-ils?
Didier Bouchon : Il y a environ 4.000 espèces de cloportes décrites, réparties depuis le cercle polaire jusqu’à
l’Equateur.EnEurope,ilya500à1.000espècesdécrites.
Enlaboratoire,nousélevonsplusd’unecentained’espèces,soit250.000individus.C’estassezsimpleàréaliser,ilsuffit
deboîtesavecduterreau,del’humiditéetdesélémentsvégétauxpourlesnourrir.Laseulecontrainteestlenombre
debrasquecetélevagerequiert.Commedanslesélevagesdedrosophiles,nousréalisonsdesélevagescontrôléspour
disposerdelignéesdontnousconnaissonsparfaitementlescaractéristiquesetlepédigreesur30ans.
Parailleurs,nousavonsuneéthique:toutcequirentreestvivant,toutcequisortestmort.Celapermetd’évitertoute
contamination dumilieu par des espècesexotiques et infectées, donc très prolifiques. Comme la bactérie Wolbachia
disparaît au-delà de 30°C, il suffit de passer les échantillons à l’étuve pour les stériliser et donc, non, il n’y a aucun
risquequelesêtreshumainssoientinfectés.
FS : Pourquoi étudiez-vous cette relation écologique, certes surprenante, mais qui semble bien loin
despréoccupationsdenosconcitoyens?
DidierBouchon:Lecadregénérald’étudedulaboratoireestlasymbioseetleséchangesentredesbactériesetdes
organismeseucaryotesd’unepart,l’étudedescrustacéesd’autrepart.Orlabactérie Wolbachia estunendosymbionte
trèsfréquentchezlesarthropodes,dontfontpartielescrustacés.
Quantàlaquestion« Aquoiçasert? »,ehbien, Wolbachia pourraitêtreutiliséecommemoyendeluttebiologique.Si
l’on contrôle cette bactérie, il est possible de manipuler les populations de ravageurs, que ceux-ci s’attaquent aux
culturesousoientdesvecteursdemaladieshumainescommelamalariaouladengue.
Par exemple, une féminisation des mâles à 100% ferait s’écrouler des populations de ravageurs. Chez l’insecte, la
bactérie crée des incompatibilités qui aboutissent à l’avortement. Avec un taux de 100%, les populations touchées
s’écrouleraient à leur tour. Il y a ainsi un grand programme financé en partie par la FondationBill Gates  pour lutter
contrelamalariaetladengue.
FS : N’y a-t-il pas un risque à éliminer une espèce, même nuisible, qui a tout de même un rôle
écologique?
Didier Bouchon : Toutes les populations d’une même espèce ne sont pas des vecteurs de maladie. L’idée est
d’éliminerouderéduirelespopulationsdeszonesàrisques,maispasl’espèceentière,cequipourraiteffectivement
perturberlesécosystèmes.
FS:Vousparlezdecontrôler Wolbachia ,commentenvisagez-vousdelefaire?
DidierBouchon:Agirsur Wolbachia ,làestleproblème!Labactérienepeutvivrequedanslescellulesdesonhôte,
elle n’est donc pas cultivable, ce qui empêche bon nombre d’expérimentations. Par transformationgénétique, peut-

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être,maisonnesaitpasencorelefaire.
Pourlatransmissionde labactériemodifiée,enrevanche,il n’y a pasde problème.Il suffitdepréparerunbroyatà
partird’individusinfectésetréaliserensuiteuneinfectionartificielledespopulationsciblées.
Pourallerplusloin:
BouchonD.,CordauxR.,GrèveP.(2008)  FeminizingWolbachiaandtheevolutionofsexdeterminationinisopods .
InInsectSymbiosis , volume3,K.Bourtzis,T.Millereds,CRCPress,BocaRaton