Comment un champignon parvient à contrôler le comportement de fourmis
Le projet HETEROGENIUS (Heterogeneous activity underlying the control of animal behaviour by a fungus) a étudié le processus du point de vue du génome fongique. Cela contrastait avec les études antérieures de ce phénomène, qui étaient concentrées sur le comportement des fourmis. L'objectif du projet était de comprendre les mécanismes génétiques complexes derrière la manipulation par le parasite capable de s'adapter au comportement de l'hôte. Les chercheurs ont par conséquent développé des protocoles pour isoler le champignon que l'on retrouve dans les cadavres de fourmis collectés sur le terrain et pour cultiver et maintenir des cultures fongiques. Des protocoles d'infection ont ensuite été développés pour recréer les infections et la manipulation comportementale d'O. unilateralis en conditions de laboratoire. Des tissus de fourmis ont été cultivés et combinés avec une étude métabolomique pour déterminer les métabolites fongiques sécrétées dans différentes parties de l'hôte. Cela a abouti à la découverte de nouveaux depsipeptides cycliques, un groupe de mycotoxines. La technique a également révélé différents sécrétomes (protéines sécrétées) pour les tissus cérébraux et musculaires de fourmis et réagi de manière hétérogène pour des cerveaux de différentes espèces de fourmis. De plus, l'étude a abouti à la découverte des premiers composés candidats qui pourraient être impliqués dans la manipulation du cerveau. L'ARN des têtes des fourmis infectées (prélevé alors qu'elles étaient vivantes ou après leur mort suite à une morsure) a été comparé à l'ARN des têtes de fourmis saines. Les résultats indiquent que la majorité des gènes fongiques régulés à la hausse au cours de la manipulation du comportement ne se trouvent que dans O. unilateralis. Ils ont également révélé que le parasite fongique pourrait réguler les réponses aux stress neuronaux chez l'hôte pendant la morsure manipulée. Il a également été observé que le champignon altère la communication chimico-sensorielle de l'hôte et entraîne l'apoptose. De plus, les scientifiques ont découvert des gènes régulés à la hausse au cours de la manipulation qui pourraient encoder des protéines avec des effets signalés sur le comportement, les neuropathologies et la biosynthèse de métabolites secondaires, tels que les alcaloïdes. L'horloge circadienne fongique a été étudiée, et des études de terrain ont montré que le comportement manipulé de morsure était synchronisé à midi. Cela indique que des synchronisateurs externes, comme la lumière ou la température, pourraient avoir une influence importante sur le comportement des parasites. Le projet HETEROGENIUS a fourni des informations très intéressantes sur les interactions hôte-parasite, en particulier celles qui concernent la manipulation du comportement. La découverte des gènes et des métabolites impliqués dans ce phénomène fournira de nouvelles opportunités pour une recherche appliquée dans les domaines du développement de médicaments et du contrôle biologique des insectes parasites.
Mots‑clés
Fourmis charpentières, Orphiocordyceps unilateralis, HETEROGENIUS, métabolomique, depsipeptides cycliques, mycotoxines, sécrotomes, ARN, horloge circadienne
