{"id":17611,"date":"2024-07-18T12:57:59","date_gmt":"2024-07-18T11:57:59","guid":{"rendered":"https:\/\/targetmalaria.org\/?p=17611"},"modified":"2024-08-02T12:25:23","modified_gmt":"2024-08-02T11:25:23","slug":"y-chromosome-shredding-in-anopheles-gambiae-a-new-genetic-sexing-strain-reveals-novel-insight-into-the-biology-of-synthetic-sex-ratio-distorters","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/targetmalaria.org\/fr\/latest\/blog\/y-chromosome-shredding-in-anopheles-gambiae-a-new-genetic-sexing-strain-reveals-novel-insight-into-the-biology-of-synthetic-sex-ratio-distorters\/","title":{"rendered":"Le d\u00e9chiquetage du chromosome Y chez Anopheles gambiae : une nouvelle souche de sexage g\u00e9n\u00e9tique permet de mieux comprendre la biologie des distordeurs synth\u00e9tiques du sexe-ratio"},"content":{"rendered":"\n

Il existe des \u00e9l\u00e9ments g\u00e9n\u00e9tiques naturels, connus sous le nom de \u00ab la pulsion m\u00e9iotique du sexe-ratio\u202f\u00bb (sex ratio meiotic drive) qui peuvent influencer le rapport du nombre de m\u00e2les et de femelles dans la prog\u00e9niture, en favorisant soit le sexe m\u00e2le, soit le sexe femelle. Ces \u00e9l\u00e9ments ont \u00e9t\u00e9 observ\u00e9s dans de nombreux groupes de plantes et d’animaux, notamment chez les insectes et les mammif\u00e8res.  <\/p>\n\n\n\n

En plus d’\u00eatre un ph\u00e9nom\u00e8ne biologique fascinant, la capacit\u00e9 de ces m\u00e9canismes g\u00e9n\u00e9tiques \u00e0 contr\u00f4ler le sexe-ratio pourrait \u00eatre un outil puissant pour d\u00e9velopper de nouvelles strat\u00e9gies de lutte contre les vecteurs, afin de r\u00e9duire la propagation des maladies. Dans le cas du principal vecteur du paludisme, Anopheles gambiae<\/em>, ce ph\u00e9nom\u00e8ne pourrait \u00eatre utilis\u00e9 dans les strat\u00e9gies de lutte antivectorielle pour r\u00e9duire le nombre de femelles infect\u00e9es porteuses du parasite du paludisme.     <\/p>\n\n\n\n

S’il est con\u00e7u en laboratoire, ce syst\u00e8me peut \u00eatre utilis\u00e9 pour r\u00e9duire le nombre de femelles dans la descendance, ce qui permet de r\u00e9duire la population d’une esp\u00e8ce cible.   <\/p>\n\n\n\n

Il y a quelques ann\u00e9es, le laboratoire Crisanti<\/a> a mis au point un syst\u00e8me synth\u00e9tique de distorsion du sexe-ratio chez Anopheles gambiae<\/em>. L’\u00e9tude a montr\u00e9 que la r\u00e9duction du nombre de femelles par la modification du sexe-ratio de la prog\u00e9niture en faveur des m\u00e2les peut entra\u00eener l’effondrement d’une population de moustiques en laboratoire sur quelques g\u00e9n\u00e9rations. La souche, appel\u00e9e \u00ab m\u00e2le biais\u00e9 \u00bb ou \u00ab Ag(PMB)1 \u00bb, est un outil puissant pour la lutte antivectorielle, et des \u00e9tudes pr\u00e9liminaires testent actuellement son efficacit\u00e9 sur le terrain.   <\/p>\n\n\n\n

Avant d’expliquer nos travaux r\u00e9cents, il est important de d\u00e9tailler certaines caract\u00e9ristiques de la biologie g\u00e9n\u00e9tique et de la reproduction des moustiques anoph\u00e8les<\/em>.   <\/p>\n\n\n\n

Le moustique An. gambiae<\/em> poss\u00e8de une paire de chromosomes sexuels (XX et XY, comme chez l’homme) et une paire d’autosomes. Lorsqu’un moustique h\u00e9rite d’une paire de chromosomes XY de ses parents, il se d\u00e9veloppe comme un m\u00e2le. Lorsqu’un moustique h\u00e9rite d’une paire de chromosomes XX, il se d\u00e9veloppe comme une femelle. Comme chez l’homme, les moustiques m\u00e2les sont responsables de la d\u00e9termination du sexe de la prog\u00e9niture. Apr\u00e8s l’accouplement du moustique, les spermatozo\u00efdes porteurs de chromosomes X ou Y f\u00e9condent l’ovule de la femelle, donnant naissance \u00e0 des individus femelles (XX) ou m\u00e2les (XY). En g\u00e9n\u00e9ral, la probabilit\u00e9 qu’un spermatozo\u00efde porteur d’un Y f\u00e9conde l’ovule est la m\u00eame que celle d’un spermatozo\u00efde porteur d’un X, ce qui fait que l’embryon a 50 % de chances d’h\u00e9riter d’un chromosome X ou Y. Cela se traduit par la pr\u00e9sence d’un nombre \u00e9gal de m\u00e2les et de femelles dans la descendance du moustique.   <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Fig1 : Coloration du caryotype des chromosomes mitotiques du moustique m\u00e2le An. gambiae <\/em>Autosomes (A), chromosome X (X), chromosome Y (Y).\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Le syst\u00e8me synth\u00e9tique de distorsion du sexe-ratio (souche Ag(PMB)1) agit en modifiant ce processus, pendant la formation des spermatozo\u00efdes porteurs de X ou de Y dans l’organe reproducteur du moustique. Plus pr\u00e9cis\u00e9ment, une endonucl\u00e9ase telle que Ippol ou Cas9 peut \u00eatre utilis\u00e9e pour cibler un chromosome sexuel sp\u00e9cifique au cours de la gam\u00e9togen\u00e8se masculine. Le chromosome X peut \u00eatre \u00ab d\u00e9chiquet\u00e9 \u00bb, ce qui entra\u00eene la production de spermatozo\u00efdes porteurs de X non fonctionnels, tandis que les spermatozo\u00efdes porteurs de Y restent intacts et capables de f\u00e9conder les ovules. Cela augmente la probabilit\u00e9 que les spermatozo\u00efdes porteurs de l’Y f\u00e9condent les ovules, ce qui donne une prog\u00e9niture \u00e0 pr\u00e9dominance masculine.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Fig2 : M\u00e9canisme mol\u00e9culaire du syst\u00e8me de d\u00e9chiquetage du chromosome X. Le ciblage des s\u00e9quences r\u00e9p\u00e9titives sur le chromosome X du moustique entra\u00eene la formation de spermatozo\u00efdes endommag\u00e9s porteurs du X. Par cons\u00e9quent, seuls les spermatozo\u00efdes porteurs du Y peuvent f\u00e9conder les ovules, ce qui entra\u00eene une pr\u00e9dominance masculine dans la descendance.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Maintenant que nous avons pr\u00e9sent\u00e9 les m\u00e9canismes de base du fonctionnement des perturbateurs synth\u00e9tiques du sexe-ratio, nous pouvons pr\u00e9senter notre derni\u00e8re \u00e9tude publi\u00e9e dans Plos Genetics. <\/a>  <\/p>\n\n\n\n

Notre recherche visait \u00e0 d\u00e9terminer s’il \u00e9tait possible d’induire un biais f\u00e9minin dans la prog\u00e9niture en \u00ab d\u00e9chiquetant \u00bb le chromosome Y pendant la gam\u00e9togen\u00e8se m\u00e2le chez Anopheles gambiae.<\/em>   <\/p>\n\n\n\n

Contrairement au chromosome X, la composition des s\u00e9quences du chromosome Y de l’anoph\u00e8le <\/em>est mal caract\u00e9ris\u00e9e, ce qui rend difficile l’identification de sites cibles uniques li\u00e9s au chromosome Y pour le d\u00e9chiquetage chromosomique. Pour cette raison, nous avons d\u00fb utiliser deux approches diff\u00e9rentes, combinant les analyses in silico <\/em>et la cytog\u00e9n\u00e9tique, pour identifier un site cible unique sur le chromosome Y. <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Fig3 : Hybridation in situ en fluorescence (FISH) de l\u2019ADN sur un chromosome mitotique d’An. gambiae<\/em> obtenu \u00e0 partir du testicule m\u00e2le montrant l’emplacement du site cible utilis\u00e9 pour le d\u00e9chiquetage du chromosome Y. A (Autosome), X (chromosome X), Y (chromosome Y). Vert = satellite li\u00e9 \u00e0 l’Y, bleu = DAPI.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Apr\u00e8s avoir s\u00e9lectionn\u00e9 le site cible, nous avons utilis\u00e9 le syst\u00e8me CRISPR\/Cas9 pour cibler les s\u00e9quences r\u00e9p\u00e9titives dans le chromosome Y pendant la gam\u00e9togen\u00e8se m\u00e2le. Apr\u00e8s quelques tentatives, nous avons constat\u00e9 que les moustiques h\u00e9bergeant notre construction g\u00e9n\u00e9tique g\u00e9n\u00e9raient une prog\u00e9niture \u00e0 forte dominante f\u00e9minine (99 %) sans r\u00e9duction de leur aptitude, ce qui sugg\u00e8re que notre syst\u00e8me ciblait la bonne quantit\u00e9 de s\u00e9quences li\u00e9es au chromosome Y pour induire le d\u00e9chiquetage du chromosome Y dans le testicule m\u00e2le.   <\/p>\n\n\n\n

\u00c9tant donn\u00e9 que les m\u00e9canismes cellulaires impliqu\u00e9s dans la distorsion du sexe-ratio induite par le distordeur synth\u00e9tique de sexe-ratio sont largement inconnus, nous avons \u00e9galement \u00e9tudi\u00e9 l’impact du d\u00e9chiquetage du chromosome Y sur le processus m\u00e9iotique de s\u00e9lection des spermatozo\u00efdes en utilisant l’hybridation fluorescente in situ (FISH) de l’ADN. La FISH est une technique qui permet de marquer avec des sondes fluorescentes une r\u00e9gion sp\u00e9cifique des chromosomes. De mani\u00e8re surprenante, nous avons d\u00e9couvert que le niveau \u00e9lev\u00e9 de distorsion du sexe-ratio observ\u00e9 \u00e9tait li\u00e9 \u00e0 la pr\u00e9sence d’un processus de s\u00e9lection des spermatozo\u00efdes agissant contre les spermatozo\u00efdes d\u00e9fectueux avant que la f\u00e9condation n’ait lieu dans la spermath\u00e8que de la femelle. <\/p>\n\n\n\n

Les r\u00e9sultats de cette \u00e9tude nous permettent de mieux comprendre les m\u00e9canismes mol\u00e9culaires et biologiques \u00e0 l’origine des distorsions synth\u00e9tiques du sexe-ratio chez les moustiques anoph\u00e8les<\/em>, ce qui pourrait contribuer \u00e0 l’\u00e9laboration de strat\u00e9gies de lutte antivectorielle ciblant \u00e9galement le sexe-ratio chez d’autres organismes. Enfin, nous pr\u00e9sentons une souche g\u00e9n\u00e9tique de sexage capable de produire essentiellement des femelles, ce qui constitue un outil g\u00e9n\u00e9tique pr\u00e9cieux pour les \u00e9tudes fondamentales sur ce vecteur mortel.   <\/p>\n\n\n\n

Cette souche pourrait \u00eatre utilis\u00e9e, en combinaison avec la souche dont le chromosome X est d\u00e9chiquet\u00e9, le \u00ab m\u00e2le biais\u00e9 \u00bb, comme syst\u00e8me de sexage pr\u00e9zygotique, permettant la production de lots d’embryons m\u00e2les et femelles. <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Fig4: Le syst\u00e8me de sexage pr\u00e9zygotique permet de collecter un grand nombre d’embryons m\u00e2les et femelles pour r\u00e9aliser des exp\u00e9riences de s\u00e9quen\u00e7age de l’ARN afin d’\u00e9tudier les diff\u00e9rences entre l’expression des g\u00e8nes des embryons m\u00e2les et femelles \u00e0 un stade pr\u00e9coce du d\u00e9veloppement.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Ce syst\u00e8me de sexage innovant permet diverses exp\u00e9riences de s\u00e9quen\u00e7age, ouvrant la voie \u00e0 une compr\u00e9hension plus approfondie du d\u00e9veloppement m\u00e2le et femelle aux premiers stades chez Anopheles gambiae<\/em>, ce qui pourrait contribuer \u00e0 l’am\u00e9lioration des strat\u00e9gies de lutte contre le paludisme.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

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