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Identification of a viral gene essential for the genome replication of a domesticated endogenous virus in ichneumonid parasitoid wasps
Ange Lorenzi, ..., Anne-Nathalie Volkoff
PLOS Pathogens Published: April 25, 2024 ------ NDÉ Traduction Résumé Des milliers d'espèces de guêpes endoparasitoïdes des familles Braconidae et Ichneumonidae hébergent dans leur génome des "virus endogènes domestiqués" (DEV). Cette étude se concentre sur les DEV des ichneumonidés, appelés ichnovirus (IV). Résumé de l'auteur Les "virus endogènes domestiqués" (DEV) des parasitoïdes constituent un exemple fascinant d'eucaryotes acquérant de nouvelles fonctions par l'intégration d'un génome viral. Les DEV consistent en de multiples loci dans les génomes de guêpes. Lorsqu'ils sont activés, ces éléments orchestrent collectivement la production de virions ou de particules semblables à des virus, qui sont essentiels au succès du parasitisme des insectes hôtes. Malgré l'importance des DEV pour la biologie des parasitoïdes, les mécanismes régulant les étapes clés de la morphogenèse des virions sont largement inconnus. Dans cette étude, nous nous sommes concentrés sur le parasitoïde ichneumonide Hyposoter didymator, qui héberge un ichnovirus composé de 67 loci proviraux. Nos résultats révèlent que tous les loci proviraux sont amplifiés simultanément dans les cellules du calice ovarien des guêpes femelles pendant le stade nymphal, ce qui suggère le détournement des complexes de réplication cellulaires par les protéines virales. Nous avons étudié fonctionnellement le gène U16 de l'ichnovirus, qui code une protéine avec un domaine C-terminal de primase faiblement conservé. L'extinction du gène U16 a inhibé l'amplification de l'ADN viral et la production de virions, soulignant le rôle clé de ce gène dans la réplication de l'ichnovirus. Notre étude prouve que de nombreux gènes impliqués dans la réplication de l'ADN viral ont été conservés au cours de la domestication des ichnovirus. [Image] Femelle d’Hyposoter didymator (Hym., Ichneumonidae) parasitant une chenille de noctuelle.jpg via Le séquençage de deux guêpes parasitoïdes éclaire l’évolution des ichnovirus, leurs compagnons d’armes | INRAE, 16.08.2021
https://www.inrae.fr/actualites/sequencage-deux-guepes-parasitoides-eclaire-levolution-ichnovirus-leurs-compagnons-darmes Le décryptage des génomes de Hyposoter didymator et Campoletis sonorensis permet donc de mieux comprendre la clé du succès planétaire des guêpes parasitoïdes ichneumonides : les ichnovirus, stables dans leur capacité à produire des particules pseudovirales, mais capables de s’adapter au parasitisme de nouveaux insectes par leur frère d’armes parasitoïde. Référence :
Legeai, F., Santos, B.F., Robin, S., et al. (2021). Genomic architecture of endogenous ichnoviruses reveals distinct evolutionary pathways leading to virus domestication in parasitic wasps. BMC Biology, 18, 89. https://doi.org/10.1186/s12915-020-00822-3
Les tiques aussi ont leurs parasitoïdes !
"Of course ticks have parasitoids. Here's Ixodiphagus hookeri in action. Other genera of tick parasitoid are available too. Plantard et al. https://t.co/Y64N8P0fEt Buczek et al. https://t.co/Itstizhbx3" Ross Piper sur X, 15.02.2024
https://twitter.com/DrRossPiper/status/1758064109881364593 [Image] La guêpe parasitoïde Ixodiphagus hookeri en action ------- NDÉ Étude 1 - Ixodiphagus hookeri wasps (Hymenoptera: Encyrtidae) in two sympatric tick species Ixodes ricinus and Haemaphysalis concinna (Ixodida: Ixodidae) in the Slovak Karst (Slovakia): ecological and biological considerations | Scientific Reports, 28.05.2021 https://www.nature.com/articles/s41598-021-90871-7
Alicja Buczek, Weronika Buczek, Katarzyna Bartosik, Joanna Kulisz & Michał Stanko Traduction (extrait) Les guêpes endoparasitoïdes Ixodiphagus sont des ennemis naturels des tiques et elles peuvent en réduire l'abondance. Dans cette étude, nous avons étudié la présence d'Ixodiphagus hookeri dans les tiques Haemaphysalis concinna et Ixodes ricinus du sud de la Slovaquie (dans le Karst slovaque) et analysé les relations écologiques et physiologiques dans le système parasitoïde-hôte. ------- Étude 2 Olivier Plantard, Agnès Bouju-Albert, Marie-Astrid Malard, Axelle Hermouet, Gilles Capron, Hélène Verheyden Traduction (extrait) Pour conclure, en prévision du nombre croissant d'études qui utiliseront une approche métagénomique pour identifier les micro-organismes à l'intérieur des tiques, nous aimerions souligner le fait que les tiques sont également les hôtes de macroparasites (des guêpes comme I. hookeri, mais aussi des nématodes comme Cercopithafilaria rugosicauda associé à I. ricinus) qui peuvent héberger leur propre microbiome. Ainsi, l'étude des maladies transmises par les tiques ne se limite pas à un système tripartite comprenant des vertébrés, des arthropodes vecteurs et des agents pathogènes, mais implique également d'autres organismes, ce qui plaide en faveur d'une approche d'écologie communautaire de ces systèmes complexes.
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2019 : Juillet - Août
"Les effets indirects et indésirables des néonicotinoïdes sont bien étudiés et leurs effets néfastes sur les pollinisateurs établis. Or, la source la plus abondante de sucres et la plus permanente dans les écosystèmes est le miellat des Homoptères sternorhynches.
Pucerons, aleurodes, cochenilles et psylles ponctionnent la sève des végétaux et rejettent des excréments très sucrés, qui recouvrent les feuilles des végétaux qui les hébergent et aussi les plantes poussant en dessous. Un miellat contaminé risque d’empoisonner toute une foule d’insectes friands de ce sucre. Parmi eux nombreux sont ceux qui jouent un rôle positif.
Des entomologistes espagnols ont traité, via le sol ou par pulvérisation, de jeunes plants d’agrumes avec des doses réalistes de thiametoxame et d’imidaclopride, plants infestés par la Cochenille farineuse de l’oranger Planococcus citri (Hém. Pseudococcidé) ; ils ont par ailleurs nourri de leur miellat 2 représentants des « insectes utiles », soit Sphaerophoria rueppellii (Dip. Syrphidé) – larve prédatrice de pucerons, imago pollinisateur – et l’endoparasitoïde solitaire de cochenilles Anagyrus pseudococci (Hym. Encyrtidé).
L’analyse révèle que les 2 insecticides sont présents dans le miellat et l’expérience que le miellat est très toxique pour les auxiliaires surtout le thiametoxame pour le syrphe.
Cette voie d’intoxication des insectes non cibles devra être prise en compte dans l’évaluation des risques dus aux traitements."
Article source (en anglais, gratuit)
Photo : Cochenilles farineuses de l’oranger avec des fourmis récoltant leur miellat. Cliché Takumasa (Demian) Kondo
Phauda flammans Walker (Lepidoptera, Zygaenidae) est l’un des défoliateurs notoires sur Ficus spp. Afin d’éviter la pollution de l’environnement, il est nécessaire d’étudier des agents potentiels de lutte biologique contre P. flammans, pour remplacer la lutte chimique. Quatre espèces d’insectes parasitoïdes ont été identifiées chez P. flammans, dont trois espèces d’hyménoptères (Gotra octocinctus, Apanteles sp., Eurytoma verticillata) et une espèce de diptères (Exorista yunnanica). Les ratios parasitoïdes de G. octocinctus, Apanteles sp., Eu. verticillata et Ex. yunnanica étaient 7.2 %, 4.2 %, 1.6 % et 0.9 %. Les quatre espèces étaient toutes des endoparasitoïdes larvaires des larves de P. flammans. La durée de cocon (nymphe) à adulte, la durée de vie, la longueur de l’axe majeur de cocon et la longueur du corps était plus élevées chez les femelles que pour les mâles pour G. octocinctus, Apanteles sp. et Ex. yunnanica. Sur la base des ratios de parasitoïdes, l’espèce de parasitoïde la plus abondante était G. octocinctus.
Caractéristiques écologiques et morphologiques des parasitoïdes de Phauda flammans (Lepidoptera, Zygaenidae) / Ecological and morphological characteristics of parasitoids in Phauda flammans (Lepidoptera, Zygaenidae), Parasite, 10.12.2015
[Image] Endoparasitoids of Phauda flammans larvae. A–B: Dorsal and profile view of adults in Gotra octocinctus. C–E: Dorsal and profile view of adults and cocoon in Apanteles sp. F–H: Dorsal and profile view of adults and cocoon in Eurytoma verticillata. I–K: Dorsal and profile view of adults and cocoon in Exorista yunnanica.
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To protect and rear their young, some insects have transformed wild viruses into tiny biological weapons By Nala Rogers 05.07.2024 How parasitoid wasps use viruses as biological weapons | Knowable Magazine ------ NDÉ Traduction Bien que personne ne sache avec certitude pourquoi la domestication des virus se poursuit chez les guêpes parasites, les chercheurs pensent que cela est lié à leur mode de vie. Les parasites internes vivent dans les entrailles de leurs hôtes, des environnements dangereux qui tentent activement de les tuer. Du point de vue de la guêpe, les virus sont comme des paquets remplis d'outils permettant de résoudre ce problème des plus graves. Cette idée est étayée par une recherche menée en 2023 sur les génomes de plus de 120 espèces de guêpes, de fourmis et d'abeilles. Les chercheurs ont examiné ces génomes à la recherche de signes des types de virus qui ont tendance à être domestiqués. Ils ont déduit la présence de virus domestiqués en détectant des gènes de virus qui ont été maintenus dans un état fonctionnel au cours de l'évolution. Une telle préservation ne serait pas attendue si les gènes n'aidaient pas les guêpes à survivre ou à se reproduire. Comme on pouvait s'y attendre, les insectes non parasites ne présentaient que peu d'indices de la présence de ces virus domestiqués. Il en va de même pour les parasites qui se développent à l'extérieur du corps de leur hôte, là où le système immunitaire de l'hôte ne peut pas les atteindre. En revanche, chez les parasites qui se développent à l'intérieur d'autres insectes - appelés endoparasitoïdes - les virus domestiqués semblaient beaucoup plus fréquents. "Il existe un lien particulier entre les virus et ces endoparasitoïdes", explique Julien Varaldi, biologiste évolutionniste à l'université Claude Bernard Lyon 1 (France) et l'un des auteurs de l'étude. "Cela suggère que ces virus jouent un rôle important dans l'évolution de ce mode de vie". Et avec des centaines de milliers d'espèces de guêpes et d'innombrables souches de virus, les possibilités d'association entre les deux entités sont nombreuses. Il s'agit, selon Strand, d'un "bac à sable évolutif". Traduit avec DeepL.com (version gratuite) "Cet important manuscrit utilise une approche de génomique comparative rigoureuse et multidirectionnelle pour comprendre comment le mode de vie module l'acquisition et la domestication d'éléments génétiques viraux dans les génomes d'insectes hyménoptères. En utilisant un vaste ensemble de données de plus de 120 génomes d'hyménoptères, les auteur·trices fournissent des preuves convaincantes que l'endoparasitisme (où le développement du parasite se produit à l'intérieur des hôtes) facilite l'acquisition et la domestication des éléments viraux de l'ADN double brin." Editor's evaluation [Image] Endogenous Viral Elements (EVEs ) and their domestication status in Hymenoptera.
Le saviez-vous ? Certains virus peuvent devenir des éléments essentiels du cycle de vie de leur hôte. Par exemple, des gènes essentiels au développement du placenta ont été acquis par nos ancêtres mammifères par "transfert horizontal" à partir de virus. La Gazette du LABORATOIRE - Biodiversité : mieux comprendre les bénéfices évolutifs de l'ADN viral Université Claude Bernard Lyon 1 2023-06-07 "Comment cela fonctionne ? Le matériel génétique viral se retrouve intégré au génome de son hôte et s’il confère un avantage évolutif significatif pour ce dernier, une partie de ce matériel sera maintenue à long terme dans le génome de l’hôte : c’est la domestication. Mais ce qui est encore plus remarquable, c'est que des particules virales complètes ont pu être « domestiquées » par un groupe d'insectes très divers qui a inspiré les films Alien : les parasitoïdes, et plus précisément les "endoparasitoïdes", des prédateurs de l'intérieur, des guêpes qui déposent leurs œufs dans le corps d'autres insectes. En plus de leur précieuse progéniture, les mères injectent des particules virales qui font partie intégrante de leur génome depuis des millions d'années. Ces particules virales sont maintenant utilisées comme des armes efficaces contre la réponse immunitaire de l'hôte. À l'ère de la génomique, il est devenu possible d'évaluer à grande échelle évolutive quelles lignées contiennent effectivement des fragments génomiques issus de l'intégration de matériel génétique viral, voire des gènes viraux "domestiqués". C'est cette approche qu’une équipe du Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive (LBBE – CNRS / Université Claude Bernard Lyon 1 / VetAgro Sup) a utilisé pour répondre à la question suivante : les intégrations et domestications virales sont-elles plus fréquentes chez les endoparasitoïdes, en comparaison avec d'autres insectes où la lutte contre l'immunité de l'hôte est moins essentielle, c'est-à-dire les parasitoïdes externes ou même leurs cousins libres ? Les résultats, publiés en mai 2023 dans la revue eLife, montrent que la réponse est "oui".
L’article montre tout d'abord que si les virus à génome à ARN simple brin sont de loin les plus répandus chez les insectes, ceux à génome à ADN double brin sont intégrés beaucoup plus fréquemment. De plus, le taux d'intégration et, dans une moindre mesure, le taux de domestication par unité de temps, sont plus élevés dans les lignées endoparasitoïdes.
Cette recherche fondamentale a pour objectif premier de comprendre pourquoi la biodiversité est telle qu'elle est, à travers le prisme de son histoire, suivant la théorie de l'évolution. Elle apporte la preuve que les insectes qui se développent dans le corps d'autres insectes, c'est-à-dire dans un environnement hautement nutritif mais aussi hautement antagoniste, ont tendance à accumuler des fragments d'ADN viral dans leur génome. Elle aide ainsi à mieux comprendre les facteurs qui sous-tendent la distribution des intégrations et des domestications virales. Compte tenu de l'importance des virus dans notre propre vie et de l'importance des parasitoïdes en tant qu'agents de "bio-contrôle" contre nos insectes « ennemis », les résultats de cette recherche fondamentale pourraient s'avérer également importante dans une perspective appliquée."
[Image] Une femelle parasitoïde (Leptopilina heterotoma) injecte son œuf et des « virus domestiqués » dans le corps de
son hôte (ici une larve de drosophile). Crédit photo Thibault Andrieux via https://www.datapressepremium.com/rmdiff/2008200/AlertePresseLyon1ADNViral.pdf ------ NDÉ Précédemment, sujet proche → Un virus domestiqué donne un avantage évolutif aux guêpes parasitoïdes | CNRS, 21.02.2020 https://www.cnrs.fr/en/node/4473 [Drosophila parasitoids belonging to the Leptopilina genus]
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2016 : Mai "Les Strepsiptères* sont un ordre d’insectes bizarres. La larve est généralement endoparasitoïde d’un autre insecte. Le mâle possède une paire d’ailes en hélice et des balanciers, des antennes flabellées et vole (brièvement) à la recherche d’une femelle. La femelle, dépourve d’appendices, reste dans l’hôte (qu’elle digère petit à petit), avec juste l’avant-corps – où débouche le conduit génital (apron) -, qui dépasse. Les larves nouveau-nées (triongulins) éclosent dans sa cavité générale et la dévorent, puis sortent par l’apron à la recherche d’un hôte à « stylopiser ». Les adultes émergent d’un puparium.
À l’instar des punaises Cimicidés (dont la Punaise des lits) et de certaines drosophiles, la copulation « normale » est remplacée – selon quelques observations - par une insémination traumatique chez les Mengénillidés, Strepsiptères primitifs chez qui la femelle vit libre. Chez les espèces évoluées (les « stylops » à femelle endoparasite) aussi sans doute, à preuve les résultats obtenus par des entomologistes allemands, fins observateurs et munis d’un outillage conséquent : microtomographe numérique et microscope électronique à balayage à haute résolution.
Leur « matériel » : Stylops ovinae (Stylopidé) parasite de l’Andrène vagabonde Andrena vaga (Hym. Andrénidé). Celle-ci est une petite abeille solitaire à langue courte, qui niche dans un terrier dans le sable de berges sableuses et récolte le pollen et le nectar de saules.
À l’évidence, le mâle enfonce brutalement son pénis dans le « cou » de la femelle et reste longtemps in copula – une demi-heure, soit une bonne partie de sa vie d’imago en fait. Il ne pénètre pas dans le conduit génital mais juste au-dessus, dans une fente transversale. L’invagination, au tégument épaissi, débouche directement dans la cavité générale. Cet ectospermalège a dû se mettre en place au long de l’évolution pour réduire les effets néfastes des manières perforantes des mâles sur la femelle (qui est polyandre).
Contrairement à ce qui était admis, la copulation traumatique – dont l’intérêt n’est pas clairement établi - s’est maintenue chez les Strepsiptères évolués depuis les espèces primitives."
Article source (illustré, gratuit, en anglais)
À (re)lire : Les Strepsiptères, par Alain Fraval. Insectes n° 147 (2007-4). * Étymologie : de streptos tordu et pteron aile. Las ailes sont le plus souvent tordues sur les exemplaires naturalisés. [L'étude] Traumatic insemination and female counter-adaptation in Strepsiptera (Insecta) : Scientific Reports, 29.04.2016
http://www.nature.com/articles/srep25052 [Image] (A) Abdomen of A. vaga, parasitized by a female. (B) Mounting the host. (C) Unfolding the penis. (D) Penetration. (E–H) Anchoring. (I–L) Separation.
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Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2013 : Juin
"La femelle de Ganaspis sp. 1 (Hym. Frigitidé), endoparasitoïde, pond dans Drosophila melanogaster (Dip. Drosophilidé), Mouche du vinaigre et des labos, et lui injecte en même temps du venin. En réaction, des plasmatocytes - cellules de l’immunité innée - affluent via l’hémolymphe et encapsulent les œufs qui meurent : la droso survit. Sinon, les larves de G1 dévorent la droso de l’intérieur ; quand elles se nymphosent la mouche meurt.
Or, une étonnante manipulation de l’immunité cellulaire de l’hôte par le parasitoïde empêche cette issue fatale. Son mécanisme vient d’être mis au jour par Todd Schlenke et ses collègues de l’université Emory (Géorgie, États-Unis). Par des techniques de biologie moléculaire, ils ont dressé l’inventaire des composants du venin du parasitoïde : pas moins de 170 substances et parmi elles, en quantité, une protéine protégée (elle se retrouve tout au long de l’évolution) appelée SERCA. C’est une « pompe à calcium » qui, dans la cellule, contrôle les flux de calcium entre cytoplasme et réticulum endoplasmique. Le calcium, en très petite quantité, joue le rôle de signal intracellulaire et son excès empoisonne la cellule.
En utilisant des drosos transgéniques, il a été établi qu’un pic de calcium déclenche l’attaque des plasmatocytes. Et que l’injection de SERCA avec le venin inhibe cette salutaire réaction. Ceci sans aucun effet sur les autres cellules de l’hôte.
Il reste à comprendre comment la protéine SERCA, hydrophobe et entourée d’une membrane huileuse, parvient sans altération de la glande à venin à sa cible la cellule immunitaire ; l’hypothèse d’un virus véhicule est avancée."
D’après notamment « Parasitic wasps use calcium pump to block fruit fly immunity ». Lu le 20 mai 2013 à //phys.org/news/
Sur l’immunité des insectes et des hommes, (re)lire : Jules Hoffmann, un prix Nobel de médecine, par Roland Lupoli. Insectes n° 164 (2012-1).
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