INRA Sophia : le premier génome d'un animal parasite de plantes séquencé

Légendes photos -à gauche : Dégâts sur les racines provoqués par le nématode Meloidogyne incognita

-à droite : Nématode Meloidogyne incognita dans la racine

Un joli succès pour les chercheurs du Centre INRA de Sophia (Institut national de recherche agronomique) : ils viennent de séquencer le premier génome d’un animal parasite de plantes. Cette première scientifique a été menée par un consortium international de 27 laboratoires, impliquant l’INRA, le CNRS et le Génoscope, consortium coordonné par une équipe de chercheurs sophipolitain pilotée par Pierre Abad (INRA-CNRS-Université de Nice Sophia Antipolis).

Une publication dans la revue "Nature Biotechnology"

Achevé en 2003, le projet de génome humain avait été l'une des grandes aventures scientifiques des années 90. Ce projet couvrait l'étude non seulement du génome humain, mais aussi celui d'organismes modèles comme le colibacille ou la drosophile. On connaît désormais également le nématode "Caenorhabditis elegans", dont le séquençage est intervenu dès 1998. Il s'agit d'un petit ver considéré comme un organisme modèle en biologie moléculaire et qui permet d'étudier entre autres le suicide programmé de certaines cellules, le vieillissement cellulaire et le développement embryonnaire. Mais il s'agit là d'un nématode libre et l'on connaissait beaucoup moins, jusqu'à présent, les nématodes parasites des plantes.

Le génome séquencé par l'INRA est celui d’un ver parasite de plantes : le nématode à galles, Meloidogyne incognita. Un travail gigantesque qui a nécessité de reprendre de A jusqu'à Z toutes les opérations de séquençage. "Cette avancée permet de lever le voile sur l’arsenal et les adaptations développés par les ravageurs des cultures pour attaquer les plantes. A partir de cela nous allons mieux connaître les armes qu'ils développent. Ils disposent notamment d'un cortège d'enzymes spécifiques capable de dégrader les parois végétales", note Pierre Abad. Cette étude a aussi conduit à l’identification de nouvelles cibles pour le développement de stratégies de lutte spécifique contre ces organismes. Le détail de ces travaux a été publié dans l’édition du mois d’août de la revue "Nature Biotechnology".

La juxtaposition de deux génomes lui donne une incroyable faculté d'adaptation

Le ver analysé, Meloidogyne incognita ou nématode à galles, est un ver microscopique que l'on trouve dans les sols. Il s'agit d'un parasite extrêmement vorace, capable d'attaquer plus de 3.000 plantes hôtes, et particulièrement dommageable pour les cultures maraîchères (tomate, piment, melon ...), le café et le coton. Au cours de l'analyse du génome, les chercheurs ont eu la surprise de constater qu'il était en fait constitué de la juxtaposition d'au moins deux génomes. "Le taux de divergence moyen entre ces deux génomes est un des plus importants jamais observés. Cette particularité génétique pourrait être à l'origine de l'acquisition rapide de nouvelles fonctions conférant à ces organismes asexués leur grande capacité d'adaptation, responsable de leur large distribution sur la planète", note Pierre Abad.

Les nématodes colonisent en effet tous les milieux et représentent une grande part de la diversité biologique, avec 25.000 espèces décrites, et plus d'un million estimées. Un autre résultat majeur est l'identification d'un large éventail d'enzymes permettant la dégradation de la paroi cellulaire des plantes, inégalé dans le règne animal. "Cette étude va permettre d'avoir un premier éclairage sur l'arsenal parasitaire présent chez ces ravageurs de plantes et sur les mécanismes génétiques à l'origine de la formidable capacité d'adaptation de ces organismes asexués", explique le coordonnateur du projet.

L'ouverture vers de nouvelles solutions de lutte biologique

L'étude ouvre ainsi la voie à de nouvelles solutions de lutte. Les nématodes causent des dégâts estimés à plusieurs dizaines de milliards d'euros par an dans le monde. Ils sont aujourd'hui d'autant plus redoutables que, du fait de la toxicité pour l'homme et l'environnement des produits employés pour les combattre (on trouve des dérivés des redoutables "gaz moutarde" de la première guerre mondiale), la majorité de ces molécules sont désormais interdites.

La lutte chimique étant devenue problématique, seule désormais la lutte biologique peut donc faire reculer ce type de parasite. Dans un avenir proche, le séquençage programmé d'autres génomes de vers nématodes devrait permettre d'aller encore un peu plus loin dans cette voie et de mieux comprendre le succès sur la planète de ces organismes. Des organismes qui ont su coloniser la terre et représentent aujourd'hui les quatre cinquièmes des espèces vivantes.

Légendes photos –à gauche : Stades de développement du cycle de vie du nématode Meloidogyne incognita

-A droite : Femelle du nématode Meloidogyne incognita au niveau de son site nourricier dans la racine