Bilan général 2002-2005, Prospectives 2007-2010
Les interactions durables (ou symbiotiques) regroupent les associations entre deux organismes (ou unités génétiques plus ou moins autonomes) spécifiquement distincts qui s’établissent dans la durée. Elles recouvrent ainsi toute une gamme de relations qui s’échelonnent le long d’un continuum allant du parasitisme au mutualisme.
L’association entre un hôte et un partenaire symbiotique constitue une nouvelle entité dont le phénotype est le résultat de l’interaction entre les génomes des deux partenaires : c’est la notion de phénotype étendu. Les conséquences de l’interaction sont d’abord visibles à l’échelle individuelle et l’impact des pathogènes, par exemple, reste un problème crucial pour la santé humaine et la production animale et végétale. Ces conséquences individuelles vont souvent se répercuter, et parfois de manière spectaculaire, sur la valeur sélective des individus. A ce titre, les interactions durables sont non seulement un facteur prépondérant de la dynamique des populations d’hôtes, mais aussi de leur structure génétique en constituant un facteur sélectif majeur. En retour, la dynamique et la structure génétique des populations hôtes vont fortement influencer la dynamique du partenaire symbiotique.
L’étude de ces systèmes nécessite d’intégrer plusieurs niveaux d’organisation, depuis le niveau moléculaire jusqu’à l’échelle populationnelle. À chacun de ces niveaux, des pressions sélectives spécifiques agissent sur les deux partenaires et modulent et contraignent la dynamique du système. Cette approche intégrative et transversale requiert une diversité d’approches (études de terrain, suivis épidémiologiques, expérimentation au laboratoire, modélisation) et de modèles biologiques difficile à mettre en place à l’échelle au niveau d’une équipe de recherche. Cela justifie la création d’un axe transversal à l’échelle du laboratoire qui va permettre de jeter des ponts entre les différentes facettes abordées par chaque équipe.
Le laboratoire est fortement engagé dans l’étude des interactions durables : tous les départements sont concernés ; les modèles biologiques (éléments transposables, virus, bactéries, parasitoïdes, qui infectent des insectes ou des mammifères) couvrent une diversité d’interactions conséquente ; les méthodes d’étude sont variées et comprennent des suivis de terrain, des expérimentations au laboratoire (identification, interactions moléculaires, écologie comportementale…) et de la modélisation (épidémiologie, dynamique adaptative…). Les compétences sont donc variées et couvrent l’ensemble des niveaux d’intégration depuis l’échelle cellulaire et moléculaire jusqu’au fonctionnement écologique de ces systèmes. La création d’un axe transversal a pour but de renforcer la réflexion autour de ces interactions non pas en mettant en avant des compétences ou des approches, mais quelques questions biologiques qui seront abordées de manière transversale.
L’action proposée sera centrée autour de journées thématiques internes au laboratoire. Composées d’exposés et de tables rondes, elles auront pour but de lancer une réflexion générale sur des questions biologiques précises afin de profiter de la multiplicité des approches et des différents modèles biologiques et de converger sur des problématiques communes. Ces journées permettront de renforcer les discussions entre les nombreux personnels engagés dans l’étude de ces interactions. Elles devront permettre également d’identifier des collaborations entre équipes et départements, et ainsi renforcer la cohésion et la compétitivité du laboratoire sur ce sujet.
Quatre thèmes ont déjà été sélectionnés pour faire l’objet de telles journées thématiques.
Le comportement des hôtes et des parasites joue un rôle prépondérant dans la dynamique des interactions durables, en particulier au moment de la transmission du partenaire symbiotique. Il est également fréquemment la cible de manipulation par l’un des partenaires. Les questions abordées concernent aussi bien les modalités de l’interaction au niveau comportemental (moléculaire, physiologique) que les conséquences épidémiologiques et évolutives des variations comportementales.
Le niveau des populations symbiotiques intra-hôte peut jouer un rôle important sur l’expression de l’interaction à l’échelle individuelle, mais les modalités de sa régulation par l’hôte (immunité…) ou le symbiote restent mal connues. Par ailleurs, les variations individuelles jouent un rôle important dans la dynamique épidémiologique et évolutive de l’association. L’intégration des mécanismes de la régulation et de ses variations dans l’étude de la dynamique des systèmes est un enjeu important des recherches futures.
Tous les organismes eucaryotes hébergent non pas un mais plusieurs partenaires symbiotiques. Nous commençons à peine à prendre en compte cette diversité et ses conséquences, qui doivent intégrer les interactions compétitives ou synergiques entre symbiotes, leurs conséquences sur l’hôte et sur la dynamique du système.
Les données moléculaires (en génomique et post-génomique) sur les interactions durables augmentent rapidement de volume et permettent d’aborder différentes questions qui vont de l’identification des protagonistes à l’étude de l’évolution des génomes en relation avec les interactions durables (transferts de gènes, régulation de l’interaction, co-optation et réduction des génomes…). Comment gérer l’ensemble de ces données et comment le laboratoire peut mettre en place des outils bio-informatiques pour les utiliser faire émerger de nouvelles pistes de recherche ?