Les drosophiles se nourrissent de microorganismes comme les levures, qu’elles trouvent sur les fruits pourrissants, mais aussi des divers nutriments issus de ces fruits, comme les glucides, qu’elles apprécient. Elles sont capables de digérer l’amidon, grâce à une enzyme, l’alpha-amylase, mais elles ne perçoivent pas le goût de l’amidon lui-même. Leur système sensoriel gustatif est connu pour leur permettre de détecter des sucres simples (glucose, fructose) ou des dimères (maltose) grâce à 9 récepteurs gustatifs (sur un ensemble de 60).
Nous avons réalisé une série d’observations comportementales et électrophysiologiques pour évaluer la capacité de détection de polymères de glucose (G1 à G12) chez les adultes de cette espèce. Alors que nous nous attendions à trouver une meilleure sensibilité pour G1 (glucose) et G2 (maltose) et à une diminution progressive de la sensibilité en fonction de la longueur du polymère, nous avons observé au contraire une sensibilité croissante jusqu’à G5 puis une décroissance jusqu’à G12. Ce résultat est difficile à expliquer, notamment en ce qui concerne le mécanisme de détection. Une telle détection supposerait en effet que les mouches soient équipées de récepteurs gustatifs possédant soit un site récepteur de taille suffisante pour « accueillir » une grosse molécule comme G5, soit une coopération entre plusieurs récepteurs soit encore l’intervention d’une enzyme de dégradation des polymères de glucose avec un mécanisme d’action très rapide. Nous avons également observé que la préférence pour le G5 vis-à-vis du G1 est générale, mais variable suivant les espèces de drosophiles étudiées, avec une cinétique de consommation parfois étonnante.
Afin de déterminer quels sont les mécanismes mis en œuvre, nous proposons une approche génomique basée sur l’étude de la variabilité génétique existante au sein de populations de drosophiles. Cette démarche s’appuie sur un outil, le Drosophila Genetic Reference Panel (DGRP) qui comprend 200 lignées iso-femelles de drosophiles provenant d’une population de mouches capturées sur un marché aux États-Unis, dont le génome de chaque lignée a été séquencé. En caractérisant la réponse comportementale aux substrats G5 et G2, il sera possible d’identifier les gènes responsables de la réponse ou de la non-réponse à G5. Pour mener à bien ce projet, l’étudiant(e) utilisera un dispositif développé au laboratoire de mesure de la consommation de mouches, le multiCaFe (multi-capillary feeding) qui nous permet de suivre les choix alimentaires d’une centaine d’individus de manière semi-automatisée. Ensuite, par analyse GWAS (genome-wide association study), en contrastant les lignées les plus sensibles et les moins sensibles au G5, on sera à même de repérer des gènes potentiellement impliqués dans la sensibilité sensorielle à cet oligomère du glucose. Une fois des gènes candidats identifiés, leur rôle dans la détection de G5 sera confirmé ou infirmé par une analyse génétique consistant à activer/inactiver ces gènes chez des mouches témoin.
Par ailleurs, on pourra également étendre le nombre d’espèces comparées, en contrastant des préférences écologiques différentes.