Responsable du stage : Frédéric Marion-Poll (01 69 82 37 56) et Jean-Luc Da Lage (01 69 82 37 27)
frederic.marion-poll@universite-paris-saclay.fr
jean-luc.da-lage@universite-paris-saclay.fr
Descriptif:
Chez les insectes, la détection des sucres commence à être bien comprise. Chez Drosophila melanogaster, on a identifié 9 récepteurs gustatifs: Gr5a, Gr64a-f, Gr61 et Gr43a(1-5). Chacun d’eux confère aux neurones qui les expriment la sensibilité à différents types de sucres (Gr64a est impliqué dans la détection du maltose, Gr5a pour le tréhalose et Gr61a pour le glycérol). Cependant, les sucres trouvés dans l’alimentation sont souvent des polysaccharides. Par exemple, l’amidon qui est un élément important de l’alimentation des drosophiles, n’est pas détecté directement car les molécules sont trop grosses pour interagir avec ces récepteurs.
Le pouvoir sucrant de ces molécules i.e. la capacité à exciter les neurones gustatifs sensibles aux sucres, implique deux processus indépendants :
– L’interaction de ces molécules avec des sites récepteurs portés par des protéines réceptrices insérées dans la membrane des neurones gustatifs ; la taille des polymères et leur solubilité représente un frein à leur détection.
– la présence d’enzymes dans le liquide présent autour des neurones gustatifs, qui décomposent les polymères de sucres en petites unités qui pourront interagir alors avec les récepteurs gustatifs. L’implication de ces enzymes dans la détection de molécules sapides a été très peu étudiée jusqu’ici (6-8).
Nous proposons d’étudier l’influence de la longueur de chaîne sur la détection des sucres, et en particulier de déterminer la longueur de chaîne au-delà de laquelle le sucre n’est plus détecté. Nous suspectons que deux facteurs interviennent: 1) les récepteurs cités ci-dessus, 2) des enzymes présentes dans les organes sensoriels ou le tube digestif, capables d’hydrolyser les polysaccharides en sucres plus petits. L’objectif du stage sera de rechercher les capacités de détection des mouches en fonction de la longueur de chaîne et les gènes impliqués dans la détection et l’hydrolyse des sucres au niveau sensoriel, par électrophysiologie (9, 10), et au niveau comportemental, par des expériences de choix (11) ou de réflexe d’extension du proboscis (12).
Références dans le domaine :
- E. G. Freeman, Z. Wisotsky, A. Dahanukar, Detection of sweet tastants by a conserved group of insect gustatory receptors. PNAS 111, 1598 (Jan, 2014).
- D. Mishra et al., The Molecular Basis of Sugar Sensing in Drosophila Larvae. Curr. Biol. 23, 1466 (Aug 5, 2013).
- Z. Wisotsky, A. Medina, E. Freeman, A. Dahanukar, Evolutionary differences in food preference rely on Gr64e, a receptor for glycerol. Nat. Neurosci. 14, 1534 (Dec, 2011).
- L. B. Kent, H. M. Robertson, Evolution of the sugar receptors in insects. BMC Evolutionary Biology 9, 41 (Feb, 2009).
- J. Slone, J. Daniels, H. Amrein, Sugar receptors in Drosophila. Curr. Biol. 17, 1809 (2007).
- H. Wieczorek, G. Wolff, The labellar sugar receptor of Drosophila. J. Comp. Physiol. A-Sens. Neural Behav. Physiol. 164, 825 (1989).
- M. Hara, Competitions of polysaccharides with sugars for the pyranose and the furanose site in the labellar sugar receptor cell of the blowfly, Phormia regina. J. Insect Physiol. 29, 113 (1983).
- H. Wieczorek, R. Koppl, Reaction spectra of sugar receptors in different taste hairs of the fly. J. Comp. Physiol. A 149, 207 (1982).
- N. Meunier, J. F. Ferveur, F. Marion-Poll, Sex-specific non-pheromonal taste receptors in Drosophila. Curr. Biol. 10, 1583 (Dec 14-28, 2000).
- M. Hiroi, F. Marion-Poll, T. Tanimura, Differentiated response to sugars among labellar chemosensilla in Drosophila. Zool. Sci. 19, 1009 (Sep, 2002).
- M.-J. Sellier, P. Reeb, F. Marion-Poll, Consumption of bitter alkaloids in Drosophila melanogaster in multiple-choice test conditions. Chem. Senses 36, 323 (May, 2011).
- P. Masek, K. Scott, Limited taste discrimination in Drosophila. PNAS 107, 14833 (Aug, 2010).