Transcriptomique

Alain Lenoir Mis à jour 24-Aoû-2023

La transcriptomique est l'analyse de l'expression des gènes par la quantification des ARN messagers. C'est un domaine en plein développement, pas encore chez les fourmis, mais cela va venir vite..

- Analyse du transcriptome de Polyrachis vicina, fourmi comestible (Zhang et al 2019) et des effets de l'aspartame sur ces fourmis (Li et al 2022).

- Chez Cardiocondyla obscurior il existe 4 phénotypes : reines, ouvrières, mâles ailés et mâles ergatoïdes. Une étude a porté sur 28 larves de 8 à 12 jours : on trouve une régulation différente de gènes du métabolisme des sphingolipides (en relation avec le développement, l’obésité et le vieillissement) (Schrader et al. 2014).
On a des différences d’expression pour 871 gènes entre reines fécondée (sur 18 semaines = longue vie) ou non (à 4 semaines = courte vie) avec 21 gènes de reproduction plus exprimés au contraire des gènes du métabolisme des sucres et aminoacides et de contraction musculaire sous-exprimés (von Wyschetszki et al. 2015).

- Chez Temnothorax nylanderi parasitées par un ténia l'expression de nombreux gènes est différente sur 400 étudiés (Feldmeyer et al. 2016).

- Libbrecht (et al 2018) ont étudié l'expression des gènes chez Ooceraea (Cerapachys) biroi pendant les deux phases du cycle. Ils identifient des gènes qui modulent la division du travail pour la reproduction, par exemple le gène de la transferrine ou de la vitellogénine.

- Les effets de l'isolement social chez Temnothorax nylanderi. Après un isolement social les ouvrières interagissent moins avec d'autres, s'occupent plus du couvain, et s'auto-toilettent moins. L'analyse par transcriptome du cerveau révèle que peu de gènes liés au comportement sont modifiés mais ce sont plutôt des gènes liés au système immunitaire qui sont sous-exprimés. Cela signifie sans doute que l'isolement sensibilise les individus à divers facteurs stressants (Scharf et al 2021).

- L'expression des gènes reliés à la perception sensorielle des larves de Formica fusca a été analysée en Finlande par RNAseq (transcriptomique) dans deux contextes : isolement social complet ou en situation normale. Le retour des larves dans un contexte social induit un retour de l'activité des gènes sensoriels, en particulier pour la sensibilité chimique (Pulliainen et al 2021).

Du nouveau sur les fourmis parasites et leurs hôtes. Leptothorax acervorum, hôte du parasite social obligatoire Harpagoxenus
sublaevis. Etude des transcriptomes mRNA du cerveau et des antennes. Our study demonstrated that the exploitation of social behaviours by brood parasites correlates with transcriptomic alterations in the central and peripheral nervous systems (Stoldt et al 2023).

Voir
- Feldmeyer, B., J. Mazur, S. Beros, H. Lerp, H. Binder and S. Foitzik (2016). Gene expression patterns underlying parasite-induced alterations in host behaviour and life history. Molecular Ecology in press 2016. 10.1111/mec.13498
- Li, Z., S. Yin, J. Zhang and G. Xi (2022). Effect of aspartame on survival, morphological and molecular levels of Polyrhachis vicina Roger (Hymenoptera, Formicidae). Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology 254: 109273. doi: https://doi.org/10.1016/j.cbpc.2022.109273.
- Libbrecht, R., P. R. Oxley and D. J. C. Kronauer (2018). Clonal raider ant brain transcriptomics identifies candidate molecular mechanisms for reproductive division of labor. BMC Biology 16(1): 89. 10.1186/s12915-018-0558-8
- Pulliainen, U., C. Morandin, N. Bos, L. Sundström and E. Schultner Social environment affects sensory gene expression in ant larvae. Insect Molecular Biology n/a(n/a). doi: https://doi.org/10.1111/imb.12732
- Scharf, I., M. Stoldt, R. Libbrecht, A. Höpfner, E. Jongepier, M. Kever and S. Foitzik (2021). Social isolation causes downregulation of immune and stress response genes and behavioural changes in a social insect. Molecular Ecology sous presse. doi: 10.1111/mec.15902.
- Schrader, L., J. W. Kim, D. Ence, A. Zimin, A. Klein, K. Wyschetzki, T. Weichselgartner, C. Kemena, J. Stökl, E. Schultner, et al. (2014). Transposable element islands facilitate adaptation to novel environments in an invasive species. Nat Commun 5. 10.1038/ncomms6495
- Stoldt, M., E. Collin, M. N. Macit and S. Foitzik (2023). Brain and antennal transcriptomes of host ants reveal potential links between behaviour and the functioning of socially parasitic colonies. Molecular Ecology n/a(n/a). https://doi.org/10.1111/mec.1709
- von Wyschetszki, K., O. Rueppell, J. Oetler and J. Heinze (2015). Transcriptomic signatures mirror the lack of the fecundity/longevity trade-off in ant queens. Molecular Biology and Evolution in press. 10.1093/molbev/msv186
- Zhang, J., G. Xi, Z. Guo and F. Jia (2019). RNA-Seq analysis of Polyrhachis vicina Roger and insights into the heat shock protein 90 and 70 families. Cell stress & chaperones 24(1): 45-58. doi: 10.1007/s12192-018-0940-z.