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Comment se forme la protection imperméabilisante des insectes ?

Les insectes sont très sensibles à la déshydratation, un phénomène dont ils se protègent grâce à un film d’hydrocarbures qui les imperméabilise. Le mécanisme de formation de cette fine couche vient d’être révélé par une équipe de l’Inra. Il serait très proche d’un insecte à un autre.

Sauterelle.. © Inra, Christian Slagmulder
Par Clément Delorme
Mis à jour le 13/08/2013
Publié le 22/07/2013

Été comme hiver, les insectes ont tendance à perdre l’eau de leur corps à vitesse grand V. Un phénomène de dessiccation dû à un rapport surface/volume très élevé qui favorise la déshydratation. Pour éviter ce dessèchement fatal, les hexapodes ont trouvé une parade. Ils portent une fine couche d’hydrocarbures imperméables qui empêche l’eau de s’échapper de leur corps.

 Une enzyme clé : CYP4G

 Si l’existence de cette protection d’hydrocarbures était déjà bien connue chez tous les insectes, son mécanisme de formation, en revanche, n’avait encore jamais été élucidé. C’est désormais chose faite, avec la publication, en septembre 2012, des résultats des travaux des chercheurs Inra dans la revue PNAS (1). En collaboration avec l’Université Paris Sud et l’Université du Nevada, une équipe de l’Institut Sophia Agrobiotech est parvenue à identifier l’enzyme responsable de la synthèse des hydrocarbures protecteurs : CYP4G.

 Active à l’intérieur de grosses cellules spécialisées, nommées oenocytes, situées à la surface de l’insecte, CYP4G est effectivement capable de réaliser des prouesses. Elle peut, à partir de longues chaînes d’aldéhydes provenant des acides gras, ces graisses disponibles en grande quantité chez tous les êtres vivants, fabriquer des alcanes ou des alcènes, ces fameuses molécules qui rendent les insectes étanches. Pour cela, l’enzyme provoque la rupture d’une liaison carbone-carbone en bout de chaîne, une réaction chimique appelée décarbonylation, normalement très difficile à effectuer.

 Un tournant dans l’évolution des insectes

Plus intéressant encore, il semblerait que ce mécanisme soit quasiment le même chez tous les insectes malgré leur grande diversité. Un élément qui conduit les chercheurs à penser que la formation de la cape d’hydrocarbures chez l’insecte a marqué l’un des tournants de l’évolution du groupe aujourd’hui le plus représenté sur Terre. Cette évolution constituerait l’innovation biochimique qui aurait permis aux insectes de se distinguer de leurs ancêtres les crustacés et de conquérir les milieux terrestres.

 A terme, cette découverte pourrait ouvrir la voie à de nouvelles familles d’insecticides qui viseraient la version de l’enzyme CYP4G spécifique à chaque bioagresseur ciblé. En effet, toute molécule susceptible de fixer l’enzyme, et donc de bloquer son activité, priverait l’hexapode de sa protection cuticulaire, avec à la clé une mort certaine par déshydratation.

 Autre perspective, l’obtention de biocarburants à partir d’acides gras. En maîtrisant le fonctionnement de cette enzyme, il deviendrait possible de former des hydrocarbures exploitables pour nos moteurs à partir de plantes, aujourd’hui inutilisables pour la fabrication d’essence (2).

(1) Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America.

(2) L’essence est un mélange d’hydrocarbures, dont des alcanes et des alcènes. Aujourd’hui, les seuls biocarburants que l’on sait produire à partir des plantes sont le biodiesel et l’éthanol.

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Contact(s) scientifique(s) :

Département(s) associé(s) :
Santé des plantes et environnement, Environnement et agronomie
Centre(s) associé(s) :
Provence-Alpes-Côte d'Azur

Référence

Yue Qiu, Claus Tittiger, Claude Wicker-Thomas, Gaëlle Le Goff, Sharon Young, Eric Wajnberg, Thierry Fricaux, Nathalie Taquet, Gary J. Blomquist and René Feyereisen. 2012. An insect-specific P450 oxidative decarbonylase for cuticular hydrocarbon biosynthesis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Sep 11;109(37):14858-63. doi:10.1073/pnas.1208650109.