Thèse Décryptage des Mécanismes Moléculaires à l'Origine de la Synergie Entre les Peptides Albumin 1B et Bcr pour le Développement d'Une Stratégie Innovante de Biocontrôle des Pucerons H/F - Doctorat.Gouv.Fr
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Les missions du poste
Établissement : INSA Lyon École doctorale : E2M2 - Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation Laboratoire de recherche : BF2I - BIOLOGIE FONCTIONNELLE, INSECTES ET INTERACTIONS Direction de la thèse : Pedro DA SILVA Début de la thèse : 2026-11-02 Date limite de candidature : 2026-10-30T23:59:59 Les pucerons comptent parmi les principaux ravageurs agricoles en raison des dégâts qu'ils causent aux cultures et de leur rôle de vecteurs de nombreux virus végétaux. Leur succès biologique repose sur une symbiose obligatoire avec la bactérie Buchnera aphidicola, essentielle à leur nutrition et hébergée dans des cellules spécialisées, les bactériocytes. Cette dépendance représente une cible attractive pour développer des stratégies de biocontrôle plus durables que les insecticides conventionnels.
Les peptides riches en ponts disulfure constituent des molécules particulièrement prometteuses grâce à leur stabilité et leur sélectivité. AG41 est un peptide végétal de la famille Albumin 1b dont l'activité insecticide est associée à l'inhibition de la V-ATPase intestinale, essentielle à l'absorption des nutriments. BCR4 est quant à lui un peptide spécifique des bactériocytes du puceron du pois (Acyrthosiphon pisum), impliqué dans la régulation de la symbiose avec B. aphidicola. Des travaux préliminaires du BF2I montrent qu'AG41 affecte la survie et la croissance d'A. pisum, tandis que BCR4 agit principalement sur la croissance. Leur association entraîne une forte synergie avec une potentialisation réciproque de leurs effets. À l'inverse, aucune synergie n'est observée chez Myzus persicae, sensible à BCR4 mais insensible à AG41. Cette différence entre espèces offre un modèle pertinent pour identifier les déterminants biologiques de la sensibilité aux deux peptides et de leur interaction.
L'objectif de cette thèse est de décrypter les mécanismes moléculaires, cellulaires et physiologiques à l'origine de cette synergie par une approche comparative entre A. pisum et M. persicae, tout en évaluant son potentiel comme nouvelle stratégie de biocontrôle.
Le premier axe visera à caractériser les mécanismes d'action individuels des peptides. Il s'agira d'identifier leurs tissus cibles, les voies physiologiques affectées et les conséquences sur la symbiose nutritionnelle. Des approches de localisation tissulaire et subcellulaire, d'imagerie, de transcriptomique et de cytométrie en flux seront utilisées. Une attention particulière sera portée aux bactériocytes, à l'abondance des symbiotes et au fonctionnement de la V-ATPase intestinale.
Le deuxième axe sera consacré à l'étude de la synergie. Celle-ci sera caractérisée et quantifiée à partir d'analyses dose-réponse et de modèles d'effets combinés. Plusieurs hypothèses seront explorées : modification de la distribution tissulaire des peptides, sensibilisation physiologique de l'insecte, perturbation coordonnée des fonctions digestives et symbiotiques ou apparition de nouvelles cibles lors de l'exposition combinée. Des approches de colocalisation, de marquage fluorescent, d'immunodétection et d'identification de partenaires protéiques seront mises en oeuvre.
Le troisième axe visera à optimiser l'utilisation de la combinaison AG41-BCR4 comme stratégie de biocontrôle. Différentes formulations et ratios seront évalués afin de maximiser l'efficacité contre A. pisum tout en limitant les doses appliquées. La combinaison optimisée sera ensuite testée sur plusieurs espèces de pucerons d'intérêt agronomique ainsi que sur des organismes non cibles afin d'évaluer sa portée et sa sélectivité.
Cette thèse générera des connaissances fondamentales sur les interactions entre peptides bioactifs, symbiose et physiologie des insectes, tout en ouvrant la voie à une nouvelle génération de bioinsecticides fondés sur l'exploitation de synergies naturelles
Les insecticides conventionnels font face à des limitations croissantes liées à l'apparition de résistances et à leurs impacts environnementaux. Les peptides riches en cystéines représentent une nouvelle classe de molécules bioactives présentant un fort potentiel pour le biocontrôle. AG41 est un peptide végétal de type Albumin 1b issu des Fabaceae présentant une forte activité insecticide liée notamment à l'inhibition de la V-ATPase intestinale. BCR4 appartient à une famille de peptides spécifiques des bactériocytes du puceron et apparaît impliqué dans le contrôle fonctionnel de la symbiose avec Buchnera aphidicola. Des résultats préliminaires montrent par ailleurs une synergie marquée entre le peptide BCR4 et AG41, ouvrant des perspectives inédites pour accroître l'efficacité des formulations et réduire les doses appliquées. Comprendre les mécanismes moléculaires, cellulaires et physiologiques responsables de la synergie entre AG41 et BCR4, et évaluer le potentiel de cette interaction pour le développement d'une stratégie innovante de biocontrôle des pucerons :
-Caractériser les mécanismes d'action individuels d'AGG1 et BCR4, en identifiant leurs cibles biologiques et moléculaires.
-Caractériser leurs effets respectifs sur la physiologie du puceron, notamment sur les fonctions nutritionnelles et la symbiose avec Buchnera aphidicola.
-Déterminer les mécanismes responsables de la synergie observée.
-Identifier les partenaires moléculaires impliqués.
-Développer et valider des formulations bioinsecticides optimisées
Méthodes
Axe 1 : Caractérisation des modes d'action individuels
- Bioessais par ingestion
- Histologie et immunolocalisation
- Microscopie confocale et électronique
- Cytométrie en flux
- Quantification symbiotique par qPCR
- Analyses transcriptomiques
Axe 2 : Mécanismes de synergie
- Tests de synergie (Bliss, Loewe)
- Histologie et immunofluorescence
- Études de pénétration et colocalisation
- Pull-down, co-immunoprécipitation et Far-Western
- Identification de récepteurs et partenaires protéiques
- Analyses transcriptomiques comparatives
Axe 3 : Valorisation biocontrôle
- Optimisation des ratios AG41/BCR4
- Tests d'efficacité sur diverses espèces de pucerons
- Étude de la sélectivité vis-à-vis d'organismes non-cibles
- Développement de formulations innovantes
Les peptides riches en ponts disulfure constituent des molécules particulièrement prometteuses grâce à leur stabilité et leur sélectivité. AG41 est un peptide végétal de la famille Albumin 1b dont l'activité insecticide est associée à l'inhibition de la V-ATPase intestinale, essentielle à l'absorption des nutriments. BCR4 est quant à lui un peptide spécifique des bactériocytes du puceron du pois (Acyrthosiphon pisum), impliqué dans la régulation de la symbiose avec B. aphidicola. Des travaux préliminaires du BF2I montrent qu'AG41 affecte la survie et la croissance d'A. pisum, tandis que BCR4 agit principalement sur la croissance. Leur association entraîne une forte synergie avec une potentialisation réciproque de leurs effets. À l'inverse, aucune synergie n'est observée chez Myzus persicae, sensible à BCR4 mais insensible à AG41. Cette différence entre espèces offre un modèle pertinent pour identifier les déterminants biologiques de la sensibilité aux deux peptides et de leur interaction.
L'objectif de cette thèse est de décrypter les mécanismes moléculaires, cellulaires et physiologiques à l'origine de cette synergie par une approche comparative entre A. pisum et M. persicae, tout en évaluant son potentiel comme nouvelle stratégie de biocontrôle.
Le premier axe visera à caractériser les mécanismes d'action individuels des peptides. Il s'agira d'identifier leurs tissus cibles, les voies physiologiques affectées et les conséquences sur la symbiose nutritionnelle. Des approches de localisation tissulaire et subcellulaire, d'imagerie, de transcriptomique et de cytométrie en flux seront utilisées. Une attention particulière sera portée aux bactériocytes, à l'abondance des symbiotes et au fonctionnement de la V-ATPase intestinale.
Le deuxième axe sera consacré à l'étude de la synergie. Celle-ci sera caractérisée et quantifiée à partir d'analyses dose-réponse et de modèles d'effets combinés. Plusieurs hypothèses seront explorées : modification de la distribution tissulaire des peptides, sensibilisation physiologique de l'insecte, perturbation coordonnée des fonctions digestives et symbiotiques ou apparition de nouvelles cibles lors de l'exposition combinée. Des approches de colocalisation, de marquage fluorescent, d'immunodétection et d'identification de partenaires protéiques seront mises en oeuvre.
Le troisième axe visera à optimiser l'utilisation de la combinaison AG41-BCR4 comme stratégie de biocontrôle. Différentes formulations et ratios seront évalués afin de maximiser l'efficacité contre A. pisum tout en limitant les doses appliquées. La combinaison optimisée sera ensuite testée sur plusieurs espèces de pucerons d'intérêt agronomique ainsi que sur des organismes non cibles afin d'évaluer sa portée et sa sélectivité.
Cette thèse générera des connaissances fondamentales sur les interactions entre peptides bioactifs, symbiose et physiologie des insectes, tout en ouvrant la voie à une nouvelle génération de bioinsecticides fondés sur l'exploitation de synergies naturelles
Les insecticides conventionnels font face à des limitations croissantes liées à l'apparition de résistances et à leurs impacts environnementaux. Les peptides riches en cystéines représentent une nouvelle classe de molécules bioactives présentant un fort potentiel pour le biocontrôle. AG41 est un peptide végétal de type Albumin 1b issu des Fabaceae présentant une forte activité insecticide liée notamment à l'inhibition de la V-ATPase intestinale. BCR4 appartient à une famille de peptides spécifiques des bactériocytes du puceron et apparaît impliqué dans le contrôle fonctionnel de la symbiose avec Buchnera aphidicola. Des résultats préliminaires montrent par ailleurs une synergie marquée entre le peptide BCR4 et AG41, ouvrant des perspectives inédites pour accroître l'efficacité des formulations et réduire les doses appliquées. Comprendre les mécanismes moléculaires, cellulaires et physiologiques responsables de la synergie entre AG41 et BCR4, et évaluer le potentiel de cette interaction pour le développement d'une stratégie innovante de biocontrôle des pucerons :
-Caractériser les mécanismes d'action individuels d'AGG1 et BCR4, en identifiant leurs cibles biologiques et moléculaires.
-Caractériser leurs effets respectifs sur la physiologie du puceron, notamment sur les fonctions nutritionnelles et la symbiose avec Buchnera aphidicola.
-Déterminer les mécanismes responsables de la synergie observée.
-Identifier les partenaires moléculaires impliqués.
-Développer et valider des formulations bioinsecticides optimisées
Méthodes
Axe 1 : Caractérisation des modes d'action individuels
- Bioessais par ingestion
- Histologie et immunolocalisation
- Microscopie confocale et électronique
- Cytométrie en flux
- Quantification symbiotique par qPCR
- Analyses transcriptomiques
Axe 2 : Mécanismes de synergie
- Tests de synergie (Bliss, Loewe)
- Histologie et immunofluorescence
- Études de pénétration et colocalisation
- Pull-down, co-immunoprécipitation et Far-Western
- Identification de récepteurs et partenaires protéiques
- Analyses transcriptomiques comparatives
Axe 3 : Valorisation biocontrôle
- Optimisation des ratios AG41/BCR4
- Tests d'efficacité sur diverses espèces de pucerons
- Étude de la sélectivité vis-à-vis d'organismes non-cibles
- Développement de formulations innovantes
Le profil recherché
Nous recherchons un(e) candidat(e) titulaire d'un Master (ou diplôme équivalent) en biologie, biologie moléculaire, physiologie végétale, entomologie, microbiologie ou domaine connexe, avec un fort intérêt pour les interactions biologiques complexes et le développement de solutions innovantes de biocontrôle.
Le ou la candidate devra posséder de solides connaissances en biologie cellulaire et moléculaire ainsi qu'une première expérience pratique des techniques de laboratoire. Une expérience en analyse de l'expression génique (PCR, RT-qPCR), biologie moléculaire, microbiologie, biologie des interactions hôte-microorganismes ou physiologie des organismes est particulièrement appréciée.
Une expérience en conception expérimentale, analyse et interprétation de données biologiques ainsi qu'en communication scientifique constitue un atout important. Une familiarité avec les approches d'imagerie, de biochimie des protéines, de transcriptomique ou d'étude des interactions moléculaires sera appréciée mais n'est pas indispensable.
Le projet s'inscrivant dans un environnement international, le ou la candidate devra faire preuve d'autonomie, de rigueur scientifique, de curiosité intellectuelle et d'une forte capacité à travailler en équipe. Une bonne maîtrise de l'anglais scientifique oral et écrit est requise.
Compétences recherchées :
Biologie moléculaire et cellulaire.
Techniques de laboratoire : extraction d'ADN/ARN, PCR, RT-qPCR, clonage ou techniques apparentées.
Analyse et interprétation de données expérimentales.
Intérêt pour l'entomologie, les symbioses microbiennes et le biocontrôle.
Capacités rédactionnelles et de communication scientifique.
Esprit d'initiative, autonomie et capacité à travailler dans un contexte multidisciplinaire et international.
Le ou la candidate devra posséder de solides connaissances en biologie cellulaire et moléculaire ainsi qu'une première expérience pratique des techniques de laboratoire. Une expérience en analyse de l'expression génique (PCR, RT-qPCR), biologie moléculaire, microbiologie, biologie des interactions hôte-microorganismes ou physiologie des organismes est particulièrement appréciée.
Une expérience en conception expérimentale, analyse et interprétation de données biologiques ainsi qu'en communication scientifique constitue un atout important. Une familiarité avec les approches d'imagerie, de biochimie des protéines, de transcriptomique ou d'étude des interactions moléculaires sera appréciée mais n'est pas indispensable.
Le projet s'inscrivant dans un environnement international, le ou la candidate devra faire preuve d'autonomie, de rigueur scientifique, de curiosité intellectuelle et d'une forte capacité à travailler en équipe. Une bonne maîtrise de l'anglais scientifique oral et écrit est requise.
Compétences recherchées :
Biologie moléculaire et cellulaire.
Techniques de laboratoire : extraction d'ADN/ARN, PCR, RT-qPCR, clonage ou techniques apparentées.
Analyse et interprétation de données expérimentales.
Intérêt pour l'entomologie, les symbioses microbiennes et le biocontrôle.
Capacités rédactionnelles et de communication scientifique.
Esprit d'initiative, autonomie et capacité à travailler dans un contexte multidisciplinaire et international.
Compétences requises
- PCR
- Anglais
- Clonage
- Autonomie
- Pro-activité
- Extraction d'ADN
- Compétences rédactionnelles