Résumé
Les Wolbachia sont des alpha-protéobactéries intracellulaires transmises verticalement de la mère aux descendants via les ovocytes. Du fait de ce mode de transmission, des manipulations de la reproduction favorisant la propagation de ces bactéries ont été sélectionnées. La stratégie la plus commune est l’incompatibilité cytoplasmique (IC), qui se manifeste par une diminution des taux d’éclosion des œufs (pouvant aller jusqu’à un taux d’éclosion nul) lors de croisements entre mâles infectés et femelles non infectées, ou entre des individus infectés par des Wolbachia dites incompatibles. Chez le moustique Culex pipiens, les Wolbachia wPip causent la plus grande diversité de patrons d’IC observée à ce jour. Chez cet hôte, l’IC semble fonctionner selon un modèle toxine-antidote, dans lequel une toxine produite par la Wolbachia du mâle est introduite dans le sperme, causant la mort de l’embryon sauf si le bon antidote produit par la Wolbachia de la femelle est présent dans l’œuf. La grande diversité des patrons d’IC chez Culex est liée à l’amplification et à la diversification des gènes clés de l’IC, nommés cidA (antidote) et cidB (toxine), avec jusqu’à 6 copies différentes des gènes cid observées au sein d’un génome de wPip, l’ensemble de ces copies étant nommé « répertoire cid ». Les protéines CidA et CidB interagissent, et le polymorphisme des gènes cid chez wPip est localisé dans les régions d’interface identifiées par l’obtention d’un co-cristal CidA-CidB. Le premier chapitre de cette thèse est un papier d’opinion s’attachant à montrer pourquoi le modèle toxine-antidote est le seul permettant d’expliquer de façon parcimonieuse la grande complexité des patrons d’IC observée chez Culex. Le deuxième chapitre détaille le développement d’une méthode utilisant du séquençage Nanopore de produits de PCR pour acquérir les répertoires cidA et cidB. Cette méthode permet une acquisition plus rapide, moins coûteuse et plus sûre des répertoires. Dans le troisième chapitre, nous avons pu déterminer les bases génétiques de l’émergence de nouveaux types de compatibilité au sein d’une lignée isofemelle du laboratoire, avec en particulier la perte rapide de certains antidotes. Dans cette étude à l’échelle microévolutive, nous avons également montré le rôle important de la recombinaison des variants comme source de variabilité des types de compatibilité. Par la suite, dans le quatrième chapitre, nous nous sommes intéressé•es aux répertoires et à leur évolution à plus large échelle. En acquérant des long reads des génomes complets des Wolbachia de deux lignées isofemelles du laboratoire, nous avons montré que certaines des copies cidB étaient tronquées, impliquant la perte d’un domaine fonctionnel important. L’étude des répertoires d’une cinquantaine de souches de wPip dont les phénotypes d’IC étaient connus a montré qu’ils ne contenaient qu’une unique copie cidB complète, toutes les autres étant tronquées. Par ailleurs, nous avons mis en évidence une nouvelle région polymorphe dans la région C-terminale des cidB complets, en dehors des zones d’interface CidA-CidB précédemment identifiées. La nature de cette copie complète (au sein et en dehors des zones d’interface) présente dans chaque répertoire semble expliquer à elle seule une grande partie des patrons d’IC.