CYPiBASE

Les ravageurs sont responsables de jusqu’à 18 % des pertes annuelles de rendement des cultures. Dans un monde où les besoins agricoles ne cessent de croître, il est essentiel de réduire leur impact en utilisant tous les outils disponibles de la lutte intégrée contre les ravageurs. Certains insectes herbivores ont développé une résistance particulièrement élevée aux pesticides naturels et artificiels.

Les organismes métazoaires ont développé un système en trois phases qui leur permet de faire face à une exposition constante aux xénobiotiques présents dans leur environnement. Les xénobiotiques sont inactivés, métabolisés et excrétés par différentes enzymes, et le cytochrome P450 (CYP) est la principale enzyme impliquée dans la phase I du système de détoxification. Les CYP constituent une superfamille d’hémoprotéines monooxygénases présentes dans tous les règnes, et leur plus grande diversification parmi les eucaryotes s’observe principalement chez les arthropodes.

Des études récentes estiment qu’environ 27 % des P450 prédits dans les bases de données publiques sont erronés en raison de séquences partielles, d’assemblages chimériques ou de paralogues mal attribués. Ces imprécisions sont exacerbées par les pipelines d’annotation génomique automatisés, qui fonctionnent souvent mal lorsque les gènes se présentent en tandem — une caractéristique courante des familles de P450.

Le projet CYPiBASE est une base de données dotée d’un ensemble de données CYP unique, validé manuellement, contenant plus de 2 000 gènes CYP provenant d’insectes importants sur le plan agronomique (ravageurs ou parasitoïdes) (Gouin et al., 2017 ; Chertemps et al., 2021). 3 000 séquences protéiques supplémentaires issues de 31 CYPome d’insectes complets seront également utilisées dans le cadre de notre projet (Dermauw et al., 2020). Tous nos gènes sont nommés et classés en familles en fonction des similitudes de leurs séquences d’acides aminés, et conformément aux noms officiels validés.

CYPiBASE centralisera :

• les séquences validées de gènes et de protéines associées à des assemblages génomiques spécifiques,
• les variants CYP mutés observés dans les populations sauvages et associés à une résistance ou à une sensibilité aux pesticides,
• les régions promotrices et régulatrices, permettant l’identification des motifs impliqués dans le contrôle de l’expression génique.

L’annotation des gènes du cytochrome P450 est chronophage et de plus en plus de génomes d’insectes sont publiés. La deuxième partie du projet consiste à développer un pipeline d’annotation amélioré pour les futurs génomes. Cette approche d’annotation améliorée pourrait intégrer l’apprentissage automatique ou d’autres méthodes basées sur l’intelligence artificielle. Cette amélioration est cruciale pour que l’équipe IPIE conserve son haut niveau d’expertise en matière de détoxification chez les insectes, alors que le nombre de génomes d’insectes nuisibles disponibles ne cesse d’augmenter.