Bioadhésif, Drosophile, Glandes salivaires, Sgs, Adhésion, Biomimétisme

Les bioadhésifs présentent des propriétés physico-chimiques qui permettent aux êtres vivants d'adhérer à une grande variété de substrats. Développés sur plusieurs millions d'années, ils sont une source d'inspiration pour développer de futurs matériaux plus respectueux de la santé et de l'environnement. C'est le cas de la colle des Drosophiles, une substance produite durant le stade larvaire qui permet à l'animal d'être attaché durant sa métamorphose au stade de pupe et de ne pas être consommé par des prédateurs. Cette colle adhère à une grande diversité de substrats (des feuilles, du bois, des fruits ou du plastique). Elle est produite par les glandes salivaires, sèche en quelques secondes, adhère pendant plusieurs jours dans des conditions d'humidité et température très variables. Jusqu'à présent, la composition et les propriétés adhésives de la colle ont été étudiées chez Drosophila melanogaster uniquement. Sa force d'adhésion est de 0.2 Newton pour une surface de 1 mm², ce qui correspond à la force de la plupart des rubans adhésifs utilisés dans le commerce. En outre, cette colle est biodégradable, biocompatible, réversible et pourrait posséder des propriétés répulsives. La colle de D. melanogaster est composée de huit protéines glycosylées, les Salivary Gland Secretion (Sgs), encodées par les gènes Sgs. L'objectif de ma thèse est d'analyser la colle des autres espèces de Drosophiles. Dans une première partie, j'ai analysé les séquences génomiques de 24 espèces de Drosophiles afin de caractériser l'évolution moléculaire des gènes Sgs sur 30 millions d'années. J'ai annoté 102 gènes Sgs et identifié des copies de gènes new glue pas encore annotées. J'ai proposé une nouvelle nomenclature pour les gènes Sgs, basée sur la conservation des séquences protéiques, leur position au sein du génome et la présence/absence de répétitions internes. Nous avons observé deux dynamiques évolutives au sein des Sgs: un premier groupe (Sgs1, Sgs3X et Sgs3e) a connu peu d'évènements évolutifs (duplications, délétions, inversions) alors qu'un second groupe (Sgs3b, Sgs7 et Sgs8) en a connu plusieurs. La dynamique du second groupe de gènes a pu être accélérée par la présence de petits gènes adjacents, les gènes new glue. Nos travaux montrent que certains gènes de la colle évoluent rapidement et pourraient jouer un rôle dans l'évolution rapide des propriétés de la colle. Dans une seconde partie, j'ai effectué des tests d'adhésion sur 27 espèces de Drosophiles séparées par 150 millions d'années d'évolution et jusqu'à 6 souches par espèces. En comparant les propriétés adhésives, nous avons observé que la force d'adhésion varie indépendamment de la distance phylogénétique et évolue rapidement dans les deux directions aux cours de l'évolution. La force la plus élevée est observée chez D. virilis et elle excède celles des rubans adhésifs commerciaux. L'analyse de la quantité de colle produite par l'animal et son implication dans la force d'adhésion sont en cours. Enfin, nous avons identifié trois groupes d'espèces selon leur adhésion : faible, moyenne et forte. Dans une troisième partie, nous avons étudié le rôle individuel des gènes Sgs dans les propriétés d'adhésion de la colle de D. melanogaster, grâce à des lignées RNAi. Nos résultats préliminaires montrent une forte réduction de l'adhésion en l'absence de Sgs3. Nous avons également publié un article de revue dans le Journal Insects qui présente la colle des Drosophiles comme un modèle prometteur de bioadhésion. Mes travaux de thèse ont permis de fournir un socle de premiers résultats afin d'établir la colle des Drosophiles comme nouveau modèle pour étudier l'évolution d'un trait adaptatif et pour développer de futurs bioadhésifs.