Unité de l’olfaction chez l’insecte
Décrypter les signaux volatils grâce à l’olfaction des insectes
Notre laboratoire étudie la manière dont les insectes détectent et interprètent les molécules volatiles. Les odeurs sont représentées par l’activité combinée de nombreux récepteurs olfactifs. Cette organisation forme un code combinatoire qui relie les signaux chimiques à la perception, à la physiologie et au comportement. En associant neurobiologie, biologie des récepteurs, génétique, imagerie et analyses quantitatives, nous cherchons à comprendre les principes fondamentaux du codage olfactif et à exploiter ces connaissances pour développer de nouvelles applications.
Nous avons mis au point une plateforme de biocapteurs capable de mesurer simultanément la réponse de nombreux récepteurs à un grand nombre de molécules odorantes et de mélanges volatils complexes. Cette capacité d’analyse à grande échelle nous permet de dépasser une approche purement descriptive de l’écologie chimique et d’adopter une démarche d’écologie chimique inverse : partir du système sensoriel lui-même pour identifier des molécules produisant des effets biologiques précis. Combinée à des analyses quantitatives et à des méthodes fondées sur l’intelligence artificielle, cette plateforme permet de décrypter des signatures volatiles complexes et de les relier à leurs fonctions biologiques.
Principes du codage olfactif
Nos recherches s’organisent autour de plusieurs questions fondamentales : comment l’activité combinée de nombreux récepteurs produit-elle un code à la fois sélectif et robuste ? Comment le système olfactif représente-t-il les mélanges naturels complexes, plutôt que les molécules prises isolément ? Et comment cette représentation reste-t-elle fiable malgré les variations de concentration ou la présence d’odeurs de fond ?
En mesurant à grande échelle l’activité des récepteurs, puis en la mettant en relation avec le comportement et avec des modèles quantitatifs, nous cherchons à comprendre comment la structure chimique des molécules détermine l’activation du système sensoriel, puis la réponse comportementale. Comprendre ces mécanismes constitue un objectif scientifique à part entière. C’est également ce qui donne à nos travaux leur potentiel d’application.
Des alternatives durables aux insecticides
De nombreux insectes ravageurs utilisent les odeurs pour localiser leurs plantes hôtes, choisir leurs sites de ponte ou réagir aux signaux de leur environnement. En décryptant les profils d’activation liés à ces comportements, nous identifions des molécules ou des mélanges capables de reproduire, de bloquer ou de modifier ces signaux.
Cette stratégie, fondée sur l’étude des récepteurs, permet de rechercher de manière rationnelle des répulsifs, des attractifs ou des mélanges capables de modifier le comportement des insectes. Elle permet également d’explorer une diversité de molécules bien plus large que les méthodes classiques de criblage empirique. En agissant sur le comportement plutôt que par toxicité, ces approches ouvrent la voie à des méthodes plus durables de protection des cultures.
Détection de signatures volatiles
Les modifications de l’état physiologique, le stress ou certaines maladies peuvent changer la composition des émissions volatiles. Ces changements prennent souvent la forme de signatures complexes, qui reposent sur la combinaison de nombreux composés plutôt que sur une seule molécule.
Notre plateforme de biocapteurs permet de détecter ces profils odorants au moyen d’unités sensibles fondées sur des récepteurs olfactifs. Elle produit des profils d’activation combinatoires qui peuvent ensuite être comparés, classés et interprétés grâce à des analyses quantitatives et à des méthodes d’intelligence artificielle.
Ces recherches associent l’étude fondamentale du codage des mélanges complexes au développement de méthodes non invasives de détection reposant sur les composés volatils.
Ces différents axes placent l’olfaction des insectes au cœur d’une démarche plus large visant à mieux comprendre la communication chimique dans les systèmes vivants et à développer de nouveaux outils pour l’agriculture, l’environnement et la santé. Plusieurs de ces travaux sont aujourd’hui développés en vue d’applications concrètes.
