Générer des lignées de tri sexué cisgéniques chez les insectes ravageurs

Pourquoi trier de tout petits insectes nous concerne

Chaque année, des mouches phytophages endommagent les récoltes et font augmenter le prix des aliments. L’une des méthodes les plus efficaces et écologiquement acceptables pour contrôler ces ravageurs consiste à libérer de grands nombres de mâles stériles, qui rivalisent avec les mâles sauvages et réduisent progressivement la population. Mais pour que cela soit efficace, les usines doivent séparer des millions de mâles et de femelles — une tâche lente et sujette aux erreurs. Cette étude présente une nouvelle méthode précise pour construire des lignées d’insectes dont les mâles et les femelles sont facilement distinguables simplement à l’œil au stade nymphal, sans ajouter d’ADN étranger à leur génome.

Une manière plus propre de créer des lignées de tri sexué

Des « lignées de tri génétique » ont déjà été créées chez des ravageurs agricoles et des insectes vecteurs de maladies pour faciliter la séparation des sexes. L’exemple classique chez la mouche méditerranéenne associe deux caractères utiles — la couleur des pupes et la sensibilité à la chaleur — à une région du chromosome mâle par irradiation. Les mâles émergent de pupes brunes et les femelles de pupes blanches, et les embryons peuvent être traités thermiquement pour ne laisser survivre que les mâles. Cependant, cette approche peut réduire la forme physique, provoquer une stérilité partielle chez les mâles et parfois perdre sa fiabilité à cause de réorganisations génétiques. Elle repose aussi sur des réarrangements chromosomiques complexes difficiles à reproduire dans d’autres espèces.

Concevoir un système de tri cisgénique

Les auteurs ont cherché à concevoir un système plus simple, plus stable et potentiellement mieux accepté qu’ils appellent lignée de tri génétique cisgénique. « Cisgénique » signifie que toutes les parties génétiques proviennent de la même espèce, sans ajout de gènes étrangers. Travaillant sur la mouche méditerranéenne, ils ont utilisé l’édition du génome par CRISPR pour insérer un segment de contrôle spécifique au sexe, présent naturellement dans un gène déterminant le sexe appelé transformer, dans un gène contrôlant la couleur des pupes connu sous le nom de white pupae. Ce segment inséré est traité différemment chez les mâles et les femelles lors de la lecture du gène, de sorte que le même gène modifié se comporte de manière opposée selon le sexe.

Transformer la couleur en un identifiant sexuel intégré

Grâce à cette modification ingénieuse, les pupes mâles et femelles se retrouvent avec des couleurs différentes. Chez les femelles, le segment de contrôle inséré est excisé lors du traitement de l’ARN, permettant au gène white pupae de fonctionner normalement et de produire des pupes brunes. Chez les mâles, le segment reste en place, interrompant le gène et empêchant la production de la protéine normale, si bien que les mâles développent des pupes blanches. Les chercheurs ont élevé cette version modifiée pour qu’elle soit présente en deux copies chez tous les individus, créant une nouvelle lignée qu’ils appellent IMPERIAL. Dans cette lignée, chaque pupe blanche donne un mâle et chaque pupe brune une femelle, rendant le tri sexué aussi simple que trier par couleur.

Tester la robustesse, la stabilité et le comportement

Pour évaluer si IMPERIAL serait pratique pour la lutte antiparasitaire à grande échelle, les auteurs l’ont comparée à une lignée sauvage standard et à la lignée de tri génétique largement utilisée VIENNA 8. Sur plusieurs générations, IMPERIAL a conservé une correspondance parfaite entre la couleur des pupes et le sexe et a maintenu un ratio mâles:femelles équilibré de 1:1. En revanche, VIENNA 8 produisait souvent moins de femelles, suggérant une mortalité féminine cachée ou d’autres coûts. La survie de l’œuf à l’adulte et la durée de vie adulte dans IMPERIAL étaient similaires à celles du type sauvage et supérieures à VIENNA 8 sur plusieurs critères. Le développement de l’œuf à l’adulte tendait aussi à être plus rapide que chez VIENNA 8, dont les femelles développaient en particulier plus lentement. Lorsqu’elles avaient le choix entre des mâles des trois lignées, les femelles d’une lignée testeur s’accouplaient presque aussi souvent avec des mâles IMPERIAL qu’avec des mâles VIENNA 8, bien que les mâles sauvages restent les plus attractifs.

Ce que cela signifie pour la lutte antiparasitaire future

La lignée IMPERIAL montre qu’une unique modification précise utilisant uniquement de l’ADN natif peut créer un marqueur visible fiable qui sépare clairement mâles et femelles chez un ravageur agricole majeur. Puisqu’aucun gène étranger n’est ajouté, de telles lignées cisgéniques pourraient être plus faciles à réglementer et plus acceptables pour le public que des insectes entièrement transgéniques, même si cela dépendra des règles locales. La même stratégie — emprunter un segment de contrôle spécifique au sexe du système de détermination du sexe d’une espèce et l’insérer dans un gène marqueur visible — pourrait en principe être appliquée à d’autres mouches des fruits et aux moustiques. Avec des tests complémentaires en conditions d’élevage réelles, des lignées de tri cisgéniques comme IMPERIAL pourraient rendre les lâchers de mâles stériles moins coûteux, plus efficaces et plus largement utilisables, contribuant à protéger les cultures tout en réduisant la dépendance aux insecticides à large spectre.

Citation: Davydova, S., Liu, J., Kandul, N.P. et al. Generating cisgenic sexing strains in insect pests. Commun Biol 9, 363 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09624-9

Mots-clés: technique de l’insecte stérile, lignée de tri génétique, mouche méditerranéenne des fruits, édition du génome CRISPR, lutte antiparasitaire cisgénique