ÉQUIPE

Evolution et developpement de la morphologie et du comportement

Responsable d'équipe : B. Prud’homme

Notre objectif est d’élucider les mécanismes génétiques et cellulaires à l’origine de la diversité des formes et des comportements chez les animaux.

GRAND PUBLIC

Les espèces animales sont caractérisées par une grande diversité de formes morphologiques, de motifs colorés et de comportements. Nos recherches visent à comprendre comment ces différents caractères sont codés par les informations génétiques contenues dans le génome, et à élucider de quelle manière ces caractères évoluent entre espèces. Pour cela, nous étudions différentes espèces d’insectes, essentiellement des mouches Drosophiles mais également des coccinelles. Nous étudions la formation et l’évolution des motifs de colorations sur les ailes de ces insectes, la morphogénèse de certaines parties du corps, et des comportements reproducteurs comme la parade sexuelle ou le choix du site de ponte.

wings

Diversité des motifs pigmentaires de l’aile de drosophile

Nous étudions en particulier une espèce Drosophila originaire d’Asie et récemment arrivée en Europe, Drosophila suzukii. Cette mouche est un ravageur agricole qui cible de nombreux fruits de culture lorsqu’ils sont encore en maturation, comme les fraises, les cerises, les framboises et bien d’autres, causant des pertes économiques très importantes. Drosophila suzukii se comporte à l’inverse de la plupart des autres espèces de Drosophiles qui elles préfèrent pondre sur des fruits en décomposition. Nous cherchons à comprendre pourquoi et comment le choix du site de ponte a changé chez Drosophila suzukii. Pour cela nous étudions les mécanismes génétiques qui contrôlent le comportement de ponte, mais également la formation de l’organe de ponte (qui s’est allongé chez Drosophila par rapport aux autres espèces, ce qui lui permet de percer la peau des fruits mûrs). Enfin, cette espèce, comme certaines proches cousines évolutives, est reconnaissable par la présence d’une petite tâche noire au bout des ailes, mais uniquement chez les mâles. Nous cherchons à comprendre comment ce motif de coloration est apparu sur les ailes de cette espèce, et comment se fait-il qu’il soit limité aux mâles, alors que les deux sexes partagent pratiquement le même génome.

 

PUBLIC EXPÉRIMENTÉ

Pour étudier l’évolution de la forme et des comportements chez nos espèces de Drosophile, nous utilisons des approches de génétique, de génomique, de transgenèse, d’imagerie, et d’analyse des circuits de neurones, et ceci dans une approche comparative entre espèces.

  1. Formation et évolution des motifs de coloration.
    La forme adulte des animaux est dictée par la forme de chacun des organes et parties anatomiques qui la compose. Et la forme des organes est sculptée au cours du développement embryonnaire par la forme et l’organisation collective que prennent les cellules qui constitue cet organe. Nous étudions la morphogenèse de l’organe de ponte chez les Drosophile, et chez Drosophila suzukii en particulier. Pour cela nous étudions de manière comparative de quelle manière les cellules épithéliales qui forment cet organe ont changé de forme et d’agencement au cours de l’évolution. Ce projet repose sur des approches de génétiques, d’imagerie, et d’analyse de ces images.
  2. Evolution de la morphogenèse épithéliale.
    La forme adulte des animaux est dictée par la forme de chacun des organes et parties anatomiques qui la compose. Et la forme des organes est sculptée au cours du développement embryonnaire par la forme et l’organisation collective que prennent les cellules qui constitue cet organe. Nous étudions la morphogenèse de l’organe de ponte chez les Drosophile, et chez Drosophila suzukii en particulier. Pour cela nous étudions de manière comparative de quelle manière les cellules épithéliales qui forment cet organe ont changé de forme et d’agencement au cours de l’évolution. Ce projet repose sur des approches de génétiques, d’imagerie, et d’analyse de ces images.
  3. Evolution du choix de site de ponte.
    Drosophila suzukii se comporte à l’inverse des autres espèces de Drosophiles, préférant pondre sur des fruits mûrs plutôt que sur des fruits en décomposition. Nous cherchons à identifier les signaux, en particulier chimiques, ainsi que les circuits neuronaux qui perçoivent et interprètent ces signaux pour guider ces choix innés de sites de ponte. Nous utilisons des approches de perturbations neuronales pour caractériser et comparer entre espèces les circuits neuronaux et les comportements qu’ils gouvernent. Nous développons des outils génétiques chez Drosophila suzukii pour cibler discrètes de populations neuronales, et être capables de les visualiser, d’enregistrer leur activité, et de les manipuler fonctionnellement.

 


Selected publications

PUBLICATION

Near-chromosome level genome assembly of the fruit pest Drosophila suzukii using long-read sequencing

Mathilde Paris, Roxane Boyer, Rita Jaenichen, Jochen Wolf, Marianthi Karageorgi, Jack Green, Mathilde Cagnon, Hugues Parinello, Arnaud Estoup, Mathieu Gautier, Nicolas Gompel, Benjamin Prud'homme
Sci Rep . 2020 Jul 8;10(1):11227. doi: 10.1038/s41598-020-67373-z. PMID: 32641717

PUBLICATION

Evolution of ovipositor length in Drosophila suzukii is driven by enhanced cell size expansion and anisotropic tissue reorganization

Jack E Green, Matthieu Cavey, Emmanuelle Médina Caturegli, Benoit Aigouy, Nicolas Gompel, Benjamin Prud'homme
Curr Biol . 2019 Jun 17;29(12):2075-2082.e6. doi: 10.1016/j.cub.2019.05.020. Epub 2019 Jun 6. PMID: 31178315

PUBLICATION

A short guide to insect oviposition: when, where and how to lay an egg

Kevin M Cury, Benjamin Prud'homme, Nicolas Gompel
J Neurogenet . Mar-Jun 2019;33(2):75-89. doi: 10.1080/01677063.2019.1586898. PMID: 31164023

PUBLICATION

The genomic basis of color pattern polymorphism in the harlequin ladybird

Mathieu Gautier, Junichi Yamaguchi, Julien Foucaud, Anne Loiseau, Aurélien Ausset, Benoit Facon, Bernhard Gschloessl Jacques Lagnel, Etienne Loire, Hugues Parrinello, Dany Severac, Celine Lopez-Roques, Cecile Donnadieu, Maxime Manno, Helene Berges, Karim Gharbi, Lori Lawson-Handley, Lian-Sheng Zang, Heiko Vogel, Arnaud Estoup, Benjamin Prud'homme
Curr Biol . 2018 Oct 22;28(20):3296-3302.e7. doi: 10.1016/j.cub.2018.08.023. Epub 2018 Aug 23. PMID: 30146156

PUBLICATION

Evolution of Multiple Sensory Systems Drives Novel Egg-Laying Behavior in the Fruit Pest Drosophila suzukii

Karageorgi M, Bräcker LB, Lebreton S, Minervino C, Cavey M, Siju KP, Grunwald Kadow IC, Gompel N, Prud'homme B.
Curr Biol. 2017 Mar 8. pii: S0960-9822(17)30090-8. PMID: 28285999

PUBLICATION

Looking under the lamp post: neither fruiless nor doublesex contribute to the evolution of male courtship in Drosophila

Jessica Cande, David L Stern, Tomoko Morita, Benjamin Prud'homme, Nicolas Gompel
Cell Rep . 2014 Jul 24;8(2):363-70. doi: 10.1016/j.celrep.2014.06.023. Epub 2014 Jul 10. PMID: 25017068

PUBLICATION

Emergence and diversification of a Drosophila pigmentation pattern through the assembly and evolution of a novel gene regulatory module

Laurent Arnoult, Kathy F Y Su, Diogo Manoel, Caroline Minervino, Justine Magriña, Nicolas Gompel, Benjamin Prud'homme
Science . 2013 Mar 22;339(6126):1423-6. doi: 10.1126/science.1233749. PMID: 23520110

PUBLICATION

Body plan innovation in treehoppers through the evolution of an extra wing-like appendage.

Prud'homme B, Minervino C, Hocine M, Cande JD, Aouane A, Dufour HD, Kassner VA, Gompel N.
Nature. 2011 May 5;473(7345):83-6. PMID: 21544145

PUBLICATION

Smells like evolution: the role of chemoreceptor evolution in behavioral change.

Cande J, Prud'homme B, Gompel N.
Curr Opin Neurobiol. 2013 Feb;23(1):152-8. PMID: 22884223

PUBLICATION

Evolution: return of the ant supersoldiers.

Prud'homme B, Gompel N.
Curr Biol. 2012 Mar 6;22(5):R165-7. PMID: 22401899

PUBLICATION

Evolution of multiple additive loci caused divergence between Drosophila yakuba and D. santomea in wing rowing during male courtship.

Cande J, Andolfatto P, Prud'homme B, Stern DL, Gompel N.
PLoS One. 2012;7(8):e43888. PMID: 22952802

PUBLICATION

Behavioural neuroscience: Fruity aphrodisiacs.

Prud'homme B, Gompel N.
Nature. 2011 Oct 12;478(7368):190-1. PMID: 21993752

PUBLICATION

Behavioural neurobiology: Chemical love.

Gompel N, Prud'homme B.
Nature. 2009 Oct 15;461(7266):887-8. PMID: 19829359

PUBLICATION

The causes of repeated genetic evolution.

Gompel N, Prud'homme B.
Dev Biol. 2009 Aug 1;332(1):36-47. PMID: 19433086

PUBLICATION

Regulating evolution.

Carroll SB, Prud'homme B, Gompel N.
Sci Am. 2008 May;298(5):60-7. PMID: 18444326

PUBLICATION

Emerging principles of regulatory evolution.

Prud'homme B, Gompel N, Carroll SB.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 May 15;104 Suppl 1:8605-12. PMID: 17494759

PUBLICATION

Monkey see, monkey do.

Prud'homme B, Carroll SB.
Nat Genet. 2006 Jul;38(7):740-1. PMID: 16804536

PUBLICATION

Repeated morphological evolution through cis-regulatory changes in a pleiotropic gene.

Prud'homme B, Gompel N, Rokas A, Kassner VA, Williams TM, Yeh SD, True JR, Carroll SB.
Nature. 2006 Apr 20;440(7087):1050-3. PMID: 16625197

PUBLICATION

Chance caught on the wing: cis-regulatory evolution and the origin of pigment patterns in Drosophila.

Gompel N, Prud'homme B, Wittkopp PJ, Kassner VA, Carroll SB.
Nature. 2005 Feb 3;433(7025):481-7. PMID: 15690032

Interactions

Nous collaborons avec différentes équipes en France et à l’étranger :

  • des chimistes à l’Institut de Chimie de Nice (ICN),
  • des généticiens des populations du Centre de Biologie et de Gestion des Populations (CBGP, INRA) à Montpellier,
  • des généticiens et neuroscientifiques de la LMU et TUM de Munich (Allemagne)

Financement

ANR

Membres more

Benoît Aigouy   Matthieu Cavey Bernard Charroux Caroline Minervino Sabine Quitard
Benjamin Prud'homme
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Benjamin Prud'homme

Chercheur

Benoît Aigouy
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Benoît Aigouy

Chercheur

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Emmanuelle Caturegli

Ingénieur / Technicien

Matthieu Cavey
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Matthieu Cavey

Enseignant - chercheur

Bernard Charroux
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Bernard Charroux

Chercheur

Bernard, chercheur au CNRS, a rejoint l'équipe en janvier 2007 avec une formation en biologie du développement. Bernard consacre son temps, depuis peu, à comprendre les mécanismes qui contrôlent la relation complexe entre le microbiote et l'épithélium intestinal. Ses efforts se concentrent aussi sur l'analyse des conséquences du microbiote intestinal sur la physiologie de l'hôte.

Caroline Minervino
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Caroline Minervino

Ingénieur / Technicien

Sabine Quitard
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Sabine Quitard

Ingénieur / Technicien

En bref

Organisme modèle
  • Drosophila species
  • Harmonia axyridis
Processus biologique étudié
  • Regulation génique
  • Comportement
  • Morphogenèse
Techniques biologiques
  • Génétique
  • Génomique
  • Transgenèse fonctionnelle
  • Imagerie
  • Comportement
  • Neurogénétique