Stage de M2

Étude du métabolisme pigmentaire d’un papillon polyphénique, la Carte géographique

Contexte

La Carte géographique (Araschnia levana) est un papillon de la famille des Nymphalidés possédant un cycle de vie avec trois générations annuelles en France. Ces générations s’accompagnent d’un important changement de couleur (polyphénisme) : la génération de printemps (forme printanière) présente des ailes orange alors que celles d’été et d’automne (forme estivale) ont des ailes majoritairement noires. Chez les Nymphalidés, les pigments alaires sont classiquement de la famille des ommochromes et des mélanines, tous deux issus d’acides aminés essentiels métabolisés dans le corps de l’animal. Dans le contexte du polyphénisme de couleur, ces voies métaboliques (pigments, précurseurs et leurs quantités), aussi bien présentes dans les ailes que dans le reste du corps, restent pourtant méconnues. De plus, à l’échelle d’un unique individu, les patterns de couleur alaires sont complexes avec des écailles produisant chacune une seule couleur provenant d’une palette diversifiée, allant du blanc au marron en passant par le beige, le jaune et l’orange. Comment des variations aussi fines de couleurs se traduisent par la production de pigments différents au niveau cellulaire via l’ajustement de voies métaboliques majeures est une question clé en biologie de la pigmentation. Le polyphénisme de couleur de la Carte géographique représente donc un modèle intéressant en biochimie pour s’attaquer à cette question.

Objectifs du stage

Par une approche de chimie analytique utilisant la chromatographie liquide à ultra-haute performance couplée à la spectrométrie de masse en tandem (MS/MS), le stage visera à caractériser les pigments (ommochromes et mélanines) et leurs précurseurs qui sont produits dans les écailles et dans le corps des formes printanières et estivales, ainsi que dans des formes « intermédiaires ». L’extraction des pigments se fera à l’échelle du corps et à l’échelle des écailles des individus, en séparant au préalable ces dernières en fonction de leur couleur et de leur position alaire. Le matériel biologique utilisé comprendra (1) des individus dont le polyphénisme a été manipulé expérimentalement et qui ont été conservés au laboratoire, et (2) des individus sauvages (la forme printanière sera prélevée pendant le stage).
Le/La stagiaire apprendra ainsi les protocoles et méthodes d’extraction utilisés en chimie analytique sur des pigments. Il/Elle apprendra les concepts de la chromatographie en phase liquide et de la spectrométrie de masse. A la fin du stage, le/la stagiaire saura analyser des chromatogrammes et des spectres de masse de manière qualitative et quantitative. Il/Elle saura finalement appliquer les tests statistiques appropriés pour conclure sur ses résultats.

Calendrier prévisionnel

Dans le cas d’un reconfinement total ou partiel empêchant le bon déroulé des expériences de spectrométrie de masse, il sera proposé au stagiaire de travailler sur le changement de couleur des ommochromes à l’échelle moléculaire à travers leur interaction avec des métaux d’intérêt biologique. Ces interactions seront étudiées expérimentalement (spectroscopie UV-Visible) et par modélisation numérique (approche dite de chimie quantique). Cette dernière approche pourra être réalisée entièrement en distantiel. Les résultats obtenus seront à mettre en lien avec les nombreux contextes biologiques de changement de couleur impliquant les ommochromes et les métaux intracellulaires.

Profil souhaité

Stage M2
Des connaissances de base en biologie et en chimie (niveau licence) sont requises. Des connaissances préalables de la chromatographie et de la spectrométrie de masse sont un plus mais ne sont pas requises. Le/La stagiaire est capable de réaliser un travail minutieux à la loupe binoculaire (dissection des écailles) et un travail rigoureux de chimie analytique à la paillasse (pigments faiblement concentrés et photolabiles).

Conditions d’accueil
Durée : 5 mois
Période : début janvier – fin mai 2021
Envoyer un CV, une lettre de motivation et un relevé de notes aux adresses mails ci-dessous.
Prof. CASAS Jérôme
[email protected]
02 47 36 69 78
Dr. FIGON Florent (référent principal)
[email protected]
06 13 62 91 12

Institut de Recherche sur la Biologie de l’Insecte (IRBI)
UMR CNRS 7261 – Université de Tours

Faculté des sciences et Techniques
Avenue Monge, Parc Grandmont
37200 Tours
FRANCE

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Pout toute autre question, vous pouvez contacter [email protected].