Les nématodes entomopathogènes (EPN) sont des parasites tueurs d’insectes qui forment des partenariats mutualistes spécifiques à chaque espèce avec leurs symbiotesbactériens 1. Les NPE se composent de deux familles : Steinermatidae et Heterorhabditidae, qui s’associent respectivement aux bactéries Gram-négatives Photorhabdus et Xenorhabdus spp. Pendant le stade juvénile infectieux libre (IJ) des nématodes Steinernema, les bactéries Xenorhabdus sont logées dans une poche intestinale du nématode appelée réceptacle, et lors de la pénétration de l’insecte hôte dans l’hémocoel, les bactéries sont libérées, après quoi elles se multiplient et tuent l’insecte parsepticémie 3,4. Dans cette relation mutualiste, les bactéries produisent des composés antimicrobiens et insecticides, qui protègent contre la réponse immunitaire de l’hôte et fournissent un soutien nutritionnel aunématode 5. En retour, les bactéries bénéficient de la protection offerte par l’hôte nématode contre les microbes environnementaux et sont facilitées dans leur dispersion vers de nouvelles proiesinsectes 6,7.
Au cours des dernières décennies, le partenariat Steinernema-Xenorhabdus s’est établi comme un puissant système expérimental pour étudier divers aspects des interactions parasitaires et mutualistes, tels que les comportements de recherche d’insecteshôtes 3, la colonisation bactérienne dans l’hôtenématode 8, et les comportements adaptatifs des bactéries symbiotiques facilitant leurs transitions entre nématodes et animaux hôtesinsectes 9. Les NPE sont également des espèces importantes pour la durabilité des sols et sont utilisées comme agents organiques de lutte antiparasitaire pour promouvoir la productivitéagricole 10,11.
Malgré le développement rapide des outils génétiques chez les bactéries symbiotiques Xenorhabdus et Photorhabdus12, les outils génétiques cohérents dans les NPE ont été rares. La microinjection gonadale a été établie avec succès chez les nématodes Heterorhabditis etSteinernema 13,14. Auparavant, la microinjection gonadale chez Heterorhabditis bacteriophora a été utilisée pour délivrer systématiquement de l’ARN double brin pour le knockdown génique chez la première génération de descendants13,15. Récemment, l’édition du génome CRISPR-Cas9 chez Steinernema a été développée, délivrée par microinjection gonadicale, et a donné des mutations précises, stables ethéréditaires 14.
Une espèce de Steinernema, S. hermaphroditum, s’est avérée très facile à traiter et possède un grand potentiel en tant qu’organisme génétique modèleémergent 4,14. Initialement isolé du sol enIndonésie 16 et réisolé enInde 17, S. hermaphroditum est constamment hermaphrodite, avec un petit nombre de mâles par génération, deux caractéristiques facilitant l’adaptation des outils génétiques du nématode modèle classique C. elegans4. De plus, le génome de S. hermaphroditum a été séquencé et assemblé en chromosomes, simplifiant la tâche d’identification des sites cibles potentiels Cas9 et la conception desamorces 18.
Lors de la microinjection d’EPN, un mélange d’injection contenant des réactifs appropriés, tels que des ARNds, la protéine Cas9 ou des ARN-guides, est délivré au gonade du nématode syncytial via une aiguille tirée d’un capillaire de quartz. Le volume et la pression appropriés d’injection entraînent un « flux » visible de liquide dans tout le bras gonadique. Puisque ces nématodes possèdent une paire de gonades syncytiales composées de noyaux de la lignée germinale partageant le même cytosol19, cette approche de microinjection permet d’accéder à plusieurs cellules germinales pour l’édition, avant la cytokinésie, séparant ainsi les noyaux germinaux enovocytes en développement 20. Bien que la microinjection gonadiale serve de technique cohérente pour la modulation génétique chez plusieurs espèces de nématodes non modèles 14,21,22,23,24,25, il est crucial d’adapter les techniques d’injection aux structures gonadales, au stade de vie et à l’état physiologique appropriés de chaque espèce de nématode afin d’assurer le succès et une grande efficacité dans la délivrance. Les techniques de récupération post-injection et l’entretien des lignées mutantes sont toutes deux importantes pour garantir que cette technique soit rentable.
Cette étude démontre un protocole d’édition du génome CRISPR-Cas9 chez Steinernema hermaphroditum. La microinjection gonadiale est décrite chez le jeune adulte, un stade résistant à la microinjection à haute pression et réceptif à l’édition génétique14. De plus, des méthodes détaillées décrivant le maintien des lignées mutantes héréditaires et stables sont fournies, à la fois par cryoconservation et propagation par insectes.