Les insectes en hibernation font repousser leurs muscles à la demande

Même lorsque les prix de l’essence montent en flèche, la plupart des gens ne détruisent pas le moteur de leur voiture juste pour économiser de l’énergie – et c’est un luxe que certains insectes ont que ces humains n’ont pas.

De nouvelles recherches de l’Université Western ont révélé que les coléoptères de la pomme de terre peuvent se décomposer et faire repousser leurs muscles à la demande, ce qui leur permet de conserver leur énergie pendant l’hiver.

Dans une étude publiée par le Actes de l’Académie nationale des sciencesune équipe de physiologistes des insectes de Western a montré que les doryphores de la pomme de terre en hibernation décomposent les mitochondries dans leur propre muscle de vol en préparation au climat hivernal rigoureux.

Souvent appelées les centrales électriques de la cellule, les mitochondries fournissent normalement de l’énergie pour le vol et le métabolisme. Dans les muscles humains, les mitochondries se dégradent lorsqu’elles ne sont pas utilisées (par exemple, chez les astronautes qui passent beaucoup de temps en apesanteur) et nécessitent de l’exercice pour stimuler la repousse.

Cependant, contrairement aux humains, ces coléoptères font repousser spontanément leurs mitochondries à la demande et préparent leurs muscles pour le vol au printemps.

« Nous savons que de nombreux animaux essaient d’économiser de l’énergie et de réduire leur taux métabolique en hiver en baissant leurs mitochondries », a déclaré Brent Sinclair, professeur à Western Science qui a dirigé l’étude. « Cela semblait donc être une simple expérience pour montrer que les faibles taux métaboliques que nous mesurons chez ces coléoptères hivernants étaient associés à un changement dans le fonctionnement des mitochondries. »

Mais lorsque l’ancienne étudiante diplômée occidentale Jackie Lebenzon a mesuré le taux métabolique des mitochondries en laboratoire, elle n’a rien trouvé.

« Vraiment rien », a déclaré Lebenzon, maintenant chercheur post-doctoral à l’Université de Californie à Berkeley. « Nous pensions que l’instrument ne fonctionnait peut-être pas ou que mon prélèvement endommageait les mitochondries, mais finalement, j’ai utilisé un microscope électronique pour examiner les cellules musculaires et j’ai découvert que presque toutes les mitochondries avaient disparu. Complètement disparues. »

Lorsque les mitochondries disparaissent dans la maladie, c’est généralement à cause d’un processus irréversible appelé mitophagie. Parfois, cela peut être inversé avec l’exercice chez l’homme.

Sinclair et Lebenzon ont montré que la mitophagie faisait disparaître les mitochondries, mais quand ils ont regardé les coléoptères à la fin de l’hiver, toutes les mitochondries étaient de retour, même si les coléoptères n’avaient pas fléchi un muscle.

« Cette capacité à simplement faire repousser la valeur d’un muscle entier de mitochondries est complètement nouvelle et explique comment les coléoptères sont capables d’économiser de l’énergie tout l’hiver, tout en étant prêts à voler et à s’accoupler immédiatement au printemps », a déclaré Lebenzon.

L’équipe ne sait pas encore si tous les insectes en hibernation utilisent cette stratégie pour économiser de l’énergie, mais la découverte a des implications immédiates pour comprendre comment les mitochondries sont régulées chez les insectes et comment les chercheurs pourraient être en mesure de manipuler cette régulation dans le contexte de certaines maladies musculaires.

« Cependant, à moins que vous n’ayez un moyen de faire repousser le moteur de votre voiture, vous ne pouvez probablement pas économiser l’énergie des coléoptères en hibernation », a déclaré Sinclair.