Les précurseurs évolutifs des gènes des sous-unités a et b des hormones glycoprotéiques (implication dans le développement)

Abstract

Deux protéines structurellement proches des sous-unités a et b des hormones glycoprotéiques hypophysaires (GpHs) des vertébrés ont été identifiées dans des génomes de vertébrés et de Protostomes et ont été dénommées glycoprotéines a2 (GPA2) et b5 (GPB5). Chez les Mammifères, l hétérodimère de ces deux protéines recombinantes active le récepteur à la thyrotropine et a donc été nommé thyrostimuline. Cependant le rôle et le mode d action de ces protéines restaient très incertains. Nous avons entrepris une étude visant à déterminer quand ces protéines sont apparues et à explorer leur expression embryonnaire. Nous avons pu montrer que GPA2 et GPB5 sont apparues avec l émergence des Bilatériens suggérant qu elles pouvaient être associées à un caractère apparu avec ce groupe. Nous apportons aussi des arguments suggérant que les sous-unités des GpHs résultent de la duplication, peu avant la radiation des vertébrés, d un locus contenant gpa2 et gpb5. Pour initier leur étude fonctionnelle, nous nous sommes d abord intéressés à un représentant d un groupe taxinomique ayant émergé avant cette duplication, l amphioxus. Nous avons analysé l expression des gènes gpa2 et gpb5 en parallèle avec celle du récepteur homologue aux récepteurs des GpHs des vertébrés (gphrr) aux stades embryonnaire et larvaire. Nous montrons que l expression de gpb5 est faible mais quasi ubiquitaire, tandis que gpa2 est exprimé dans deux structures apparues avec les Bilatériens, le système nerveux central (SNC) et l intestin où son expression est partiellement recouverte par celle de gphrr. Notre deuxième étude chez deux vertébrés (le médaka et la souris) a permis de confirmer l expression embryonnaire des gènes gpa2 et gpb5 dans le SNC et l intestin. Elle a également permis de mettre en évidence leur expression dans les organes du système visuel, les arcs branchiaux ou encore dans les bourgeons de membres. L ensemble de ces données montre que ces protéines pourraient jouer un rôle, individuel ou en partenariat, dans la mise en place de certaines structures. Par ailleurs, l expression de ces gènes dans certaines structures comme l intestin adulte ou le thymus néonatal suggèrent que GPA2 et GPB5 pourraient participer aux mécanismes de défenses immunitaires innée et spécifique.Two proteins structurally related to glycoprotein hormone (GpH) a and b subunits have been identified in vertebrate and Protostome genomes and have been named glycoproteins a2 (GPA2) and bche mti5 (GPB5). The mammalian recombinant heterodimer of these two proteins was shown to activate the thyrotropin receptor and was therefore named thyrostimulin. However their function and mechanism of action still remained unknown. We developed a study to determine when these proteins appeared and to explore their embryonic expression. We showed that GPA2 and GPB5 appeared with the emergence of bilateria suggesting they could be involved in a novelty of this taxa. We gave some evidences supporting that GpH subunits arose from a duplication of a locus containing both gpa2 and gpb5 just prior the vertebrate s radiation. In view of initiating their functional study, we focused on amphioxus, a member of a taxinomic group that emerged before this duplication. We analyzed gpa2 and gpb5 genes expression in parallel with the vertebrate GpHs receptor homolog (gphrr) during development. We demonstrated that the gpb5 gene expression was weak but essentially ubiquitous while gpa2 was expressed in two structures that appeared with bilateria, the central nervous system (CNS) and the intestine where its expression was partially overlapped by that of gphrr. A second study in two distinct vertebrate species (medaka and mouse) allowed us to confirm the embryonic expression of gpa2 and gpb5 genes in CNS and intestine. Their expression was also detected in occular system organs, in branchial arches or in limb buds. All these data show that these proteins could act, individually or in partnership, in the development of some structures. Moreover, the expression of these genes in adult intestine or the postnatal thymus for example, together with data from the literature, suggest that GPA2 and GPB5 could be involved in innate and specific immunity defense mechanisms.PARIS-Museum Hist.Naturelle (751052304) / SudocSudocFranceF