Evolution et diversification des protéines à basic Helix-Loop-Helix chez les métazoaires : apports pour la compréhension de l'évolution du système nerveux et de la neurogenèse

par Elena Simionato

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Michel Vervoort.


  • Résumé

    Pour tenter de comprendre l’évolution du système nerveux, j’ai étudié certaines protéines à basic Helix-Loop-Helix (bHLH) impliquées dans le développement neural et leur conservation ou divergence pendant l’évolution des animaux. D’abord, une recherche systématique des gènes à bHLH a été conduite dans les génomes des principales lignées de métazoaires y compris des non bilatériens, deux cnidaires et une éponge Amphimedon queenslandica. Les analyses phylogénétiques ont permis de proposer un modèle d’évolution et d’expansion de cette superfamille chez les métazoaires. Ensuite, j’ai étudié un gène à bHLH d’éponge AmqbHLH1, qui est un homologue des gènes proneuraux atonal/neurogenin de bilatériens. Les profils d’expression d’AmqbHLH1 et d’homologues des gènes Notch et Delta suggèrent qu’ils pourraient être impliqués dans la formation de cellules sensorielles chez l‘éponge. J’ai montré que AmqbHLH1 possède une activité proneurale qui est une combinaison des propriétés de neurogenin et atonal. Nous avons inféré que le mécanisme génétique comprenant les gènes proneuraux couplés à la voie de signalisation Notch/Delta, était déjà fonctionnel chez les métazoaires plus basaux pour former des cellules sensorielles. Enfin, pour comprendre quels aspects de la fonction des protéines à bHLH sont ancestraux aux bilatériens et quels sont des caractères dérivés spécifiques de certaines lignées, j’ai étudié des gènes à bHLH chez l’annélide Platynereis dumerilii. Tous les gènes identifiés sont exprimés pendant la formation du système nerveux de Platynereis et certains pourraient avoir des fonctions proneurales ou de spécification neuronale de manière similaire aux vertébrés.

  • Titre traduit

    Evolution and diversification of basic Helix-Loop-Helix proteins in metazoans : contribution to understanding the evolution of nervous system and neurogenesis


  • Résumé

    In order to understand the nervous system evolution, during my thesis I have studied some basic Helix-Loop-Helix (bHLH) proteins involved in neural development and their conservation or divergence during animal evolution. First, an extensive search for bHLH genes has been conducted in species representative of the main metazoan lineages, including three non-bilaterian species, two cnidarians and a sponge Amphimedon queenslandica. The phylogenetic analyses allowed us to propose an evolutionary scenario for the diversification of this superfamily in metazoans. Then, I have studied a sponge bHLH gene, AmqbHLH1, which is homolog to the bilaterian proneural genes, atonal and neurogenin. The expression of AmqbHLH1, as well as of homologs of Notch and Delta,in dicates that these genes may be involved in the formation of sensory cells in the sponge. I have also demonstrated that AmqbHLH1 has a proneural activity that is a combination of the properties of the neurogenin and atonal genes. We have inferred that the bilaterian neurogenic circuit, comprising proneural bHLH genes coupled with Notch/Delta signalling, was functional in the very first metazoans and was used to generate an ancient sensory cell type. Finally, to decipher which aspects of the function of bHLH genes are ancestral to bilaterians and which are derived characters specific of some lineages, I have studied the expression of several neural bHLH genes in an annelid, Platynereis dumerilii. All the identified genes are expressed during the formation of the Platynereis nervous system and some of these genes may have proneural or neural specification functions in a similar fashion to that observed in vertebrates.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (193 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 176-193

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2008)213
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