Approches physiologique et moléculaire de la calcification chez le corail rouge de méditerranée Corallium rubrum

par Carine Le Goff

Thèse de doctorat en Sciences de la vie

Sous la direction de Sylvie Tambutté.

Soutenue le 14-12-2016

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale Complexité du vivant (Paris) , en partenariat avec Centre Scientifique de Monaco (laboratoire) .

Le jury était composé de Philippe Ganot, Catherine Lorin-Nebel, Daniel Vielzeuf, François Lallier, Stéphanie Barnay-Verdier, Clemente Capasso, Georges Carle.


  • Résumé

    Le processus de calcification chez Corallium rubrum conduit à la formation de deux structures squelettiques composées de CaCO3, l’axe squelettique et les sclérites, de taille et de forme différentes. Comme chez de nombreuses espèces calcifiantes, la calcification se fait sous contrôle biologique impliquant notamment des enzymes et des transporteurs ioniques. Une question centrale est d’identifier les mécanismes communs ou propres à chaque espèce qui sous-tendent leur convergence fonctionnelle envers ce processus. Deux approches ont été utilisées pour caractériser ces mécanismes chez C. rubrum: 1) Une approche physiologique avec le développement d’une technique de culture de microcolonies sur lamelles permettant d’observer différents stades de calcification, et de mesurer le pH aux sites de calcification par imagerie confocale ; 2) Une approche moléculaire afin de caractériser une famille d’enzymes, les anhydrases carboniques (ACs), qui jouent un rôle clef dans la calcification.Nous avons réalisé une cartographie du pH en effectuant des mesures dans différents compartiments intra- et extracellulaires. Nos résultats montrent notamment que le pH aux sites de calcification est supérieur à celui du milieu circulant dans les canaux gastrodermiques et non à celui l’eau de mer. Les mesures d’expression différentielle des ACs dans différents tissus mettent en évidence une isozyme préférentiellement exprimée dans les cellules calcifiantes.Ces résultats intégrés dans un contexte de calcification comparée pointent sur la convergence fonctionnelle des ACs et de la régulation du pH par les cellules calcifiantes, tout en soulignant des divergences évolutives.

  • Titre traduit

    Molecular and physiological approaches to study calcification in the mediterranean red coral Corallium rubrum


  • Résumé

    The calcification process in Corallium rubrum leads to the formation of two skeletal structures made of calcium carbonate, the skeletal axis and sclerites, of different size and shape. As in many calcifying species, calcification occurs under a biological control that involves enzymes and ion transporters. A central issue is to determine the common and the species-specific mechanisms of calcification in order to identify functional convergences in this process. Two approaches were used to characterize these mechanisms in C. rubrum: 1) A physiological approach involving the development of a microcolony culture technique on glass coverslips, allowing the observation of the different stages of calcification, and the measurement of pH at the sites of calcification by the use of confocal microscopy; 2) A molecular approach to characterize an enzyme family, the carbonic anhydrases, which play a key role in calcification.We performed pH mapping by making measurements in different intra- and extracellular compartments. Our results show higher pH values at the sites of calcification compared with the fluid circulating in the gastrodermal canals, but not with the seawater surrounding the microcolony. Measurements of differential expression of carbonic anhydrases in different tissue fractions highlight an isozyme preferentially expressed in the calcifying cells.Within comparative calcification perspectives, these results point towards the functional convergence of carbonic anhydrases and pH regulation by the calcifying cells, while highlighting evolutionary divergences.



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