Origine évolutive des plans d'organisation chez les bilatériens : étude du déterminisme génétique de la subdivision du mésoderme chez l'annelide platynereis dumerilii

Evolutionary origin of bilaterian body plans : study of genetic mechanisms underlying mesoderm subdivision in the annelid Platynereis dumerilii

• Auteur / Autrice : Alexandra Saudemont
• Direction : Guillaume Balavoine
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Interfaces Physique - Biologie
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phylogenèse

Régulation de l'expression des gènes au cours du développement

Facteurs de transcription

Protéines à homéodomaine

Évolution moléculaire

Mésoderme

Biologie du développement

Polychaeta

Annelida

Résumé

Notre vision de la phylogénie des métazoaires a été profondément modifiée depuis une dizaine d'années : les espèces modèles actuelles en biologie du développement constituent un échantillonnage très imparfait des animaux, avec un manque notable de modèles chez les Lophotrochozoaires. Or un bon échantillonnage des espèces est crucial pour traiter toute question évolutive, telle que l'origine des plans d'organisation. Une façon d'aborder cette question est de s'intéresser aux aspects du développement animal dont résultent les plans d'organisation, comme par exemple la subdivision du mésoderme en territoires distincts à l'origine des différents organes issus de ce feuillet embryonnaire. Cette thèse présente l'étude du déterminisme génétique de la subdivision du mésoderme chez un modèle Lophotrochozoaire, l'annélide polychète Platynereis dumerilii. Chez la drosophile, les gènes du complexe NK sont connus pour leur implication dans la subdivision du mésoderme, tandis que chez les vertébrés, la situation est moins claire. Une analyse phylogénétique systématique de cette famille de facteur de transcription à homéodomaine a permis de montrer que sa diversification a eu lieu avant la séparation des lignées des Cnidaires et des Bilatériens. L'étude de ces gènes chez un annélide suggère que leurs fonctions étaient diverses et nombreuses chez le dernier ancêtre commun des Bilatériens, Urbilateria. Ils auraient été impliqués non seulement dans la subdivision du mésoderme, mais aussi, pour certains, dans l'ontogenèse du système nerveux ou le développement du pharynx. Ces résultats soutiennent l'idée d'un ancêtre Urbilateria plus complexe qu'on ne l'imaginait traditionnellement.

Our vision of metazoan phylogeny was deeply modified since ten years: the current model species in developmental biology constitute a very imperfect sampling of animals, with a notable lack of models within Lophotrochozoans. However, a good sampling of the species is crucial to deal with any evolutionary question, such as the origin of body plans. A way of tackling this question is to study the aspects of the animal development from which body plans result, such as for example mesoderm subdivision in distinct territories that will give rise to the various mesodermal organs. This thesis presents the study of the genetic determinism of mesoderm subdivision in a Lophotrochozoan model, the polychaete annelid Platynereis dumerilii. In Drosophila, the NK complex genes are known for their implication in mesoderm subdivision, while the situation is less clear in the vertebrates. A systematic phylogenetic analysis of this family of homeodomain transcription factors showed that its diversification took place before the separation of the lines of Cnidarians and Bilaterians. The study of these genes in an annelid suggests that their functions were various and numerous in the last common ancestor of Bilaterians, Urbilateria. They would have been implied not only in mesoderm subdivision, but also, for some, in the ontogenesis of the nervous System or pharynx development. These results support the idea of an Urbilateria ancestor more complex than it traditionally was imagined.