Identification et caractérisation de deux nouveaux gènes d'enveloppes rétrovirales de type syncytine, capturés pour un possible rôle dans la structure atypique du placenta de hyène et l'émergence du placenta non-mammifère des lézards Mabuya

par Mathis Funk

Projet de thèse en Sciences de la vie et de la santé


Sous la direction de Thierry Heidmann.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Cancérologie : biologie - médecine - santé , en partenariat avec Rétrovirus endogènes et éléments rétroïdes des eucaryotes supérieurs (laboratoire) , Organisation fonctionnelle de la cellule (equipe de recherche) et de université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-09-2014 .


  • Résumé

    Les syncytines, une famille de gènes d'enveloppe (env) de rétrovirus endogènes, jouent un rôle clé dans l'établissement des structures placentaires chez les mammifères. Les syncytines sont des gènes conservés au cours de l'évolution, exprimés dans le placenta et capables de faire fusionner les cellules en interagissant avec leur récepteur spécifique (fusiogénicité). Leur présence a été démontrée dans de nombreuses familles de mammifères et leur inactivation chez des souris KO conduit à un défaut de formation des syncytia de l'interface materno-fœtale, provoquant un retard de croissance ou la mort des embryons. Les syncytines des différentes familles sont issues d'endogénisations indépendantes ce qui pourrait contribuer à la diversité des placentas, l'organe le plus variable chez les mammifères. Lors de cette thèse nous avons essayé d'étendre la notion de syncytine à des espèces non-mammifères, notamment chez les lézards. De nombreux lézards de la famille des squamates ont développé une forme de viviparité mais leurs placentas sont très rudimentaires, souvent juste une apposition d'épithéliums, et ne fournissent qu'une fraction des nutriments nécessaires au développement. Les mabouyas forment une des rares familles chez lesquelles ce n'est pas le cas. Leurs placentas sont extrêmement complexes et proches de ceux des mammifères, formant un exemple de convergence évolutive remarquable. Afin de trouver des syncytines potentielles, nous avons réalisé un RNAseq des transcrits placentaires suivi d'un criblage bio-informatique pour identifier des env rétrovirales. Nous avons pu identifier une env qui apparait spécifique à la famille des mabouyas (que nous avons appelé Mab-Env1), et présente dans toutes les espèces de celle-ci. Mab-Env1 est exprimée au niveau du placenta et est fusiogène, elle peut donc assurer le rôle d'une syncytine in vivo. Par ailleurs, l'identification du récepteur de cette env suggère un autre rôle potentiel. Ce récepteur a été impliqué dans des phénomènes de motilité cellulaire, à la fois dans un contexte embryonnaire et d'oncogenèse. Le placenta de mabouya présente des cellules foetales invasives qui pénètrent l'épithélium utérin et encerclent les capillaires sanguins maternels. Il se pourrait que l'induction de l'invasivité se fasse par l'interaction de Mab-Env1 et son récepteur.

  • Titre traduit

    Identification and characterization of two novel syncytin-like retroviral envelope genes, captured for a possible role in the atypical structure of the hyena placenta and in the emergence of the non-mammalian Mabuya lizard placenta


  • Résumé

    Syncytins, a family of endogenous retroviral envelope (env) genes, play a key role in the establishment of placental structures in mammals. They are genes that have been conserved over the course of evolution, are expressed in the placenta and are able to induce cellular fusion through interaction with their specific receptor (fusogenicity). Their presence has been demonstrated in many mammalian clades and their inactivation in KO mice prevents formation of the syncytial layers of the materno-fetal interface, leading to growth retardation or embryo death. The syncytins of different families result from distinct endogenisation events, which might contribute to the structural diversity of placentas, the most variable organ in mammals. During this PhD we have tried to extend the notion of syncytin to non-mammalian species, more precisely to lizards. Numerous lizards of the Squamata family have developed a form of viviparity, but their placentas are very simple, often just an apposition of epithelia, and provide only a fraction of the nutriments necessary for embryo development. Mabuya skinks are one of the rare exceptions, their placentas being extremely complex and close to those of mammals, representing a remarkable example of convergent evolution. In order to find potential Mabuya syncytins, we performed an RNAseq of placental transcripts followed by a bio-informatics screen to identify expressed retroviral env genes. We were able to identify a new env gene (that we named Mab-Env1) that seems to be specific to Mabuya skinks and present in all species of the genus. Mab-Env1 is expressed in the placenta and is fusogenic, it could thus act as a syncytin in vivo. Identification of the specific receptor for this env suggests another potential role. The specific Mab-Env1 receptor has been implicated in cellular motility phenomena, in an embryonary as well as an oncogenetic context. The Mabuya placenta presents invasive fetal cells that penetrate the uterine epithelium and encircle maternal blood vessels. This invasion process might be induced by the interaction between Mab-Env1 and its receptor.