Caractérisation fonctionnelle de la voie de signalisation des "Transforming Growth Factor beta" chez l'huître creuse Crassostrea gigas : implications du ligand Cg-TGF-beta

par Hervé Le Quéré

Thèse de doctorat en Physiologie. Biologie des organismes, populations, interactions

Sous la direction de Pascal Favrel.

Soutenue en 2009

à Caen .

mots clés

• Mollusques marins
• Facteurs de croissance transformants bêta
• Dynamique moléculaire
• Embryologie
• Matrice extracellulaire
• Crassostrea gigas

Résumé

Pour compléter les composants de la voie de signalisation de la superfamille des TGF-beta chez les Lophotrochozoaires, un récepteur de type II aux Activines (Cg-ActRII), proche du récepteur humain ActRIIB, a été caractérisé chez Crassostrea gigas. Il est fortement exprimé lors des premiers stades de développement de l’huître et dans les tissus nerveux. Il est fonctionnel dans des embryons de poisson zèbre, se comportant de façon similaire à son orthologue de poisson, pouvant jouer un rôle dans les deux voies TGF-beta/Activine et BMP. Afin de comprendre comment les différents composants de la voie de signalisation interagissent, le ligand Cg-TGF-beta et différentes combinaisons des récepteurs ont été co-exprimés dans des lignées cellulaires de mammifères. Les résultats montrent une interaction entre Cg-TGF-beta et deux récepteurs de type I (TbetaRI/ALRI) pour activer la voie de signalisation TGF-beta/Activine. Le récepteur TbetafRII semble inhiber cette voie mais il active la voie des BMP en présence du récepteur BMPRI et du ligand recombinant BMP2. Structuralement proche des ligands vertébrés de la famille des TGFbeta, les fonctions de Cg-TGF-beta dans des chondrocytes articulaires de lapin ont été étudiées. Bien qu’entrainant une inhibition de la prolifération et stimulant la synthèse de composés extracellulaires (Aggrécane et collagène de type II), il possède des activités différentes de ses orthologues. Cette étude suggère une conservation de la fonctionnalité des composants de la voie de signalisation des TGF-betass chez les Lophotrochozoaires, avec une polyvalence des interactions entre les composants, ce qui constitue un mécanisme essentiel pour des réponses cellulaires spécifiques.

Titre traduit

Functional characterization of several Transforming Growth Factor-beta (TGF-beta) signalling components in the oyster Crassostrea gigas : implications of the ligand Cg-TGF-beta

Résumé

To complete the full repertoire of the TGF-beta pathway components in Lophotrochozoans, an Activin type II receptor (Cg-ActRII) was characterized from the oyster Crassostrea gigas. This receptor showed highest identity with human ActRIIB and demonstrated high expression during the first stages of oyster development and in the nervous tissues. It was found functional in zebrafish used as reporter organism and appeared to behave in a way similar to its zebrafish counterpart playing seemingly a dual role in both activin and BMP pathways. To decipher how, the various TGF-beta pathway components characterized in oyster interact to each other, Cg-TGF-beta ligand as well as various combinations of TGF-β receptors were co-expressed in mammalian cell lines. The results show interactions between Cg-TGF-β and two type I receptors (TbetaRI/ALRI) in the TGF-betass/Activin pathway. The receptor Cg-Tbeta sfRII seems to inhibit this pathway but activates the BMP pathway in presence of Cg-BMPRI and recombinant BMP2 though discrete Cg-ALR1 also activates this pathway. Since Cg-TGF-β is structurally related to the vertebrate TGF-βss family, its activity was investigated on Rabbit Articular Chondrocytes. Although Cg-TGF-beta inhibits their proliferation and promotes the transcription of some extracellular matrix components like Agrecan or type II Collagen, Cg-TGF-b activity was distinct from that of its vertebrate counterpart. This study suggests a preservation of the functionality of the TGFbeta pathway components in Lophotrochozoans, a relative conservation of the hierarchy but a versatility of the interactions between the various components which constitutes the central mechanism for fine tuning cellular responses.