Identification et caractérisation de pheromones sexuelles impliquées dans l’accouplement et la ponte chez la seiche Sepia officinalis : perturbations induites par la présence de PCBs dans le milieu marin : Thèse soutenue sur un ensemble de travaux

par Jérémy Enault

Thèse de doctorat en Physiologie, biologie des organismes, populations, interactions

Sous la direction de Joël Henry.

Soutenue en 2012

à Caen .

mots clés

• Mollusques marins
• Céphalopodes
• Seiches
• Reproduction -- Régulation
• Phéromones
• Peptides
• Spectrométrie de masse à temps de vol
• Biphényles polychlorés

Résumé

Chez le mollusque céphalopode Sepia officinalis, des phéromones sexuelles libérées dans le milieu marin lors de la ponte sont depuis longtemps suspectées d’être à l’origine de la concentration des géniteurs sur des aires de ponte côtières très localisées, au moment de la reproduction. L’identification de ces phéromones, faute de disposer de données génomiques, a été réalisée en se basant sur les données disponibles chez un gastéropode marin, l’aplysie, au regard d’une forte homologie comportementale au moment de la reproduction associée à une proximité phylogénique évidente avec les céphalopodes. Dans cette optique, 576 ESTs issues des glandes accessoires femelles participant à l’élaboration de la capsule de l’œuf (glandes nidamentaires principales et glande de l’oviducte) ont été séquencées et analysées in silico. Trois précurseurs protéiques apparentés possédant un peptide signal et représentant 50% des produits d’expression ont été identifiés (SPalpha, SPalpha-prime et SPbeta). Douze peptides et polypeptides sont potentiellement issus du clivage dibasique de ces précurseurs exprimés à maturité exclusivement par la glande de l’oviducte. Parmi les produits de clivage, trois peptides sont amidés en C-terminal et exercent une activité régulatrice ciblée spécifiquement sur les organes génitaux, la branchie, et la veine cave des animaux matures des deux sexes. La plupart des peptides et polypeptides de ces précurseurs possèdent des cystéines et sont donc en mesure de former des ponts disulfures intra et inter chaine. Si la majorité des peptides et polypeptides attendus ont été retrouvés par spectrométrie de masse, certains restent encore à détecter et nécessiteront donc une approche peptidomique plus poussée. Par ailleurs, l’exposition aigüe aux PCBs altère le tonus musculaire des organes impliqués dans la ponte et modifie leur réponse à certains peptides régulateurs d’origine nerveuse et génitale. Les PCBs, qui sont remis en suspension lors de conditions météorologiques drastiques dans la masse d’eau à partir des sédiments charriés par les crues printanières, sont donc en capacité de modifier les conditions de dépôt des œufs ainsi que la qualité de la capsule. Il est donc tout à fait envisageable que les aires de pontes situées à proximité des estuaires soient directement impactées par les PCBs dont la biodisponibilité est faible générant ainsi une rémanence importante dans le milieu marin côtier.

Titre traduit

Identification et characterization of sex pheromones involved in the mating and egg-laying in the cuttlefish sepia officinalis : pertubations induced by the presence of PCBS in the marine enironment

Résumé

In the cephalopod mollusc Sepia officinalis, sex pheromones released into the marine environment during spawning have long been suspected to be the cause of the spawners concentration on coastal egg-laying areas during reproduction. The identification of these pheromones, due to the lack of genomic data, has been based on data available from a marine gastropod, Aplysia, according to the strong homology of reproduction behavior associated with phylogenetic proximity with cephalopods. To this end, 576 ESTs from female accessory sex glands involved in the development of the egg capsule (main nidamental glands and oviduct gland) were sequenced and analyzed in silico. Three related protein precursors with signal peptide and representing 50% of the expression products were identified (SPalpha, SPalpha-prime and SPbeta). Twelve peptides and polypeptides are potentially deriving from the dibasic cleavage of these precursors exclusively expressed by the mature oviduct gland. Among the cleavage products, three peptides are C-terminaly amidated and exert regulatory activity focused specifically on the genitals, the gill, and the cava vein of mature animals of both genders. Most of these peptides and polypeptides precursors possess cysteine and are therefore able to form intra and inter-chains disulfide bonds. If the majority of peptides and polypeptides expected have been found by mass spectrometry, some will require a further peptidomic approach. In addition, acute exposure to PCBs alters muscle tone of the organs involved in egg production and changes their response to certain regulatory peptides of nervous or genital origin. In drastic weather conditions, PCBs are resuspended in the water mass from the sediments carried by spring floods, thus are able to modify the conditions of deposit eggs and the quality of the capsule. It is therefore quite possible that the spawning areas located near estuaries are directly impacted by PCBs whose low bioavailability generates a significant persistence in the coastal marine environment.