Evolutionary conservation of mechanosensitive cues involved in endomesoderm formation in Bilaterians and Cnidarians
Conservation entre Cnidaires et Bilatériens d’une voie mécanosensible induisant la formation de l’endomésoderme
Résumé
The emergence of the mesoderm is an important -but still poorly understood- evolutionary transition. Previously, the team identified a mechanosensitive pathway inducing mesoderm specification in bilaterian embryos. The mechanical constraints of the first morphogenetic movements induce the phosphorylation of the junctional ßcat and the activation of the pathway. To test its evolutionary origins, we worked on the cnidarian Nematostella vectensis, who diverged from bilaterians more than 600 million years ago. We tested the activation of the ßcat mechanosensitive pathway by mechanical cues and its role in endomesoderm specification. By carrying out immunofluorescence imaging at the gastrulation stage, we showed that the ßcat is phosphorylated (p-ßcat) in the constricted cells of the future endomesoderm. We observed that the inhibition of the actin network densification - upon morpholinos injections (StbmMO) - inhibits the p-ßcat. This phosphorylation is mechanosensitive since we rescued p-ßcat levels to normal by compressing inhibited embryos. Through computer analysis, we found that the junctional actin signals and the p-ßcat signals are positively correlated. We postulate that the tensions induced by the actomyosin network, necessary for blastopore invagination, trigger the ßcat pathway. We also identified genes whose expression is altered by StbmMO injections and so maybe by mechanical constraint inhibition. These results indicate that the ßcat mechanosensitive pathway is conserved in a cnidarian and therefore dates back more than 600 million years.
L'émergence du mésoderme est une transition évolutive importante mais encore mal comprise. Précédemment, l’équipe a identifié une voie mécanosensible induisant la différenciation du mésoderme chez des embryons bilatériens. Les contraintes mécaniques des premiers mouvements morphogénétiques induisent la phosphorylation de la ßcat jonctionnelle et l’activation de la voie. Pour en tester les origines évolutives, nous avons travaillé sur le cnidaire, Nematostella vectensis, dont le dernier ancêtre commun avec les bilatériens remonte à plus de 600 millions d'années. Nous avons testé l'activation de la voie mécanosensible ßcat suite à la gastrulation. En réalisant des immunofluorescences, nous avons montré que la ßcat est phosphorylée (p-ßcat) dans les cellules constrictées du futur endomésoderme en début de gastrulation. Nous avons observé que l'inhibition de la densification du réseau d'actine - par injections de morpholinos de Strabismus (StbmMO) - inhibe la p-ßcat. Cette phosphorylation est mécanosensible puisque nous avons ramené les niveaux de p-ßcat à la normale en comprimant les embryons inhibés. Grâce à une analyse informatisée, nous avons révélé que les signaux d'actine jonctionnelle et de p-ßcat sont positivement corrélés. Nous postulons que les tensions induites par le réseau d’actomyosine, nécessaires à l'invagination du blastopore, déclenchent la voie ßcat. Nous avons commencé à tester la fonctionnalité de cette voie en identifiant des gènes dont l'expression est modifiée par injections de StbmMO. Ces résultats indiquent que la voie mécanosensible ßcat est conservée et remonte donc à plus de 600 millions d'années.
Origine : Version validée par le jury (STAR)