Origine de la signalisation thyroïdienne chez les métazoaires et implication dans leur métamorphose

Origin of thyroid hormone signalling in metazoans and implications in their metamorphosis

• Auteur / Autrice : Guillaume Holzer
• Direction : Vincent Laudet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Vie
• Date : Soutenance le 16/12/2015
• Etablissement(s) : Lyon, École normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon (Lyon ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Marie Delattre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Laudet, Marie Delattre, Cécile Rochette-Egly, Michalis Averof, Barbara Demeneix, Gáspár Jékely
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Cécile Rochette-Egly, Serge Planes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thyroglobuline

Poissons des récifs coralliens

Hormones thyroïdiennes

Évolution (biologie)

Métazoaires

Métamorphose

Mots clés libres

Métamorphose

Métazoaires

Évolution

Hormones thyroïdiennes

Poissons coralliens

Acanthurus triostegus

Platynereis dumerilii

Thyroglobuline

Metamorphosis

Metazoans

Evolution

Thyroid hormone

Coral reef fish

Acanthurus triostegus

Platynereis dumerilii

Thyroglobulin

Résumé

La métamorphose est une étape cruciale du cycle de vie de beaucoup de métazoaires. Elle est définie comme la transition d’une larve en un juvénile, souvent accompagnée de changements drastiques de morphologie, physiologie et de niche écologique. Le rôle des hormones thyroïdiennes a été mis en évidence dans la métamorphose des amphibiens, mais aussi de nombreux autres chordés comme certains poissons téléostéens ou l'amphioxus, suggérant que ce système était déjà présent et impliqué dans la métamorphose chez l'ancêtre commun de tous les chordés.Nous avons étudié le lien entre hormones thyroïdiennes et métamorphose selon deux axes. Premièrement, nous avons étudié la coordination entre la métamorphose et le recrutement larvaire, chez le chirurgien bagnard Acanthurus triostegus. Ce travail nous a permis de mieux comprendre le rôle de l’hormone thyroïdienne comme signal déclencheur d'une transition écologique importante. Dans le second axe de travail nous avons examiné l’origine de la signalisation thyroïdienne. Chez l’annélide Platynereis dumerili, nous avons identifié un récepteur fonctionnel des hormones et un rôle de l’hormone thyroïdienne dans son développement. Cela qui nous permet de démontrer que la signalisation thyroïdienne était présente à l’origine des bilateriens. Nous avons également mis en évidence un rôle des hormones thyroïdiennes dans le développement de cette espèce. Enfin dans le troisième axe nous nous sommes penchés sur l’origine de la synthèse de l’hormone thyroïdienne en retraçant l’évolution de la thyroglobuline, la protéine nécessaire à la production d’hormone chez les vertébrés. Son absence dans les autres taxons, alors que les dérivés de l’hormone y ont un rôle biologique, pose la question des mécanismes ancestraux de synthèse de ces hormones.Ces travaux explorent l’évolution de la signalisation thyroïdienne et proposent d’aborder la question du lien avec la métamorphose d’un point de vue évolutif et non-seulement développemental, afin de mieux comprendre la diversité des métamorphoses observées dans le monde animal.

Metamorphosis is a critical life step of many metazoans. It is defined as the transition between a larva and a juvenile. It comes with major changes of morphology, physiology and ecology. The role of thyroid hormone has been proven in the metamorphosis of amphibians but also in many other chordates such as teleost fishes or the amphioxus. This suggests that this system was functional and involved in the metamorphosis of the common ancestor of all chordates.We studied the link between thyroid hormones and metamorphosis according to two axes. First, we studied the coordination between metamorphosis and the larval colonization, using the convicted surgeon fish Acanthurus triostegus as a model. This work allowed us to better understand the role of thyroid hormones as a trigger signal of a major ecological transition. On the second axis, we investigated the origin of thyroid hormone signalization. In the annelid Platynereis dumerilii, we identified a functional thyroid hormone receptor and a role of TH in its development. This proves that thyroid hormone signaling was present at the basis of bilaterians. We also assessed the question of the origin of thyroid hormone synthesis by tracing back the evolution of the thyroglobulin, the protein mandatory for thyroid hormone synthesis in vertebrates. It absence in the other taxa, whereas thyroid hormone derivatives have a biological role, asks the question of the ancestral mechanisms of thyroid hormone synthesis.These works investigate the evolution of the thyroid hormone signalization and suggest to tackle the question of the link with metamorphosis from an evolutionary perspective, and not only from a developmental one, in order to better understand the diversity of metamorphosis overserved in the animal kingdom.