La voie de signalisation type insuline dans la différenciation sexuelle chez les Crustacés isopodes - intégration de l'hormone androgène et de facteurs féminisants dans un nouveau contexte

The insulin signalling pathway in the sexual differentiation of Isopod Crustaceans - integration of the androgenic gland hormone and feminizing factors in a new context

• Auteur / Autrice : Benjamin Herran
• Direction : Pierre Grève, Joanne Bertaux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie de l'environnement, des populations, écologie
• Date : Soutenance le 10/12/2018
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'environnement Gay Lussac (La Rochelle ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ecologie et biologie des interactions - EBI (Poitiers ; 2012-....) - Ecologie et biologie des interactions / EBI
• Partenaire(s) de recherche : faculte : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées
• Jury : Président / Présidente : Didier Bouchon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Grève, Joanne Bertaux, Vincent Laudet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Geffard, Jérôme Vicogne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Perturbateurs endocriniens

Endocrinologie

Isopodes

Wolbachia

Différenciation sexuelle

Mots clés libres

ARN interférence

Crustacé

Cloporte

Développement

Différenciation sexuelle

Évolution moléculaire

Expression des gènes

Hormone androgène

Isopodes

Perturbateurs endocriniens

Wolbachia.

RNA interference

Crustacean

Woodlouse

Development

Sexual differentiation

Molecular evolution

Gene expression

Androgenic hormone

Isopods

Endocrine disruptors

Wolbachia

Résumé

La différenciation sexuelle des Isopodes dépend d'une hormone sexuelle protéique, l'hormone androgène (HA), caractéristique des Malacostracés. Cet Insulin-Like Peptide suffit à induire par sa présence la différenciation mâle de ces Crustacés. Nous avons identifié in silico le transporteur circulant de l'HA, l'IGFBP-rP1, chez de nombreuses espèces d'Isopodes ainsi qu'à l'échelle des Crustacés. De la même façon, nous avons identifié deux récepteurs transmembranaires, l'IR1 et l'IR2, issus d'une duplication de gène spécifique des Malacostracés. Les patrons d'expression de ces gènes ont été étudiés sur notre espèce modèle, Armadillidium vulgare. Av-IGFBP-rP1 et Av-IR1 sont exprimés de manière ubiquiste et tout au long du développement. Av-IR2 est aussi exprimé à chaque stade de la différenciation mais ce transcrit est quasi-spécifique des glandes androgènes et ovaires. Une approche par ARNi a confirmé l'implication de ces trois protéines dans la voie de signalisation de l'HA. En effet, l'inhibition de l'HA, Av-IGFBP-rP1 et Av-IR1 provoquent l'hypertrophie des glandes androgènes, suggérant leur implication dans une boucle de rétro-contrôle de l'HA. L'inhibition de Av-IR2 semble seulement provoquer la différenciation d'ouvertures génitales femelles. Ces phénotypes sont comparables à ceux des intersexués mâles induits par la bactérie féminisante endogène Wolbachia. Nous montrons cependant que la bactérie altère seulement l'expression de l'HA et pas celle des récepteurs. Enfin, nous avons testé l'effet du bisphénol A mais nous n'observons pas d'altération de la différenciation sexuelle des larves lors d'expositions à ce perturbateur endocrinien exogène.

Sexual differentiation in Isopods relies on a proteinaceous sex hormone called androgenic hormone (AH), specific to Malacostracans. This Insulin-Like Peptide induces male differentiation by its mere presence in these Crustaceans. We identified in silico the circulating carrier of the AH, called IGFBP-rP1, in many Isopod species, but also on the crustacean scale. Similarly, we identified two transmembrane receptors, IR1 and IR2, coming from a gene duplication specific to Malacostracans. The expression patterns of these genes were investigated in our model species, Armadillidium vulgare. Av-IGFBP-rP1 and Av-IR1 are broadly expressed in the animal and throughout development. Av-IR2 is also expressed at each developmental stage but this transcript is almost specific to androgenic glands and ovaries. An RNAi approach has confirmed the implication of these three proteins in the AH signalling pathway. Indeed, the inhibition of AH, Av-IGFBP-rP1 and Av-IR1 induces androgenic gland hypertrophy, suggesting their implication in an AH feedback loop. Av-IR2 inhibition seems to provoke the differentiation of female genital apertures only. These phenotypes are similar to those of male intersexes induced by the endogenous feminizing bacterium Wolbachia. Yet, we show that the bacterium alters the expression of the AH only and not the one of its receptors. Finally, we have tested the effect of bisphenol A but we observe no alteration of the sexual differentiation in larvae upon exposition to this exogenous endocrine disruptor.