Explorer la diversité des mécanismes moléculaires et cellulaires qui sous-tendent l'évolution plastique de la reproduction asexuée chez les Ascidies coloniales

A Transcriptome-Level Comparison of Independently Evolved Non-Embryonic Development in Different Species of Styelidae (Tunicata)

• Auteur / Autrice : Vitória Tobias Santos
• Direction : Stefano Tiozzo, Alexandre Alié
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et développement
• Date : Soutenance le 29/09/2023
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de biologie du développement de Villefranche-sur-Mer (Alpes-Maritimes ; 1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Paola Furla
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Chiara Sinigaglia, Éric Röttinger, Aldine Amiel, Ariane Ramaekers
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Paola Furla, Federico Brown

Mots clés

Mots clés contrôlés

Expression génique

Séquençage de l'ARN

Régénération (biologie)

Reproduction asexuée

Tuniciers

Mots clés libres

Développement non embryonnaire

Régénération

Évolution

Non-Embryonic development

Regeneration

Evolution

Résumé

Les tuniciers (Chordata) sont les plus proches des vertébrés capables de régénérer leur corps entier (WBR pour Whole Body Regeneration) lors de blessures graves ou dans le cadre de leur cycle de reproduction asexuée. Chez différents tuniciers, la WBR est initiée par divers tissus non-homologues d’une espèce à l’autre, incluant le recrutement de cellules souches mésenchymateuses et/ou la dé/transdifférenciation de certains épithéliums. Néanmoins, les dynamiques cellulaires et les mécanismes moléculaires qui sous-tendent la WBR restent encore méconnus. Pour mieux comprendre les différences et les points communs entre différents modes de WBR acquis indépendamment, j’étudie la famille des Stylidae chez laquelle j'ai sélectionné deux espèces de tuniciers maintenues en laboratoire et qui ont développé de manière convergente la capacité de WBR: Botryllus schlosseri et Polyandrocarpa zorritensis. J'ai mis au point une technique de marquage fluorescent in vivo qui m'a permis d'obtenir le profil transcriptomique (RNAseq) de sept stades clefs de la WBR chez P. zorritensis. L'analyse différentielle de l'expression des gènes a révélé des groupes de gènes associés à chaque étape, de l'initiation de la WBR au début de la morphogenèse. Je compare maintenant ces résultats avec des jeux de données RNAseq de WBR chez d'autres espèces de tuniciers (B. schlosseri, B. leachii et P. misakiensis) en tirant parti des données transcriptomiques disponibles ainsi que des données génomiques de haute qualité récemment obtenus par notre équipe. Grâce à cela j’ai commencé à identifier des gènes orthologues partageant une expression dynamique au cours de différents modes de WBR acquis de manière convergente au cours de l’évolution. Une exploration plus approfondie du patron d'expression de ces gènes chez ces espèces me permettra de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à l'évolution plastique de la WBR chez les chordés.

Tunicates (Chordata) are the closest relative to vertebrates able to undergo whole-body regeneration (WBR) upon severe injury or as part of their asexual life cycle. In different tunicate species, WBR starts from various non-homologous epithelia or mesenchymal cells, which either home adult stem cells or undergo de/transdifferentiation. The cell dynamics and the molecular players behind WBR are still elusive. To better understand differences and commonalities between independently evolved WBRs, I focused on the family of Styelidae, in which I selected two tunicate laboratory-reared species that independently evolved the capacity of WBR: Botryllus schlosseri and Polyandrocarpa zorritensis. Taking advantage of our previous morphological characterization of P. zorritensis WBR, I adapted a live-staining technique that allowed me to obtain the transcriptomic profile of seven informative stages of WBR in this species. Differential gene expression analysis revealed clusters of genes associated with each stage, from WBR initiation to the onset of morphogenesis. I’m now comparing these results with published and in-house RNAseq datasets of WBR in other species of tunicate (B. schlosseri, B. leachii, and P. misakiensis) taking advantage of available transcriptomic data as well as high quality genome data recently obtained by our team. This started to lead to the identification of orthologous genes sharing a dynamic expression during convergently acquired WBR. Further exploration of the expression pattern of these genes across species will allow us to identify common and different mechanisms underlying the plastic evolution of WBR in chordates.