URM n° 7 - Station Biologique de Roscoff
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d'invertébrés marins. Plus de 60% du collagène cuticulaire a été séquencé chez Riftia confirmant le remplacement de l'hydroxyproline par de la thréonine en position Y. Des analyses utilisant des peptides de synthèse indiquent que l'hypothèse initiale d'un rôle de cette séquence (Gly-Pro-Thr) dans la stabilité du collagène n'est pas la bonne. Une telle séquence diminue au contraire la stabilité thermique du collagène, ce qui réactualise le problème des mécanismes moléculaires intervenant dans le comportement thermique de la protéine. La détermination des séquences de collagène cuticulaire a montré l'étonnant pourcentage de glycosylation qu'il comporte. L'hypothèse actuelle est que cette glycosylation pourrait intervenir dans le comportement thermique de cette molécule. Structure, diversité et phylogénie des collagènes Les résultats obtenus indiquent que les deux familles de collagènes interstitiel et cuticulaire diffèrent par leur diversité biochimique. Il n'existe aucune corrélation entre l'environnement ou la position taxonomique des annélides et les caractéristiques biochimiques du collagène étudié et la stabilité thermique est la seule caractéristique spécifique de ces collagènes qui soit aujourd'hui avérée. Les collagènes de Riftia sont par contre biochimiquement originaux et se différencient de ceux des annélides comme de ceux plus évolués des vertébrés, indiquant la singularité de leur position phylogénétique. De même les séquences en acides aminés des collagènes fibrillaires des espèces hydrothermales sont spécifiques et diffèrent de celles des vertébrés. Le fait que des cellules humaines puissent adhérer au collagène de Riftia illustre la conservation au cours de l’évolution des séquences collagéniques intervenant dans les mécanismes biologiques fondamentaux et l’apparition ancestrale de mécanismes d’interactions cellules/matrices. Cette adhésion met en jeu des intégrines de type ß1 comme il en existe chez les organismes les plus évolués. L’obtention d' une banque d’ADN complémentaire (ADNc) chez l'arénicole a permis d'obtenir la séquence de la portion C terminale du collagène interstitiel et une partie de la triple hélice correspondant au collagène interstitiel identifié par les techniques biochimiques. Les premiers résultats montrent une étonnante identité de séquences entre les vestimentifères et les annélides, qui place ces deux groupes en position originale par rapport aux autres invertébrés et confortent les affinités phylogénétiques proposées par les études de développement récentes. Axe 2: structure et production de la chitine Morphogénèse des tubes Alors que la chitine est sécrétée par l’épiderme chez les crustacés, chez Riftia cette sécrétion est réalisée grâce un accroissement considérable des surfaces sécrétrices existant à différentes échelles structurales. Cette sécrétion a lieu dans des structures constituant un système de sécrétion remarquablement efficace n'ayant aucun équivalent dans le règne animal. Le lieu de confection du cristallite à l’échelle [ 50 ]
cellulaire a été identifié et le modèle de synthèse proposé permet de rendre compte de la formation physiquement improbable de la chitine ß mais également des dimensions et de la perfection cristalline des microfibrilles. La validation de ce modèle a pu être obtenu grâce à des expériences réalisées in vitro dans les aquariums sous pression qui nous permettent de faire sécréter les animaux durant les campagnes océanographiques et des analyses complémentaires ont montré que ces processus de sécrétion sont généralisables à l'ensemble des vestimentifères. Stabilité des tubes Des échantillons de tubes déposés in situ et récoltés à différents intervalles de temps au cours des missions réalisées à 13°N ont permis de montrer la différence de comportement entre la chitine classique (crustacés) et celle des vestimentifères. Alors que les carapaces de crabe se dissolvent rapidement dans le milieu, les tubes de Riftia sont intacts après 6 mois et seule la fraction protéique diminue. La stabilité chimique du tube de Riftia est indépendant des facteurs physico-chimiques ou biologiques de l'environnement, puisque les résultats sont similaires en milieu littoral et hydrothermal. [ 51 ]
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d'invertébrés marins. Plus <strong>de</strong> 60% du collagène cuticulaire a été séquencé chez Riftia<br />
confirmant le remplacement <strong>de</strong> l'hydroxyproline par <strong>de</strong> la thréonine en position Y. Des<br />
analyses utilisant <strong>de</strong>s pepti<strong>de</strong>s <strong>de</strong> synthèse indiquent que l'hypothèse initiale d'un rôle<br />
<strong>de</strong> cette séquence (Gly-Pro-Thr) dans la stabilité du collagène n'est pas la bonne. Une<br />
telle séquence diminue au contraire la stabilité thermique du collagène, ce qui<br />
réactualise le problème <strong>de</strong>s mécanismes moléculaires intervenant dans le<br />
comportement thermique <strong>de</strong> la protéine. La détermination <strong>de</strong>s séquences <strong>de</strong> collagène<br />
cuticulaire a montré l'étonnant pourcentage <strong>de</strong> glycosylation qu'il comporte.<br />
L'hypothèse actuelle est que cette glycosylation pourrait intervenir dans le<br />
comportement thermique <strong>de</strong> cette molécule.<br />
Structure, diversité et phylogénie <strong>de</strong>s collagènes<br />
Les résultats obtenus indiquent que les <strong>de</strong>ux familles <strong>de</strong> collagènes interstitiel et<br />
cuticulaire diffèrent par leur diversité biochimique. Il n'existe aucune corrélation entre<br />
l'environnement ou la position taxonomique <strong>de</strong>s annéli<strong>de</strong>s et les caractéristiques<br />
biochimiques du collagène étudié et la stabilité thermique est la seule caractéristique<br />
spécifique <strong>de</strong> ces collagènes qui soit aujourd'hui avérée. Les collagènes <strong>de</strong> Riftia sont<br />
par contre biochimiquement originaux et se différencient <strong>de</strong> ceux <strong>de</strong>s annéli<strong>de</strong>s comme<br />
<strong>de</strong> ceux plus évolués <strong>de</strong>s vertébrés, indiquant la singularité <strong>de</strong> leur position<br />
phylogénétique. De même les séquences en aci<strong>de</strong>s aminés <strong>de</strong>s collagènes fibrillaires<br />
<strong>de</strong>s espèces hydrothermales sont spécifiques et diffèrent <strong>de</strong> celles <strong>de</strong>s vertébrés.<br />
Le fait que <strong>de</strong>s cellules humaines puissent adhérer au collagène <strong>de</strong> Riftia<br />
illustre la conservation au cours <strong>de</strong> l’évolution <strong>de</strong>s séquences collagéniques intervenant<br />
dans les mécanismes biologiques fondamentaux et l’apparition ancestrale <strong>de</strong><br />
mécanismes d’interactions cellules/matrices. Cette adhésion met en jeu <strong>de</strong>s intégrines<br />
<strong>de</strong> type ß1 comme il en existe chez les organismes les plus évolués.<br />
L’obtention d' une banque d’ADN complémentaire (ADNc) chez l'arénicole a<br />
permis d'obtenir la séquence <strong>de</strong> la portion C terminale du collagène interstitiel et une<br />
partie <strong>de</strong> la triple hélice correspondant au collagène interstitiel i<strong>de</strong>ntifié par les<br />
techniques biochimiques. Les premiers résultats montrent une étonnante i<strong>de</strong>ntité <strong>de</strong><br />
séquences entre les vestimentifères et les annéli<strong>de</strong>s, qui place ces <strong>de</strong>ux groupes en<br />
position originale par rapport aux autres invertébrés et confortent les affinités<br />
phylogénétiques proposées par les étu<strong>de</strong>s <strong>de</strong> développement récentes.<br />
Axe 2: structure et production <strong>de</strong> la chitine<br />
Morphogénèse <strong>de</strong>s tubes<br />
Alors que la chitine est sécrétée par l’épi<strong>de</strong>rme chez les crustacés, chez Riftia<br />
cette sécrétion est réalisée grâce un accroissement considérable <strong>de</strong>s surfaces sécrétrices<br />
existant à différentes échelles structurales. Cette sécrétion a lieu dans <strong>de</strong>s structures<br />
constituant un système <strong>de</strong> sécrétion remarquablement efficace n'ayant aucun<br />
équivalent dans le règne animal. Le lieu <strong>de</strong> confection du cristallite à l’échelle<br />
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