Morgane Oudot soutiendra sa thèse, intitulée  « Biominéralisation chez les céphalopodes (Mollusca) : processus moléculaires et évolution » le vendredi 26 février 2021.

La soutenance aura lieu à 15 heures dans l’amphithéâtre Guyton de Morveau (3^ème étage, bâtiment Gabriel, aile sud) et sera faite en anglais.

Résumé

Les mollusques, l’un des embranchements les plus diversifiés au sein de des métazoaires, sont reconnus pour leur capacité à élaborer une structure minéralisée : la coquille. Chez ces organismes, le processus de biominéralisation est génétiquement contrôlé et réalisé en domaine extracellulaire. Il fait intervenir une matrice organique calcifiante. Cette dernière, partiellement occluse au sein de la structure coquillière, est composée de protéines, de glycoprotéines, de lipides et de polysaccharides sécrétés par l’épithélium externe calcifiant du manteau. Cette matrice constitue la « boîte à outils moléculaires » pour la minéralisation de la coquille. Depuis sa découverte, elle a surtout fait l’objet d’études chez les bivalves et les gastéropodes, laissant dans l’ombre une autre classe de mollusques tout aussi importante, les céphalopodes.

Les céphalopodes représentent une classe majeure de mollusque, dont une partie seulement des représentants actuels possède une coquille minéralisée, interne ou externe. L’histoire macroévolutive du groupe indique, depuis les formes ancestrales jusqu’aux formes les plus dérivées, une tendance générale à la réduction de la coquille, à son internalisation, voire à sa disparition complète. Si les relations de parentés entre les formes minéralisantes du clade semblent plutôt bien établies, les mécanismes moléculaires de formation coquillière restent encore très mal connus. Il est donc opportun de se demander si les représentants à coquille du clade possèdent des « boîtes à outils moléculaire » similaires pour fabriquer leurs coquilles ? Ce projet propose de répondre à cette question en explorant la biominéralisation coquillière de trois céphalopodes actuels, par l’utilisation d’approches biochimiques et protéomiques de la matrice coquillière, couplée à des analyses microstructurales.

Le premier modèle étudié est la spirule Spirula spirula (Spirulidae), petit céphalopode pélagique dont le cycle de vie demeure encore très mal documenté. Les analyses de RMN à l’état solide et de FT-IR suggèrent que les polysaccharides constituent une part importante de la matrice organique coquillière. La protéomique, et les analyses in silico sur des modèles métazoaires hétérologues et sur le transcriptome récemment acquis de S. spirula révèlent de nombreux peptides ; la majeure partie d’entre eux ne correspondant à aucune protéine coquillière déjà identifiée au sein du clade des mollusques et/ou des céphalopodes. Ces observations suggèrent que la spirule possède un répertoire coquillier unique qui ne semble pas porter un signal phylogénétique.

Le deuxième modèle est le céphalopode Argonauta hians (Argonautidae), à coquille externe non-homologue de celle des autres céphalopodes/mollusques puisque sécrétée ici par la première paire de bras dorsaux de l’animal. La matrice acido-soluble apparaît comme majoritaire et semble essentiellement protéique. La faible proportion de sucre est majoritairement constituée de glycosaminoglycanes sulfatés. La protéomique génère de nombreuses séquences peptidiques et identifie quelques protéines, non partagées par d’autres mollusques, ce qui suggère le recrutement d’outils moléculaires uniques chez l’argonaute pour la calcification de sa coquille.

Le troisième modèle, qui fait l’objet d’une étude toujours en cours, est la seiche commune Sepia officinalis (Sepiidae). Les premiers résultats montrent la prépondérance de la matrice acido-insoluble, à signature FT-IR chitineuse. L’observation microscopique d’os de seiche et de préparations histologiques montre un contact étroit entre tissus organiques et minéralisés, et suggère une minéralisation bidirectionnelle, avec pour origine la couche interne prismatique du bouclier dorsal.

Nos résultats sur les trois modèles sont discutés dans le cadre de l’évolution de la biominéralisation des céphalopodes.

Composition du jury

Janet Voight (Conservatrice Adjointe, Fields Museum, Chicago, USA) – rapporteur
Joël Gautron (Directeur de Recherche, INRAE, Tours) – rapporteur
Sylvie Tambutte (Directrice de Recherche, Centre scientifique de Monaco) – examinatrice
Isabelle Rouget (Professeure, MNHN, Paris) – examinatrice
Antonio Checa (Professeur, Université de Grenade, Espagne) – examinateur
Olivier Basuyaux (Ingénieur territorial, SMEL, Normandie) – examinateur
Pascal Neige (Professeur, Université de Bourgogne, Dijon) – codirecteur
Frédéric Marin (Directeur de recherche, CNRS, Dijon) – directeur

extrait:

lien_externe:

kc_data:

a:8:{i:0;s:0:"";s:4:"mode";s:0:"";s:3:"css";s:0:"";s:9:"max_width";s:0:"";s:7:"classes";s:0:"";s:9:"thumbnail";s:0:"";s:9:"collapsed";s:0:"";s:9:"optimized";s:0:"";}

kc_raw_content:

Morgane Oudot soutiendra sa thèse, intitulée  « Biominéralisation chez les céphalopodes (Mollusca) : processus moléculaires et évolution » le vendredi 26 février 2021.

La soutenance aura lieu à 15 heures dans l’amphithéâtre Guyton de Morveau (3^ème étage, bâtiment Gabriel, aile sud) et sera faite en anglais.

 

Résumé

Les mollusques, l’un des embranchements les plus diversifiés au sein de des métazoaires, sont reconnus pour leur capacité à élaborer une structure minéralisée : la coquille. Chez ces organismes, le processus de biominéralisation est génétiquement contrôlé et réalisé en domaine extracellulaire. Il fait intervenir une matrice organique calcifiante. Cette dernière, partiellement occluse au sein de la structure coquillière, est composée de protéines, de glycoprotéines, de lipides et de polysaccharides sécrétés par l’épithélium externe calcifiant du manteau. Cette matrice constitue la « boîte à outils moléculaires » pour la minéralisation de la coquille. Depuis sa découverte, elle a surtout fait l’objet d’études chez les bivalves et les gastéropodes, laissant dans l’ombre une autre classe de mollusques tout aussi importante, les céphalopodes.

Les céphalopodes représentent une classe majeure de mollusque, dont une partie seulement des représentants actuels possède une coquille minéralisée, interne ou externe. L’histoire macroévolutive du groupe indique, depuis les formes ancestrales jusqu’aux formes les plus dérivées, une tendance générale à la réduction de la coquille, à son internalisation, voire à sa disparition complète. Si les relations de parentés entre les formes minéralisantes du clade semblent plutôt bien établies, les mécanismes moléculaires de formation coquillière restent encore très mal connus. Il est donc opportun de se demander si les représentants à coquille du clade possèdent des « boîtes à outils moléculaire » similaires pour fabriquer leurs coquilles ? Ce projet propose de répondre à cette question en explorant la biominéralisation coquillière de trois céphalopodes actuels, par l’utilisation d’approches biochimiques et protéomiques de la matrice coquillière, couplée à des analyses microstructurales.

Le premier modèle étudié est la spirule Spirula spirula (Spirulidae), petit céphalopode pélagique dont le cycle de vie demeure encore très mal documenté. Les analyses de RMN à l’état solide et de FT-IR suggèrent que les polysaccharides constituent une part importante de la matrice organique coquillière. La protéomique, et les analyses in silico sur des modèles métazoaires hétérologues et sur le transcriptome récemment acquis de S. spirula révèlent de nombreux peptides ; la majeure partie d’entre eux ne correspondant à aucune protéine coquillière déjà identifiée au sein du clade des mollusques et/ou des céphalopodes. Ces observations suggèrent que la spirule possède un répertoire coquillier unique qui ne semble pas porter un signal phylogénétique.

Le deuxième modèle est le céphalopode Argonauta hians (Argonautidae), à coquille externe non-homologue de celle des autres céphalopodes/mollusques puisque sécrétée ici par la première paire de bras dorsaux de l’animal. La matrice acido-soluble apparaît comme majoritaire et semble essentiellement protéique. La faible proportion de sucre est majoritairement constituée de glycosaminoglycanes sulfatés. La protéomique génère de nombreuses séquences peptidiques et identifie quelques protéines, non partagées par d’autres mollusques, ce qui suggère le recrutement d’outils moléculaires uniques chez l’argonaute pour la calcification de sa coquille.

Le troisième modèle, qui fait l’objet d’une étude toujours en cours, est la seiche commune Sepia officinalis (Sepiidae). Les premiers résultats montrent la prépondérance de la matrice acido-insoluble, à signature FT-IR chitineuse. L’observation microscopique d’os de seiche et de préparations histologiques montre un contact étroit entre tissus organiques et minéralisés, et suggère une minéralisation bidirectionnelle, avec pour origine la couche interne prismatique du bouclier dorsal.

Nos résultats sur les trois modèles sont discutés dans le cadre de l’évolution de la biominéralisation des céphalopodes.

 

Composition du jury

Janet Voight (Conservatrice Adjointe, Fields Museum, Chicago, USA) - rapporteur
Joël Gautron (Directeur de Recherche, INRAE, Tours) - rapporteur
Sylvie Tambutte (Directrice de Recherche, Centre scientifique de Monaco) - examinatrice
Isabelle Rouget (Professeure, MNHN, Paris) - examinatrice
Antonio Checa (Professeur, Université de Grenade, Espagne) - examinateur
Olivier Basuyaux (Ingénieur territorial, SMEL, Normandie) - examinateur
Pascal Neige (Professeur, Université de Bourgogne, Dijon) - codirecteur
Frédéric Marin (Directeur de recherche, CNRS, Dijon) - directeur