Evolution of Steroid Signaling in Metazoans
Evolution de la signalisation stéroïdienne chez les Métazoaires
Résumé
Nuclear receptor mediated steroid signaling is involved in many processes in metazoandevelopment, such as puberty in vertebrates, molting in insects and entry into infective stage in some parasitic nematodes. Understanding those phenomena is important regarding public health, agronomical and conservation biology issues. This necessitates to know and to explore the interactions between the evolution of steroid-binding receptors and steroid-synthesizing pathways. My work was articulated around three major parts. First, using the historical expertise of the laboratory, I updated the relationships between nuclear receptors that are involved in steroid binding, but also from all those that are involved in steroidogenesis regulation, in order to elucidate when and in which context this machinery has arisen. Second, using a classical comparative genomic approach, I showed that the steroidogenetic enzymes have appeared independently by duplication from xenobiotic-metabolizing enzyme with a wider range of substrate specificity.Third, I explored the relationships between metabolic pathways using tools from comparative anatomy. This has confirmed and completed the previous results, showing that steroidogenetic pathways have evolved with the pattern of cholesterol degradation pathways.The synthesis of all these results has led to an evolutionary model where hormonal signaling in bilaterian animals has been inherited from the detoxification of dietary sterols. This model may explain the coupling between nutrient accumulation and sexual maturation, and also the link between metabolic disorders and endocrine disruption due to environmental chemicals or drugs.
La signalisation stéroïdienne médiée par des récepteurs nucléaires est impliquée dans de nombreux processus ayant trait au développement des animaux. La compréhension de ces phénomènes est importante pour répondre à des questions de santé publique, d’agronomie ou de biologie de la conservation. Ceci nécessite de connaître et de mettre en relation l’évolution des récepteurs qui fixent ces stéroïdes et des voies de synthèse qui produisent les stéroïdes. Mon travail s’est articulé autour de trois grands axes. 1. La mise à jour des relations de parenté entre les récepteurs nucléaires impliqués dans la fixation des stéroïdes, mais aussi de ceux qui sont impliqués dans la régulation de la stéroïdogenèse, pour comprendre quand et dans quel contexte cette machinerie est apparue. 2. La démonstration que les enzymes impliquées dans la stéroïdogenèse étaient apparues indépendamment par recrutement d’enzymes à spécificité de substrat plus large impliquées dans la détoxification des xénobiotiques. 3. L'élucidation des relations de parenté entre des voies métaboliques, montrant que les voies de la stéroïdogenèse avaient évolué comme des voies de dégradation du cholestérol. Ces résultats aboutissent à un modèle dans lequel la signalisation hormonale des animaux à symétrie bilatérale serait l’héritière de voies de détoxification de molécules stéroïdiennes contenues dans leur alimentation. Ce modèle expliquerait le couplage entre l’accumulation de nutriments et la maturation sexuelle, ainsi que les nombreux dérèglements touchant à la fois le métabolisme et la reproduction dus aux perturbateurs endocriniens ou à certaines molécules thérapeutiques.
Domaines
Sciences agricoles
Origine : Version validée par le jury (STAR)