Origin and evolution of the Wnt signaling pathways in metazoans : a comparative study of various poriferan species

Les éponges (Porifera) sont l'une des premières lignées d'animaux à avoir émergé. De ce fait, elles sont considérées comme des espèces clés pour retracer l’origine et l'évolution des gènes et des voies de signalisation qui ont sous-tendu l'apparition de la pluricellularité chez les métazoaires. Entre autres, les voies Wnt ont été décrites comme des cascades génétiques essentielles du control de nombreux mécanismes cellulaires (prolifération, communication, adhésion, motilité, etc.) au cours du développement précoce des bilatériens et des cnidaires. C’est pourquoi, l'étude de ces voies, chez les lignées d’émergences plus anciennes sont essentielles afin de comprendre l'origine des plans d’organisation des animaux.J’ai alors entrepris de nombreuses analyses bioinformatiques sur différentes bases de données d’éponges. Il apparait alors que l’ancêtre commun des éponges possédait déjà certainement tous les composants des voies Wnt. Néanmoins, à ce jour, puisque l’intégralité de ces composants n’a été identifiée que dans le genre Oscarella (lignée des Homoscleromorpha), différentes pertes secondaires sembleraient s’être produites chez les démosponges, les éponges calcaires et les hexactinellides. Afin de tester si ces gènes orthologues sont impliqués dans la mise en place du plan d’organisation des éponges, des études fonctionnelles ont été mises en œuvre. Ces approches fonctionnelles réalisées sur deux lignées d’éponges différentes tendent alors à confirmer la conservation des voies de signalisation Wnt dans les processus de mise en place des plans d’organisation des animaux, à la fois au cours de l'embryogenèse mais aussi lors du renouvellement cellulaire chez l'adulte.Sponges (Porifera) are one of the earliest emerged animal lineages. They are thus considered as key species to retrace early evolution of genes and pathways underlying the emergence of multicellularity in metazoans. Among others, the Wnt pathways have been described as crucial modules controlling cell proliferation, cell communication, cell adhesion and cell motility during the early development of Bilaterians and Cnidarians. Therefore the study of these signaling pathways in more basally branching lineages is essential for unraveling the origin of animal body plans. I performed numerous bioinformatic analyses on different poriferan databases. One of my main results is that the last common ancestor of Porifera probably already possessed all the components of the Wnt pathways. Nevertheless, because, to date, all these components were only retrieved in the Oscarella genus (Homoscleromorpha lineage), several secondary gene losses would have occurred in other sponge lineages, namely Demospongia, Calcarea and Hexactinellida.In order to test whether or not these retrieved orthologous genes, are involved in patterning sponge body plan (as they do in Bilateria and Cnidaria), functional studies were implemented. These functional studies performed on two different lineages tend to confirm that Wnt signaling pathways were conserved from sponges to vertebrates to pattern animal body plan during both embryogenesis and cell renewal in adult