Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The trophic endosymbiosis interaction between a cnidarian host and its photosynthetic dinoflagellatessymbionts form the basis of coral reef ecosystems. Cnidarians host their symbionts in gastrodermis cells, in a phagocytosis-derived vacuole. Establishment and maintenance of the symbiotic interaction depend on an intimate molecular communication between the two partners. However, environmental and/or anthropogenic disturbances can lead to the breakdown of the symbiotic association, which is responsible for the worldwide decline of coral reefs. The main objectives of my research project are to improve the knowledge regarding symbiosis maintenance and disruption mechanisms, but also to define the molecular key players involved at the symbiotic interface in the sea anemone, Anemonia viridis. First, we have described the cellular mechanisms involved in the different types of symbiosis breackdown. Meanwhile, the characterization of npc1 and npc2 genes (involved in endosomal sterol transport), showed a duplication and a sub-functionalization of the npc2d gene. Both NPC1 and NPC2 proteins are expressed around symbionts. We therefore suggest that the duplicated protein NPC2-d is a biomarker of symbiosis health and that NPC1 protein is a marker of the perisymbiotic membrane. We then developed a protocol to characterize the proteome of the symbiotic interface between the two symbiotic partners. The newly-identified symbiotic key players will increase the general knowledge on the symbiotic interaction and its regulation during both stable and bleaching conditions.
L’endosymbiose trophique établie entre un hôte Cnidaire et ses symbiotes Dinoflagellés photosynthétiques est à l’origine du succès évolutif des écosystèmes coralliens. Les symbiotes sont internalisés par un mécanisme de phagocytose et maintenus dans les cellules du gastroderme de l'hôte. La symbiose est régie par un dialogue moléculaire intime entre les deux partenaires, interrompu lors de perturbations environnementales ou anthropiques, responsables du déclin mondial des récifs coralliens. Les objectifs de mon projet de recherche sont de définir les acteurs moléculaires localisés à l’interface symbiotique chez l’anémone de mer, Anemonia viridis. Premièrement, nous avons étudié les mécanismes cellulaires impliqués dans différents types de rupture de la symbiose et mis en évidence des phénomènes d’apoptose, nécrose et symbiophagie. Parallèlement, nous avons caractérisé chez l’anémone les gènes npc1 et npc2, impliqués chez les vertébrés dans le transport endosomal de stérols, et dont l’expression est modulée par l’état symbiotique. Nous avons pu montrer que le gène npc2d est issus d’une duplication et vraisemblablement d’une sub-fonctionnalisation et que les protéines NPC1 et NPC2 sont exprimées au voisinage des symbiotes. Nous proposons donc que la protéine NPC2-d soit utilisée comme marqueur de l’état de santé des Anthozoaires symbiotiques et que la protéine NPC1 soit un marqueur de la membrane périsymbiotique. Nous avons également développé un protocole afin d’identifier les protéines associées à l’interface symbiotique entre les deux partenaires. A terme, les cibles identifiées permettront une meilleure compréhension des mécanismes qui régulent la relation symbiotique.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01673491

NNT : 2015NICE4105
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Éditeur(s) : HAL CCSD Wiley
Résumé : International audience
The symbiotic interaction between cnidarians, such as corals and sea anemones, and the unicellular algae Symbiodinium is regulated by yet poorly understood cellular mechanisms, despite the ecological importance of coral reefs. These mechanisms, including host-symbiont recognition and metabolic exchange, control symbiosis stability under normal conditions, but also lead to symbiosis breakdown (bleaching) during stress. This study describes the repertoire of the sterol-trafficking proteins Niemann-Pick type C (NPC1 and NPC2) in the symbiotic sea anemone Anemonia viridis. We found one NPC1 gene in contrast to the two genes (NPC1 and NPC1L1) present in vertebrate genomes. While only one NPC2 gene is present in many metazoans, this gene has been duplicated in cnidarians, and we detected four NPC2 genes in A. viridis. However, only one gene (AvNPC2-d) was upregulated in symbiotic relative to aposymbiotic sea anemones and displayed higher expression in the gastrodermis (symbiont-containing tissue) than in the epidermis. We performed immunolabelling experiments on tentacle cross sections and demonstrated that the AvNPC2-d protein was closely associated with symbiosomes. In addition, AvNPC1 and AvNPC2-d gene expression was strongly downregulated during stress. These data suggest that AvNPC2-d is involved in both the stability and dysfunction of cnidarian-dinoflagellate symbioses.
ISSN: 0962-1083

hal-01546166
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DOI : 10.1111/mec.12876