Développement du squelette du crinoïde Florometra serratissima et évolution des protéines de la matrice de spicules chez les ambulacraires

Abstract

Les crinoïdes sont bien connus pour leurs fossiles, mais la biominéralisation de leurs stades larvaires n’est que peu documentée. La première partie du projet présente le développement des ossicules des trois stades larvaires du comatule Florometra serratissima : doliolaria, cystidienne et pentacrinoïde. Les ossicules du crinoïde démontraient de la plasticité phénotypique et de la désynchronisation dans leur développement. Les crinoïdes étant la classe basale des échinodermes modernes, ceci porte à croire que ces traits étaient aussi caractéristiques des échinodermes ancestraux et auraient joué un rôle dans la radiation hâtive et la grande disparité des échinodermes. Pour notre deuxième étude, comme les patrons de morphologie des crinoïdes et des autres échinodermes sont nombreux et sont régulés par des protéines spécifiques, nous avons vérifié la présence de quatre familles de protéines de la matrice de spicules (SMAP) connues chez les oursins dans les transcriptomes des autres échinodermes et d’autres deutérostomes. La famille des spicules matrix (SM) et l’anhydrase carbonique CARA7LA étaient absentes chez tout autre organisme que les oursins, les protéines spécifiques au mésenchyme (MSP130) étaient présentes en nombres différents chez tous les ambulacraires suggérant de multiples duplications et pertes, et les métalloprotéases étaient nombreuses chez chacun. Le développement des ossicules chez les échinodermes est un sujet qui a gagné en popularité au cours des dernières décennies, spécialement chez les oursins, et inclure les crinoïdes dans ce type d’étude permettra de nous renseigner sur l’origine et l’évolution des échinodermes modernes.

While the fossil record of crinoids is widespread and largely known, biomineralization of their larval stages is poorly documented. The first part of the project focuses on the ossicle development of the three larval stages of the feather star Florometra serratissima: doliolaria, cystidean and pentacrinoid. The ossicles of the crinoid showed phenotypic plasticity and asynchronous development. Crinoids form the basal class of living echinoderms; this prompts one to believe that these traits were also characteristic of the ancestral echinoderms and would have played a role in the early radiation and large disparity of the modern echinoderms. For the second study, as patterns of morphology of crinoids and of other echinoderms are numerous and are regulated by specific proteins, we verified the presence of four families of spicule matrix associated proteins (SMAPs) known among sea urchins in transcriptomes of the other echinoderms and deuterostomes. The family of spicule matrix (SMs) proteins and the carbonic anhydrase CARA7LA were absent in any other organism aside from sea urchins, mesenchyme specific proteins (MSP130s) were present in varying numbers in all ambulacrarians suggesting multiple duplications and losses and matrix metalloproteases were numerous in every organisms. The development of ossicles in echinoderms is a topic that has gained popularity in the last decades, especially in sea urchins, and including crinoids in this type of study will inform us about the origin and evolution of the modern echinoderms.