Evolution of the neuroendocrine control of the reproduction : origin and role of the kisspeptin system ?
Evolution du contrôle neuroendocrinien de la reproduction : origine et rôle du système kisspeptine ?
Résumé
The aim of this thesis was the study of the origin and evolution of the kisspeptin system, a new actor in the control of reproduction. The analysis of genomes from vertebrate species of key phylogenetical positions allowed us to re-evaluate the diversity of kisspeptins (Kiss) and their receptors (Kissr). From these data, we could propose a new classification of Kiss and Kissr families, based on phylogenetic and syntenic criteria. Moreover, we showed that both Kiss and Kissr diversities resulted from the two whole genomic duplication rounds (1R & 2R) which occurred in the vertebrate ancestors. Gene losses led, then, to the reduction of the numbers of Kiss and Kissr in vertebrates. In particular, these losses suppressed the impact of the teleost-specific 3R on the current gene numbers. The results of this thesis revealed complex evolutionary histories that have resulted in the loss or the conservation of different Kiss and Kissr, according to vertebrate lineages. In order to address the evolutionary mechanisms that may have driven the conservation of multiple Kiss and Kissr in a given organism, we investigated the European eel which presents, as we demonstrated, two Kiss and three Kissr. The study of this model highlighted a new function of kisspeptin system in vertebrates, with the discovery of an in vitro inhibition of LHβ expression by pituitary cells, while a classical stimulatory role could be exerted on GnRH at the brain level. In conclusion, this study contributed to illustrate the complexity of the kisspeptin system in vertebrates, and to clarify the classifications and the evolutionary histories of its components
Notre objectif a été d'étudier l'origine et l'évolution du système kisspeptine, un nouvel acteur du contrôle de la reproduction. L'analyse de génomes d'espèces occupant des positions clés dans la classification des vertébrés nous a permis de réévaluer la diversité des kisspeptines (Kiss) ainsi que celle de leurs récepteurs (Kissr). A partir des données obtenues, nous avons pu proposer une nouvelle classification des familles Kiss et Kissr, basée sur des critères phylogénétiques et synténiques. De plus, nous avons montré que la diversité des Kiss, d'une part, et celle des Kissr, d'autre part, résultent des deux événements de duplication génomique (1R et 2R) survenus à la base des vertébrés. Des pertes de gènes ont ensuite diminué le nombre de Kiss et Kissr chez les vertébrés, notamment en annulant l'impact de la 3R, propre aux téléostéens. Nos résultats ont révélé des histoires évolutives complexes ayant conduit à la perte ou à la conservation de Kiss et Kissr différents selon les lignées de vertébrés. Afin d'aborder les mécanismes évolutifs qui ont pu mener à la conservation de plusieurs Kiss et Kissr chez un même organisme, nous nous sommes intéressés à l'anguille européenne qui possède, comme nous l'avons montré, deux Kiss et trois Kissr. L'étude de ce modèle a apporté un éclairage nouveau sur la fonctionnalité de ce système chez les vertébrés, avec la découverte d'un effet inhibiteur sur l'expression de la LHβ hypophysaire, alors que certains composants du système pourraient avoir un rôle stimulateur classique sur la GnRH cérébrale. Cette thèse a permis d'illustrer la complexité du système kisspeptine, tout en clarifiant sa classification et son histoire évolutive