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Numéro
Med Sci (Paris)
Volume 23, Numéro 11, Novembre 2007
Page(s) 1023 - 1025
Section Nouvelles
DOI https://doi.org/10.1051/medsci/200723111023
Publié en ligne 15 novembre 2007

Chez les mammifères, la growth hormone-releasing hormone (GHRH) est le principal facteur stimulateur de la sécrétion de l’hormone de croissance (GH) [1]. La GHRH appartient à une grande famille de peptides qui inclut également la sécrétine, le glucagon, le vasoactive intestinal polypeptide (VIP), le glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP), les glucagon-like peptides (GLP) et le pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP) [2]. La caractérisation des ADNc de la GHRH et du PACAP chez les mammifères a montré que chacun de leur précurseur comporte un second peptide disposé en tandem : peptide C pour le précurseur de la GHRH et PACAP-related peptide (PRP) pour le précurseur du PACAP (Figure 1A). L’ADNc du PACAP a été cloné ultérieurement chez les oiseaux, les amphibiens, les poissons et même les tuniciers1 [2]. En revanche, jusqu’à tout récemment, aucun ADNc codant la GHRH n’avait pu être identifié chez les espèces non mammaliennes, ce qui laissait supposer que le gène de la GHRH était l’apanage des mammifères [2, 3].

thumbnail Figure 1.

Structure des précurseurs de la GHRH, du PACAP et du VIP chez les mammifères (A) et chez les vertébrés non mammaliens (B), telle qu’elle était considérée jusqu’à présent. C. Schéma évolutif des gènes correspondants, déduit de ces données.

Toutefois, en 1993, l’équipe de Nancy Sherwood à l’Université de Victoria en Colombie Britannique avait montré de façon très surprenante que, chez le saumon, le précurseur du PACAP présentait à la place du PRP une séquence similaire à celle de la GHRH des mammifères, désignée pour cette raison GHRH-like (Figure 1B) [4]. Par la suite, les mêmes observations avaient été faites chez divers groupes de vertébrés non mammaliens [57]. Ces données avaient conduit les chercheurs à proposer le modèle présenté sur la Figure 1C [2, 8]. Selon ce modèle, chez tous les groupes de vertébrés, à l’exclusion des mammifères, la GHRH et le PACAP seraient issus d’un précurseur commun produit par un seul gène. Une duplication génique propre au lignage des mammifères aurait ensuite conduit à l’apparition de deux gènes distincts codant l’un le précurseur du PRP et du PACAP et l’autre le précurseur de la GHRH et du peptide C. Cette hypothèse restait toutefois sujette à caution dans la mesure où aucune autre duplication génique propre aux mammifères n’a été décrite à ce jour dans le domaine des neuropeptides. De plus, chez les poissons, alors que le PACAP stimule dans une certaine mesure la sécrétion de GH, la GHRH-like est quasiment dépourvue d’activité [9, 10].

L’ensemble de ces observations a conduit une équipe de chercheurs de l’Université de Hong Kong, en collaboration avec des chercheurs de l’Unité Inserm 413, à rechercher l’existence d’une authentique GHRH chez les vertébrés non mammaliens. Dans un travail publié récemment, les deux équipes ont réussi à identifier chez les poissons, les amphibiens et les oiseaux deux gènes codant deux précurseurs distincts pour la GHRH et le PACAP [11]. Ils ont également caractérisé le récepteur de cette nouvelle GHRH et ils démontrent qu’elle exerce un puissant effet stimulateur sur la sécrétion de GH [11]. Ils établissent enfin, par une approche de génomique comparative, que la GHRH-like des vertébrés non mammaliens n’est autre que l’orthologue du PRP des mammifères [11] (Figure 2A). Ces résultats obligent à reconsidérer totalement l’origine phylogénétique des peptides de la famille de la GHRH et du PACAP. Ils indiquent que, si les gènes de la GHRH et du PACAP proviennent effectivement d’un gène ancestral commun, l’événement de duplication qui leur a donné naissance s’est produit beaucoup plus tôt qu’on ne le pensait jusqu’à présent, c’est-à-dire non pas sur la lignée des mammifères mais avant même l’émergence des poissons téléostéens. Selon le nouveau modèle (Figure 2B), une seconde duplication serait à l’origine du gène du VIP, ainsi que d’une deuxième copie du gène de la GHRH qui aurait été par la suite rapidement perdue. Ces deux duplications, qui coïncident probablement avec les événements de tétraploïdisation du génome des vertébrés au tout début de leur histoire, sont d’ailleurs responsables de la diversification de nombreuses autres familles de neuropeptides [12].

thumbnail Figure 2.

A. Structure des précurseurs de la GHRH, du PACAP et du VIP chez l’ensemble des vertébrés telle qu’elle est considérée désormais, à la lumière des travaux présentés dans [11]. B. Schéma évolutif des gènes correspondants, issu de ces nouvelles informations. La croix symbolise une perte génique.


1

Encore appelés urochordés, sous-embranchement des chordés qui remonte à 530 millions d’années.

Références

  1. Guillemin R, Brazeau P, Böhlen P, et al. Growth hormone-releasing factor from a human pancreatic tumor that caused acromegaly. Science 1982; 218 : 585–7. [Google Scholar]
  2. Sherwood NM, Krueckl SL, McRory JE. The origin and function of the pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP)/glucagon superfamily. Endocr Rev 2000; 21 : 619–70. [Google Scholar]
  3. Montero M, Yon L, Rousseau K, et al. Distribution, characterization, and growth hormone-releasing activity of pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide in the European eel, Anguilla anguilla. Endocrinology 1998; 139 : 4300–10. [Google Scholar]
  4. Parker DB, Coe IR, Dixon GH, Sherwood NM. Two salmon neuropeptides encoded by one brain cDNA are structurally related to members of the glucagon superfamily. Eur J Biochem 1993; 215 : 439–48. [Google Scholar]
  5. McRory JE, Parker DB, Ngamvongchon S, Sherwood NM. Sequence and expression of cDNA for pituitary adenylate cyclase activating polypeptide (PACAP) and growth hormone-releasing hormone (GHRH)-like peptide in catfish. Mol Cell Endocrinol 1995; 108 : 169–77. [Google Scholar]
  6. Alexandre D, Vaudry H, Jegou S, Anouar Y. Structure and distribution of the mRNAs encoding pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide and growth hormone-releasing hormone-like peptide in the frog, Rana ridibunda. J Comp Neurol 2000; 421 : 234–46. [Google Scholar]
  7. McRory JE, Parker RL, Sherwood NM. Expression and alternative processing of a chicken gene encoding both growth hormone-releasing hormone and pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide. DNA Cell Biol 1997; 16 : 95–102. [Google Scholar]
  8. Vaudry D, Gonzalez BJ, Basille M, et al. Pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide and its receptors: from structure to functions. Pharmacol Rev 2000; 52 : 269–324. [Google Scholar]
  9. Parker DB, Power ME, Swanson P, et al. Exon skipping in the gene encoding pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide in salmon alters the expression of two hormones that stimulate growth hormone release. Endocrinology 1997; 138 : 414–23. [Google Scholar]
  10. Montero M, Yon L, Kikuyama S, et al. Molecular evolution of the growth hormone-releasing hormone/pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide gene family. Functional implication in the regulation of growth hormone secretion. J Mol Endocrinol 2000; 25 : 157–68. [Google Scholar]
  11. Lee LT, Siu FK, Tam JK, et al. Discovery of growth hormone-releasing hormones and receptors in nonmammalian vertebrates. Proc Natl Acad Sci USA 2007; 104 : 2133–8. [Google Scholar]
  12. Conlon JM, Larhammar. The evolution of neuroendocrine peptides. Gen Comp Endocrinol 2005; 142 : 53–9. [Google Scholar]

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Liste des figures

thumbnail Figure 1.

Structure des précurseurs de la GHRH, du PACAP et du VIP chez les mammifères (A) et chez les vertébrés non mammaliens (B), telle qu’elle était considérée jusqu’à présent. C. Schéma évolutif des gènes correspondants, déduit de ces données.

Dans le texte
thumbnail Figure 2.

A. Structure des précurseurs de la GHRH, du PACAP et du VIP chez l’ensemble des vertébrés telle qu’elle est considérée désormais, à la lumière des travaux présentés dans [11]. B. Schéma évolutif des gènes correspondants, issu de ces nouvelles informations. La croix symbolise une perte génique.

Dans le texte

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