• Réduire le texte

    Réduire le texte
  • Rétablir taille du texte

    Rétablir taille du texte
  • Augmenter le texte

    Augmenter le texte
  • Imprimer

    Imprimer

Les serpines : de la poule à l’œuf…

Connues pour leur implication dans des processus physiologiques très divers, les serpines (SErine Protease INhibitor) sont des protéines largement représentées au sein du vivant (animal, végétal, procaryotes). Au nombre de 27 dans le génome de la poule, 15 d’entre elles se retrouvent également dans l’œuf, parmi lesquelles l’ovalbumine et ses paralogues*. Le rôle physiologique des serpines aviaires reste à explorer plus précisément.

Structure tridimensionnelle de l’ovalbumine (OVAL), de l’ovalbumin-related protein Y (OVAY, modèle 3D) et de l’ovalbumin-related protein X (OVAX, modèle 3D), trois serpines paralogues spécifiques de l’œuf. Le domaine de liaison à l’héparine est le domaine impliqué dans l’activité antibactérienne de l’OVAX. D’après Da Silva et al. (2015) Biol. Reprod. 93(3):71. © Inra, Sophie Rehault-Godbert
Par Sylvie André
Mis à jour le 01/12/2017
Publié le 30/11/2017

Les serpines, superfamille de protéines, adoptent toutes une structure tridimensionnelle conservée constituée de 3 feuillets bêta, de 7 à 9 hélices alpha et d’une boucle réactive qui interagit avec les protéases cibles pour les inhiber.  

Elles sont d’une manière générale impliquées dans des processus physiologiques aussi divers que la coagulation, la fertilité, l’inflammation ou le remodelage tissulaire.
Chez l’oiseau, de nombreuses serpines ont été identifiées, mais le rôle de la plupart de ces molécules n’est prédit que par homologie avec les fonctions connues chez d’autres espèces. De même, l’activité de certaines serpines spécifiques de l’œuf reste très mal connue. Parmi elles, la plus originale est probablement l’ovalbumine, la protéine majeure du blanc de l’œuf de poule qui présente la caractéristique d’être dépourvue d’activité inhibitrice de protéase  conduisant à la définition d’une sous-classe de serpines : les serpines du clan B  (SERPINB). Bien qu’elle soit secrétée en grande quantité dans le blanc d’œuf, son rôle physiologique n’est pas clairement établi à ce jour. C’est dans ce contexte qu’a été réalisé cet article de synthèse sur les serpines de l’oiseau et de l’œuf qui combine des approches phylogénétiques et une recherche bibliographique approfondie. Une analyse systématique des bases de données du National Center for Biotechnology Information (NCBI) et de Ensembl (navigateur dédié aux génomes des vertébrés) a permis de répertorier 27 serpines référencées chez la poule.
Sur ces 27 serpines identifiées dans le génome de poule, seules 15 ont été détectées dans l'œuf. Leur localisation dans les différents compartiments de l'œuf suggère un rôle spécifique soit lors de la formation de l’œuf, soit pendant le développement embryonnaire.

Répartition des serpines dans la poule et l'oeuf. © Inra, Sophie Rehault-Godbert
Répartition des serpines dans la poule et l'oeuf © Inra, Sophie Rehault-Godbert

Parmi les 15 serpines présentes dans l'œuf de poule, l’ovalbumine et ses paralogues*, l’ovalbumin-related protein X (OVAX) et l’ovalbumin-related protein Y (OVAY), ne sont retrouvées que chez les espèces aviaires, d’après les données phylogénétiques actuellement disponibles.

Ces trois serpines sont exprimées uniquement par les tissus reproducteurs chez la poule à maturité sexuelle, pour être intégrées à l’œuf. Elles sont particulièrement concentrées dans le blanc d’œuf, bien qu’elles soient également présentes dans tous les autres compartiments de l’œuf (coquille, jaune, membrane vitelline). Ces données suggèrent que ces trois paralogues sont apparus chez l’oiseau au cours de l’évolution pour faire face à de nouvelles contraintes environnementales et comme support du développement d’un embryon dans un œuf « coquille ». L’ovalbumine jouerait un rôle majeur dans le processus de biominéralisation de la coquille et servirait également comme source d’acides aminés pour l’embryon au cours de son développement (fonction nutritionnelle).

L’OVAX pourrait quant à elle avoir un rôle dans la défense de l’embryon car elle possède des activités antibactériennes (voir article), tandis que le rôle de l’OVAY n’a pas encore été exploré.
Douze autres serpines ont été identifiées dans l’œuf avec des distributions variables en fonction des compartiments et donc possiblement des fonctions différentes. Elles pourraient notamment jouer un rôle dans le remodelage tissulaire associé à la folliculogenèse ovarienne et au développement des structures extra-embryonnaires (sac vitellin et membrane chorioallantoïque). 

Fonctions des serpines de l’œuf © Sophie Rehault-Godbert
Fonctions des serpines de l’œuf © Sophie Rehault-Godbert

Ce travail a permis de révéler l’originalité de certaines serpines aviaires, notamment celles présentes dans l’œuf. En soulignant l’absence de données sur leur rôle et leur régulation, il ouvre de nombreuses perspectives de recherche dans les domaines de la reproduction, de la biologie du développement et pour des approches de biologie comparée.

*Paralogues : En biologie de l'évolution, pour que deux gènes soient considérés comme paralogues, ils doivent être d'abord homologues, c'est-à-dire qu'ils descendent d'un même gène ancestral ; à la suite d'une duplication, les deux copies du gène divergent jusqu'à devenir deux gènes paralogues, dans une même espèce, ou dans deux espèces différentes (si la duplication est suivie par une spéciation). Si au contraire les gènes ont divergé après un phénomène de spéciation, ils sont dits orthologues.

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

Département(s) associé(s) :
Physiologie animale et systèmes d’élevage
Centre(s) associé(s) :
Val de Loire

Références

Dombre, C., Guyot, N., Moreau, T., Monget, P., Da Silva, M., Gautron, J., Réhault-Godbert, S. (2017). Egg serpins: The chicken and/or the egg dilemma. Seminars in Cell and Developmental Biology, 62, 120-132. DOI : 10.1016/j.semcdb.2016.08.019

Da Silva M, Beauclercq S, Harichaux G, Labas V, Guyot N, Gautron J, Nys Y, Rehault-Godbert S. (2015). The Family Secrets of Avian Egg-Specific Ovalbumin and Its Related Proteins Y and X. Biol Reprod. 2015 Sep;93(3):71. doi: 10.1095/biolreprod.115.130856.