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Skeletal Mineralization in Association with Type X Collagen Expression Is an Ancestral Feature for Jawed Vertebrates

Authors :
Stéphanie Ventéo
Paul Simion
Tatjana Haitina
Mélanie Debiais-Thibaud
Sylvain Marcellini
Sylvie Mazan
David Muñoz
Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (UMR ISEM)
École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226
Institut des Neurosciences de Montpellier - Déficits sensoriels et moteurs (INM)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)
Universidad de Concepción [Chile]
Biologie intégrative des organismes marins (BIOM)
Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire océanologique de Banyuls (OOB)
Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Organismal Biology
Uppsala University
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut des Neurosciences de Montpellier (INM)
Universidad de Concepción - University of Concepcion [Chile]
Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Molecular Biology and Evolution, Molecular Biology and Evolution, Oxford University Press (OUP), 2019, 36 (10), pp.2265-2276. ⟨10.1093/molbev/msz145⟩, Molecular Biology and Evolution, 2019, 36 (10), pp.2265-2276. ⟨10.1093/molbev/msz145⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
Uppsala universitet, Evolution och utvecklingsbiologi, 2019.

Abstract

In order to characterize the molecular bases of mineralizing cell evolution, we targeted type X collagen, a nonfibrillar network forming collagen encoded by the Col10a1 gene. It is involved in the process of endochondral ossification in ray-finned fishes and tetrapods (Osteichthyes), but until now unknown in cartilaginous fishes (Chondrichthyes). We show that holocephalans and elasmobranchs have respectively five and six tandemly duplicated Col10a1 gene copies that display conserved genomic synteny with osteichthyan Col10a1 genes. All Col10a1 genes in the catshark Scyliorhinus canicula are expressed in ameloblasts and/or odontoblasts of teeth and scales, during the stages of extracellular matrix protein secretion and mineralization. Only one duplicate is expressed in the endoskeletal (vertebral) mineralizing tissues. We also show that the expression of type X collagen is present in teeth of two osteichthyans, the zebrafish Danio rerio and the western clawed frog Xenopus tropicalis, indicating an ancestral jawed vertebrate involvement of type X collagen in odontode formation. Our findings push the origin of Col10a1 gene prior to the divergence of osteichthyans and chondrichthyans, and demonstrate its ancestral association with mineralization of both the odontode skeleton and the endoskeleton.

Details

Language :
English
ISSN :
07374038 and 15371719
Database :
OpenAIRE
Journal :
Molecular Biology and Evolution, Molecular Biology and Evolution, Oxford University Press (OUP), 2019, 36 (10), pp.2265-2276. ⟨10.1093/molbev/msz145⟩, Molecular Biology and Evolution, 2019, 36 (10), pp.2265-2276. ⟨10.1093/molbev/msz145⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....fd479cdaa0fc652fba35bd13bc264a5f
Full Text :
https://doi.org/10.1093/molbev/msz145⟩