Article Dans Une Revue Nature Genetics Année : 2022

A functional operon delineates an extracellular pathway that controls body asymmetry only in animals with a ciliated left-right organizer

Emmanuelle Szenker-Ravi
Tim Ott
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Muznah Khatoo
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Anne Moreau de Bellaing
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Wei Xuan Goh
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Yan Ling Chong
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Anja Beckers
Darshini Kannesan
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Priyanka Anujan
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Vydianathan Ravi
Carine Bonnard
Sébastien Moutton
Patric Schoen
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Mélanie Fradin
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Estelle Colin
André Megarbane
Linda Daou
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Ghassan Chehab
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Sylvie Di Filippo
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Caroline Rooryck
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Nicolas Arribard
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Rukiye Eker
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Sumanty Tohari
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Alvin Yu-Jin Ng
Marlène Rio
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Chun Teck Lim
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Birgit Eisenhaber
Frank Eisenhaber
Byrappa Venkatesh
Jeanne Amiel
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Christopher Gordon
Achim Gossler
Sudipto Roy
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Tania Attie-Bitach
Martin Blum
Patrice Bouvagnet
Bruno Reversade

Résumé

The vertebrate left–right axis is specified during embryogenesis by a transient organ: the left–right organizer (LRO). Species including fish, amphibians, rodents and humans deploy motile cilia in the LRO to break bilateral symmetry, while reptiles, birds, even-toed mammals and cetaceans are believed to have LROs without motile cilia. We searched for genes whose loss during vertebrate evolution follows this pattern and identified five genes encoding extracellular proteins, including a putative protease with hitherto unknown functions that we named ciliated left–right organizer metallopeptidase (CIROP). Here, we show that CIROP is specifically expressed in ciliated LROs. In zebrafish and Xenopus, CIROP is required solely on the left side, downstream of the leftward flow, but upstream of DAND5, the first asymmetrically expressed gene. We further ascertained 21 human patients with loss-of-function CIROP mutations presenting with recessive situs anomalies. Our findings posit the existence of an ancestral genetic module that has twice disappeared during vertebrate evolution but remains essential for distinguishing left from right in humans.

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hal-03876795 , version 1 (28-11-2022)

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Emmanuelle Szenker-Ravi, Tim Ott, Muznah Khatoo, Anne Moreau de Bellaing, Wei Xuan Goh, et al.. A functional operon delineates an extracellular pathway that controls body asymmetry only in animals with a ciliated left-right organizer. Nature Genetics, 2022, 54 (1), pp.62-72. ⟨10.1038/s41588-021-00970-4⟩. ⟨hal-03876795⟩
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