Calcium signalling in early divergence of Metazoa: Mechanisms involved in the control of muscle-like cell contraction in Hydra plagiodesmica

Abstract

Our laboratory has previously examined the effect of neuropeptides on the activity of the hypostome of the hydra Hydra plagiodesmica Dioni, 1968 (Cnidaria: Hydrozoa). These results showed that the hypostome, a structure extruded during feeding, responds to myoregulatory peptides and that this mechanism might be regulated by changes in the cytosolic levels of calcium (Ca2+). We analyse now the ways in which Ca2+ modulates hypostome activity during feeding. The use of calcium chelators confirms that Ca2+ is relevant in inducing hypostome extrusion. The assay of compounds that modulate the activity of Ca2+ channels in the endoplasmic reticulum suggests that, beyond the extracellular influx of calcium, intracellular sources of the ion are involved and might include both ryanodine receptors (RyR) and the inositol 1,4,5-trisphosphate receptor (IP3R). Bioinformatic searches based on sequences of RyR and IP3R of humans (Homo sapiens Linnaeus, 1758) show that IP3Rs are present in all groups analysed, including Fungi and Choanoflagellata. Although H. plagiodesmica responds to caffeine and ryanodine, which are known to modulate RyRs, this family of receptors seems not to be predicted in Cnidaria, suggesting that this phylum either lacks these kinds of channels or that they possess a different structure compared with those possessed by other Metazoa.

Nous avons déjà examiné l’effet des neuropeptides sur l’activité de l’hypostome de l’hydre Hydra plagiodesmica Dioni, 1968 (cnidaires : hydrozoaires). Les résultats ont démontré que l’hypostome, une structure extrudée durant l’alimentation, réagit à des peptides myorégulateurs et que ce mécanisme pourrait être régulé par des variations des concentrations cytosoliques de calcium (Ca2+). Nous analysons maintenant les mécanismes par lesquels le Ca2+ module l’activité de l’hypostome durant l’alimentation. L’utilisation de chélateurs du calcium confirme que le Ca2+ est important dans le déclenchement de l’extrusion de l’hypostome. L’analyse de composés qui modulent l’activité de canaux de Ca2+ dans le réticulum endoplasmique indiquerait que, au-delà de l’influx extracellulaire de calcium, des sources intracellulaires de l’ion interviennent et pourraient comprendre des récepteurs de la ryanodine (RyR) et le récepteur de l’inositol 1,4,5-trisphosphate (IP3R). Des recherches bioinformatiques basées sur des séquences de RyR et d’IP3R d’humains (Homo sapiens Linnaeus, 1758), montrent que des IP3Rs sont présents dans tous les groupes analysés, incluant les champignons et les choanoflagellés. Bien que H. plagiodesmica réagisse à la caféine et à la ryanodine, dont on sait qu’elles modulent les RyRs, cette famille de récepteurs ne semble pas prédite chez les cnidaires, donnant à penser que ce phylum ne présente pas ce type de canaux ou que ces canaux ont une structure différente de celles des autres métazoaires.