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Etude par les Techniques d'Imprégnation au Lanthane et de Cryofracture des jonctions Septées de l'Epithéium de la paroi du Corps de Lineus ruber (Hétéronémerte)
JOURNAL OF ULTRASTRUCTURE RESEARCH 67,225-227
(1979)
Etude par les techniques d'lmpr~gnation au Lanthane et de Cryofracture des Jonctions Sept6es de I'Epitheium de la Paroi du Corps de Lineus ruber (H6t~ron~merte) GuY VERNET, GI~RARD Ru~, ET MARIE GONTCHAROFF Laboratoire de Biologie Cellulaire, E R A CNRS No. 407, Facultd des Sciences, B.P. 347, 51062 Reims Cedex, France Received December 14, 1978 Septate junctions, invertebrate specific, are classified into three types, i.e., Hydra type, pleated sheet type, and continuous type. In this work, we are the first to describe the body wall epithelium of Lineus ruber septate junctions that belong to the pleated sheet type. These junctions agree in structural details with corresponding junctions in molluscs and arthropods. This suggests that the studied nemertine belongs to the higher groups of protostomians. Les jonctions sept~es, sp6cifiques des Invert6br6s, sont class~es en trois types diff6rents: Hydre, plisse, et continu. Dans ce travail, nous sommes les premiers ~ d6crire les jonctions sept~es de l'6pith~lium de la paroi du corps de Lineus ruber, lesquelles appartiennent au type plisse. A cet 6gard, elles sont comparables ~ celles que l'on trouve chez les Mollusques et les Arthropodes; ce qui sugg~re que la N~merte ~tudi6e appartient aux groupes de Protostomiens les plus ~volu~s.
Bien que de tr~s nombreux travaux aient ~t~ consacr~s ces derni~res ann~es ~ la description des jonctions intercellulaires des vert6br~s et des invert6br6s (Gilula, 1974; Stahelin, 1974}, aucun, & notre connaissance, ne rend compte de celles pr6sentes chez les N6mertiens qui sont les plus ~volugs des Acoelomates. De la lecture de ces travaux, il ressort que les jonctions sept6es sont caract6ristiques des Invert6br6s. C'est la raison pour laquelle leur 6tude a 6t6 entreprise chez Lineus ruber, notamment au niveau des cellules 6pith61iales de la paroi du corps, en vue de suivre ult6rieurement leur devenir lots de l'~pidermisation des plaies cons~cutives ~ l'ablation de la partie pr6c6re"brale.
d'osmium h 1% dans du tampon cacodylate 0,1 M pH 7,2. Dans certains cas, au cours de la fixation, du lavage et de la postfixation, on a proc6d6 h l'impr6gnation des objets au nitrate de lanthane h 3%. Inclusion: Epon; les coupes ont 6t6 contrast6es par l'ac6tate d'uranyle seul ou suivi de citrate de plomb; coupes: couteau de diamant mont6 sur ultramicrotome Reichert Om U2; observation: microscope Hitachi HU 11 A. Ensuite, pour obtenir plus de d~tails concernant les jonctions sept6es, nous avons recouru h la cryofracture. Pour ce faire, nous avons r~alis6 des fractures dans un appareil Balzer ~ -120°C h une pression de 3 × 10-6 Tort et dans un appareil Cryofract ~ -150°C 3 × 10-s Torr. La face des fractures a ~t~ ombr~e, pendant 10 sec, par du platine puis du carbone dans le premier cas, par une couche de 15/~ de platine et de 150 ~ de carbone dans le second cas. Les r6pliques ont ~t~ nettoy6es par de l'acide sulfurique suivi d'hypochlorite de sodium ou par l'hypochlorite de sodium seul et rinc~es avant d'etre mont~es sur des grilles de cuivre. L'observation des r6pliques a eu lieu au microscope JEOL JEM 100 C.
MATI~RIEL ET MI~THODES
Rt~SULTATS
Nous avons tout d'abord utilis6 les techniques classiques de la microscopie ~lectronique de transmission. Fixation: Glutarald~hyde ~ 1% dans un m~lange de tampon cacodylate 0,1 M h pH 7,2 et d'eau de mer ou de solution de chlorure de sodium ~t2%; lavage: tampon cacodylate 0,1 M h pH 7,2; postfixation: t6troxyde
Chez Lineus tuber, les cellules de l'6piderme unistratifi6 qui recouvre la paroi du corps ont des contours tr~s digit,s et mesurent cinq microns de hauteur environ. Dans leur pattie apicale, on peut mettre en
225 0022-5320/79/050225-03502.00/0 Copyright © 1979 by Academic Press, Inc. All rights of reproduction in any form reserved.
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VERNET, RUE, AND GONTCHAROFF
LES JONCTIONS SEPTI~ES DE Lineus ruber ~vidence des desmosomes, h la suite desquels on p e u t r e c o n n a i t r e des jonctions septies plus ou moins ~tendues. E n section transversale, ces jonctions consistent en septes s~par~s p a r des espaces off p e u t s'immiscer le l a n t h a n e (Fig. 1). D a n s les meilleures conditions, en coupes tangentielles, les jonctions sept~es a p p a r a i s s e n t pliss~es en a c c o r d i o n avec une p~riodicit~ r~guli~re de 240/~ mesur~e apr~s impregnation au lanthane. Les r u b a n s de septes pliss~s ne confluent pas entre eux (Fig. 2). La cryofracture r~v~le des rang~es de particules i n t r a m e m b r a n a i r e s qui paraissent correspondre aux septes intercellulaires. On constate que l'aire de r~partition des jonctions sept~es est caract~ris~e par la presence, sur la face p r o t o p l a s m i q u e P des cellules, de fries non parall~les de particules dont le diam~tre est d ' e n v i r o n 120/~ (Figs. 3 et 4). N o u s n ' a v o n s pas vu de structure particuli~re sur la face E. DISCUSSION I1 n'y a gu~re, les jonctions septbes qui sont, rappelons-le, sp~cifiques des Invert~br~s, ont ~t~ class~es en trois types diff,rents (Stahelin, 1974): le t y p e H y d r e dans lequel les m e m b r a n e s p l a s m a t i q u e s sont li~es entre elles p a r des l a m e s parall~les rectilignes dispos~es p e r p e n d i c u l a i r e m e n t ~ la surface de ces m e m b r a n e s ; le t y p e plisse, qui tire son n o m du fait qu'en coupe tangentielle, la jonction a p p a r a i t sous la forme de lignes r~guli~rement pliss~es en accordion; le t y p e continu dont l'intervalle entre les m e m b r a n e s parall~les est rempli de m a teriel dense f i n e m e n t granulaire, riche en glycoprot~ines. Des structures r a p p e l a n t des septes ont parfois pu y 8tre observ~es
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en fonction du fixateur employS. Ces structures sont s o u v e n t m a l individualis~es, ne s e m b l e n t pas ondul~es, sont d'~paisseur variable et irr~guli~rement espac~es. N o s r~sultats m o n t r e n t que les jonctions sept~es de L i n e u s r u b e r sont du type pliss~ et c o m p a r a b l e s non s e u l e m e n t h celles de leur plus proches p a r e n t s phylog& n~tiques: les Planaires (Storch et Welsch, 1977) et les Ann~lides ( P a v a n s de Ceccaty e t al., 1977), m a i s aussi h celles que l'on trouve chez les Mollusques (Gilula, 1974) et les A r t h r o p o d e s (Gilula, 1974; N o i r o t - T i m oth~e et Noirot, 1973; Satir et Gilula, 1973; Stahelin, 1974). Ceci sugg~re qu'h cet ~gard, la N ~ m e r t e ~tudi~e a p p a r t i e n t aux groupes de P r o t o s t o m i e n s les plus ~volu~s. Les auteurs tiennent h remercier M. Le Professeur Schrevel et Mile Caigneaux, de la Facult~ des Sciences de Poitiers, ainsi que M. Escaig et Mlle Nicolas, du Laboratoire de Microscopie Electronique Appliqu~e la Biologie-C.N.R.S.-Paris, dirig~ par M. le Professeur Couteaux, pour les facilit~s qu'ils leur ont apport~es dans la preparation des r~pliques. Avec la collaboration technique de Mme M. Menager. R]~FI~RENCES GILT;LA,N. B. (1974) in Cox, R. P. (Ed.), Junctions between Ceils, pp. 1-29, Wiley, New York. GILULA, N. B., BRANTON, D., ET SATIR, P. (1970) Proc. Nat. Acad. Sci. USA 67, 213-220. GILULA,N. B., ET SATIR, P. (1971) J. Cell Biol. 51,
869-872. NOIROT-THIMOTHEE, C., ET NOIROT, D. (1973) J. Microsc. 17, 169-180. PAVANS DE CECCATTY, M., BASSOT, J. M., BILBAUT, A., ET NICOLAS, M. T. Biol. Cell (1977) 28, 57-64. SATIR, P., ET GILULA,N. B. (1973) Annu. Rev. Entomol. 18, 143-166. STAHELIN,L. A. (1974) Int. Rev. Cytol. 39, 191-283. STORCH, V., ET WELSCH, U. (1977) Cell Tissue Res.
183, 423-425.
Fro. 1. Jonction sept~e en coupe transversale (fl~che). Impregnation au lanthane. ×103 000. FIG. 2. Jonction sept~e en coupe tangentielle (S). Impregnation au lanthane. ×71 000. FIG. 3. Jonction sept~e. Rang~es de particules localis~es sur la face P de la membrane cellulaire apparues apr~s cryofracture. ×57 500. FIG. 4. D~tail de la Fig. 3. ×75 000.
(1979)
Etude par les techniques d'lmpr~gnation au Lanthane et de Cryofracture des Jonctions Sept6es de I'Epitheium de la Paroi du Corps de Lineus ruber (H6t~ron~merte) GuY VERNET, GI~RARD Ru~, ET MARIE GONTCHAROFF Laboratoire de Biologie Cellulaire, E R A CNRS No. 407, Facultd des Sciences, B.P. 347, 51062 Reims Cedex, France Received December 14, 1978 Septate junctions, invertebrate specific, are classified into three types, i.e., Hydra type, pleated sheet type, and continuous type. In this work, we are the first to describe the body wall epithelium of Lineus ruber septate junctions that belong to the pleated sheet type. These junctions agree in structural details with corresponding junctions in molluscs and arthropods. This suggests that the studied nemertine belongs to the higher groups of protostomians. Les jonctions sept~es, sp6cifiques des Invert6br6s, sont class~es en trois types diff6rents: Hydre, plisse, et continu. Dans ce travail, nous sommes les premiers ~ d6crire les jonctions sept~es de l'6pith~lium de la paroi du corps de Lineus ruber, lesquelles appartiennent au type plisse. A cet 6gard, elles sont comparables ~ celles que l'on trouve chez les Mollusques et les Arthropodes; ce qui sugg~re que la N~merte ~tudi6e appartient aux groupes de Protostomiens les plus ~volu~s.
Bien que de tr~s nombreux travaux aient ~t~ consacr~s ces derni~res ann~es ~ la description des jonctions intercellulaires des vert6br~s et des invert6br6s (Gilula, 1974; Stahelin, 1974}, aucun, & notre connaissance, ne rend compte de celles pr6sentes chez les N6mertiens qui sont les plus ~volugs des Acoelomates. De la lecture de ces travaux, il ressort que les jonctions sept6es sont caract6ristiques des Invert6br6s. C'est la raison pour laquelle leur 6tude a 6t6 entreprise chez Lineus ruber, notamment au niveau des cellules 6pith61iales de la paroi du corps, en vue de suivre ult6rieurement leur devenir lots de l'~pidermisation des plaies cons~cutives ~ l'ablation de la partie pr6c6re"brale.
d'osmium h 1% dans du tampon cacodylate 0,1 M pH 7,2. Dans certains cas, au cours de la fixation, du lavage et de la postfixation, on a proc6d6 h l'impr6gnation des objets au nitrate de lanthane h 3%. Inclusion: Epon; les coupes ont 6t6 contrast6es par l'ac6tate d'uranyle seul ou suivi de citrate de plomb; coupes: couteau de diamant mont6 sur ultramicrotome Reichert Om U2; observation: microscope Hitachi HU 11 A. Ensuite, pour obtenir plus de d~tails concernant les jonctions sept6es, nous avons recouru h la cryofracture. Pour ce faire, nous avons r~alis6 des fractures dans un appareil Balzer ~ -120°C h une pression de 3 × 10-6 Tort et dans un appareil Cryofract ~ -150°C 3 × 10-s Torr. La face des fractures a ~t~ ombr~e, pendant 10 sec, par du platine puis du carbone dans le premier cas, par une couche de 15/~ de platine et de 150 ~ de carbone dans le second cas. Les r6pliques ont ~t~ nettoy6es par de l'acide sulfurique suivi d'hypochlorite de sodium ou par l'hypochlorite de sodium seul et rinc~es avant d'etre mont~es sur des grilles de cuivre. L'observation des r6pliques a eu lieu au microscope JEOL JEM 100 C.
MATI~RIEL ET MI~THODES
Rt~SULTATS
Nous avons tout d'abord utilis6 les techniques classiques de la microscopie ~lectronique de transmission. Fixation: Glutarald~hyde ~ 1% dans un m~lange de tampon cacodylate 0,1 M h pH 7,2 et d'eau de mer ou de solution de chlorure de sodium ~t2%; lavage: tampon cacodylate 0,1 M h pH 7,2; postfixation: t6troxyde
Chez Lineus tuber, les cellules de l'6piderme unistratifi6 qui recouvre la paroi du corps ont des contours tr~s digit,s et mesurent cinq microns de hauteur environ. Dans leur pattie apicale, on peut mettre en
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LES JONCTIONS SEPTI~ES DE Lineus ruber ~vidence des desmosomes, h la suite desquels on p e u t r e c o n n a i t r e des jonctions septies plus ou moins ~tendues. E n section transversale, ces jonctions consistent en septes s~par~s p a r des espaces off p e u t s'immiscer le l a n t h a n e (Fig. 1). D a n s les meilleures conditions, en coupes tangentielles, les jonctions sept~es a p p a r a i s s e n t pliss~es en a c c o r d i o n avec une p~riodicit~ r~guli~re de 240/~ mesur~e apr~s impregnation au lanthane. Les r u b a n s de septes pliss~s ne confluent pas entre eux (Fig. 2). La cryofracture r~v~le des rang~es de particules i n t r a m e m b r a n a i r e s qui paraissent correspondre aux septes intercellulaires. On constate que l'aire de r~partition des jonctions sept~es est caract~ris~e par la presence, sur la face p r o t o p l a s m i q u e P des cellules, de fries non parall~les de particules dont le diam~tre est d ' e n v i r o n 120/~ (Figs. 3 et 4). N o u s n ' a v o n s pas vu de structure particuli~re sur la face E. DISCUSSION I1 n'y a gu~re, les jonctions septbes qui sont, rappelons-le, sp~cifiques des Invert~br~s, ont ~t~ class~es en trois types diff,rents (Stahelin, 1974): le t y p e H y d r e dans lequel les m e m b r a n e s p l a s m a t i q u e s sont li~es entre elles p a r des l a m e s parall~les rectilignes dispos~es p e r p e n d i c u l a i r e m e n t ~ la surface de ces m e m b r a n e s ; le t y p e plisse, qui tire son n o m du fait qu'en coupe tangentielle, la jonction a p p a r a i t sous la forme de lignes r~guli~rement pliss~es en accordion; le t y p e continu dont l'intervalle entre les m e m b r a n e s parall~les est rempli de m a teriel dense f i n e m e n t granulaire, riche en glycoprot~ines. Des structures r a p p e l a n t des septes ont parfois pu y 8tre observ~es
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en fonction du fixateur employS. Ces structures sont s o u v e n t m a l individualis~es, ne s e m b l e n t pas ondul~es, sont d'~paisseur variable et irr~guli~rement espac~es. N o s r~sultats m o n t r e n t que les jonctions sept~es de L i n e u s r u b e r sont du type pliss~ et c o m p a r a b l e s non s e u l e m e n t h celles de leur plus proches p a r e n t s phylog& n~tiques: les Planaires (Storch et Welsch, 1977) et les Ann~lides ( P a v a n s de Ceccaty e t al., 1977), m a i s aussi h celles que l'on trouve chez les Mollusques (Gilula, 1974) et les A r t h r o p o d e s (Gilula, 1974; N o i r o t - T i m oth~e et Noirot, 1973; Satir et Gilula, 1973; Stahelin, 1974). Ceci sugg~re qu'h cet ~gard, la N ~ m e r t e ~tudi~e a p p a r t i e n t aux groupes de P r o t o s t o m i e n s les plus ~volu~s. Les auteurs tiennent h remercier M. Le Professeur Schrevel et Mile Caigneaux, de la Facult~ des Sciences de Poitiers, ainsi que M. Escaig et Mlle Nicolas, du Laboratoire de Microscopie Electronique Appliqu~e la Biologie-C.N.R.S.-Paris, dirig~ par M. le Professeur Couteaux, pour les facilit~s qu'ils leur ont apport~es dans la preparation des r~pliques. Avec la collaboration technique de Mme M. Menager. R]~FI~RENCES GILT;LA,N. B. (1974) in Cox, R. P. (Ed.), Junctions between Ceils, pp. 1-29, Wiley, New York. GILULA, N. B., BRANTON, D., ET SATIR, P. (1970) Proc. Nat. Acad. Sci. USA 67, 213-220. GILULA,N. B., ET SATIR, P. (1971) J. Cell Biol. 51,
869-872. NOIROT-THIMOTHEE, C., ET NOIROT, D. (1973) J. Microsc. 17, 169-180. PAVANS DE CECCATTY, M., BASSOT, J. M., BILBAUT, A., ET NICOLAS, M. T. Biol. Cell (1977) 28, 57-64. SATIR, P., ET GILULA,N. B. (1973) Annu. Rev. Entomol. 18, 143-166. STAHELIN,L. A. (1974) Int. Rev. Cytol. 39, 191-283. STORCH, V., ET WELSCH, U. (1977) Cell Tissue Res.
183, 423-425.
Fro. 1. Jonction sept~e en coupe transversale (fl~che). Impregnation au lanthane. ×103 000. FIG. 2. Jonction sept~e en coupe tangentielle (S). Impregnation au lanthane. ×71 000. FIG. 3. Jonction sept~e. Rang~es de particules localis~es sur la face P de la membrane cellulaire apparues apr~s cryofracture. ×57 500. FIG. 4. D~tail de la Fig. 3. ×75 000.