On pense que les hormones adénohypophysaires ont évolué à partir de plusieurs gènes ancestraux par duplication suivie de divergence évolutive. Pour comprendre l’origine et l’évolution des systèmes endocriniens chez les vertébrés, nous avons caractérisé les hormones adénohypophysiques chez un agnathan, la lamproie marine Petromyzon marinus. Chez les gnathostomes, l’adrénocorticotropine (ACTH) et la mélanotropine (MSH) ainsi que les bêta-endorphines (bêta-END) sont codées dans un seul gène, appelé proopiomélanocortine (POMC), mais chez la lamproie marine, l’ACTH et la MSH sont codées dans deux gènes distincts, le gène de la proopoicortine (POC) et le gène de la proopiomélanotropine (POM), respectivement. Les gènes POC et POM sont exprimés spécifiquement dans la pars distalis rostrale (RPD) et la pars intermedia (PI), respectivement. Par conséquent, les produits finaux des deux tissus sont les mêmes chez tous les vertébrés, c’est-à-dire l’ACTH de la RPD et la MSH de la PI. Le gène de la POMC pourrait avoir été établi aux premiers stades de l’évolution des invertébrés par une duplication génétique interne des domaines de la MSH. Le gène ancestral pourrait ensuite avoir été hérité chez les poissons à nageoires lobées et les tétrapodes, tandis que la duplication interne et la délétion des domaines MSH ainsi que la duplication du gène POMC entier ont eu lieu chez la lamproie et les poissons gnathostomes. L’hormone de croissance (GH) de la lamproie marine est exprimée dans les cellules de la moitié dorsale de la pars distalis proximale (PPD) et stimule l’expression d’un gène de facteur de croissance analogue à l’insuline (IGF) dans le foie, comme chez les autres vertébrés. Son gène se compose de 5 exons et de 4 introns s’étendant sur 13,6 kb, ce qui constitue le plus grand gène parmi les gènes de la GH connus. La GH semble être le seul membre de la famille des GH chez la lamproie marine, ce qui suggère que la GH est l’hormone ancestrale de la famille des GH qui est apparue en premier lors de l’évolution moléculaire de la famille des GH chez les vertébrés et plus tard, probablement au cours de l’évolution précoce des gnathostomes. Les autres membres de la famille de gènes, PRL et SL, sont apparus par duplication génétique. Un ADNc à chaîne bêta appartenant à la famille des gonadotrophines (GTH) et des thyrotropines (TSH) a été cloné. Il est exprimé dans les cellules de la moitié ventrale du PPD. Comme l’expression de ce gène est stimulée par l’hormone de libération de la gonadotrophine de la lamproie, il a été attribué à une GTHbeta. Cette GTHbeta est très éloignée des sous-unités bêta de la LH, de la FSH et de la TSH dans un arbre non enraciné dérivé de l’analyse phylogénétique, et prend une position d’out group, suggérant que les lamproies ont un seul gène GTH, qui s’est dupliqué après les agnathes et avant l’évolution des gnathostomes pour donner naissance à la LH et à la FSH.