Thèse soutenue

Serpines et protéases à sérine dans la réponse immunitaire de la drosophile

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Auteur / Autrice : Nadège Pelte
Direction : Jean-Marc Reichhart
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
Date : Soutenance en 2004
Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les Arthropodes se défendent contre les agressions microbiennes par un ensemble de réactions très efficaces, comprenant l'activation de cascades protéolytiques aboutissant à la coagulation, à la mélanisation et à la synthèse de peptides antimicrobiens. Ces cascades protéolytiques font intervenir des protéases à sérine et sont régulées par des serpines, qui sont des inhibiteurs de protéases à sérine. L'équipe au sein de laquelle j'ai effectué ma thèse étudie le rôle de serpines et de protéases à sérine dans la réponse immunitaire de la drosophile. La première cascade protéolytique mise en évidence dans l'immunité de la drosophile mène à l'activation de la voie Toll, qui contrôle l'expression de nombreux gènes dont les peptides antimicrobiens. Spaetzle, le ligand du récepteur Toll, est présent sous la forme d'un précurseur dans l'hémolymphe des drosophiles. Son activation lors des infections par les bactéries à Gram positif et par les champignons requiert une maturation protéolytique. Cette coupure est contrôlée par la serpine Necrotic, dont l'absence se traduit par l'activation de Toll en absence d'infection et le développement d'un phénotype de nécrose et de létalité des adultes quelques jours après leur émergence. Nous avons réalisé un crible génétique suppresseur de ce phénotype et identifié la première protéase à sérine (Perséphone) impliquée dans l'activation immunitaire de Spaetzle. L'analyse des mutants perséphone a révélé que, de façon tout à fait surprenante, les bactéries à Gram positif et les champignons activent deux cascades protéolytiques distinctes aboutissant à la coupure de Spaetzle. La serpine Necrotic possède dans sa région N-terminale une extension atypique riche en glutamine. Nous avons pu montrer que cette extension est coupée au cours de l'activation de la voie Toll. L'analyse de cette coupure a révélé une complexité et une relation inattendues entre les cascades protéolytiques activées respectivement par les bactéries à Gram positif et par les champignons. Une autre cascade protéolytique activée au cours de la réponse immunitaire des insectes mène à la coupure et à l'activation de l'enzyme de la mélanisation : la Phénoloxydase (PO). Nous avons isolé les premiers mutants de la cascade protéolytique aboutissant à l'activation de cette enzyme chez la drosophile. La première mutation affecte une serpine (la Serpine27A). Les mutants pour cette serpine présentent une activation constitutive de la PO en absence de stimulus immun. L'étude de la Serpine27A a révélé que l'activation de la PO nécessite une synthèse protéique préalable et qu'elle est sous le contrôle de la voie Toll. La deuxième mutation affecte une protéase à sérine, PAE1 (Prophenoloxidase Activating Enzyme 1) Les mutants PAE1 ne présentent aucune activation de la PO lors d'une infection. Leur étude nous a permis de montrer que l'activation de l'enzyme dépend d'une cascade protéolytique, ce qui n'était que supposé auparavant.