Big bang et akirine, deux protéines impliquées dans la réponse inflammatoire de Drosophila melanogaster

Big bang and akirin, two proteins implicated in the inflammatory response of Drosophila melanogaster

• Auteur / Autrice : Eva Cohen
• Direction : Jean-Marc Reichhart
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réponse immunitaire

Protéines nucléaires

Épithélium intestinal

Maladie de Crohn

Drosophila melanogaster

Résumé

La flore commensale endogène présente dans l’intestin de tous les métazoaires doit être préservée afin d’assurer le maintien de l’homéostasie intestinale. La réponse immunitaire innée est donc finement régulée dans l’intestin afin de permettre l’élimination des microorganismes pathogènes tout en tolérant cette flore endogène. Dans ce contexte, la première partie de mon projet de thèse a porté sur l’étude de la protéine Big bBang (BBG) localisée au niveau de l’épithélium intestinal chez la drosophile adulte. J’ai démontré que les mouches mutantes pour le gène bbg présentent un défaut de structure des jonctions septées (qui assurent l’étanchéité de l’épithélium intestinal) ainsi qu’une activation constitutive de la réponse immunitaire innée dans l’intestin, et qu’elles meurent précocement. L’étiologie des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin chez les mammifères, comme la maladie de Crohn, suggère que l’inflammation constitutive du tube digestif est liée à un défaut des jonctions épithéliales de l’intestin et à une réaction anormale contre la flore endogène, l’administration d’antibiotiques permettant de réduire l’intensité de la réponse inflammatoire. D’une manière similaire, l’élimination de la flore intestinale endogène par l’administration d’antibiotiques permet de prévenir l’inflammation constitutive de l’intestin chez les mouches mutantes pour le gène bbg et leur mort précoce. Mes résultats suggèrent ainsi que BBG est une nouvelle protéine impliquée dans le maintien de la tolérance immunitaire envers la flore commensale. La seconde partie de mon projet de thèse a porté sur l’étude de l’Akirine, une protéine nucléaire impliquée dans la régulation différentielle de l’expression des gènes cibles des facteurs de transcription NF-κkB au cours de la réponse inflammatoire chez les insectes et chez les mammifères. Chez la drosophile, l’Akirine agit dans la voie IMD. Afin de comprendre les mécanismes d’action de l’Akirine, j’ai identifié 115 de ses partenaires protéiques potentiels par le biais de deux cribles protéomiques. J’ai testé l’implication de 47 d’entre eux dans la voie IMD in vitro, et ainsi mis en évidence 5 activateurs et 1 répresseur de cette voie. Les fonctions de ces 6 protéines suggèrent que l’Akirine pourrait contrôler la transcription des gènes cibles des facteurs de transcription NF-κB en participant au remodelage de la chromatine avec le complexe Brahma.

The endogenous flora present in the gut of all metazoans has to be preserved in order to maintain gut homeostasis. The gut innate immune response is then tightly regulated in order to eliminate pathogenic microorganisms and allow tolerance to this flora. In this context, the first part of my PhD project consisted in the study of the Big bBang (BBG) protein localized at the level of the Drosophila gut epithelium. My results showed that bbg null mutant flies have altered septate junctions (that are responsible for the maintenance of gut epithelium integrity) as well as constitutive activation of the gut innate immune response, and die prematurely. The etiology of inflammatory bowel diseases in mammals, such as Crohn’s disease, suggests that gut chronic inflammation is linked to defects in gut epithelial junctions and to inappropriate reactions against the commensal flora as antibiotic treatment reduces inflammation. Similarly, the elimination of gut commensal flora by treatment with antibiotics can prevent constitutive inflammation of the gut of bbg mutant flies and rescues their impaired lifespan. Collectively my results suggest that BBG is a novel protein implicated in the maintenance of immune tolerance towards the commensal flora. The second part of my PhD project consisted in the study of Akirin, a nuclear protein implicated in the differential regulation of NF-κB target genes expression in insects and mammals. In Drosophila, Akirin is implicated in the IMD pathway. In order to understand the function of Akirin, I identified 115 of its potential partners by using two proteomic screens. I tested the implication of 47 of them in the IMD pathway in vitro, and showed that five are activators and one is a repressor of this pathway. The function of these six proteins suggests that Akirin could control NF-κB target genes expression by participating in the Brahma chromatin-remodeling complex.