Rôle de l'ubiquin et des protéines ubiquin-like dans la signalisation et la réponse immunitaire dépendantes de la voie hlh-30/tfeb-tfe3

Role of ubiquitin and ubiquitin-like proteins in the regulation of the HLH-30/TFEB-TFE3-dependent signaling pathway and immune response

• Auteur / Autrice : Juan Antonio Garcia Sanchez
• Direction : Jonathan Ewbank, Orane Visvikis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 20/06/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la vie et de la santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'Immunologie Marseille-Luminy (1976-....) - Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire (Nice)
• Jury : Président / Présidente : Robert Ballotti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jolanta Polanowska
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bénédicte Py, Lionel Pintard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Staphylococcus aureus

Ubiquitinylation

Staphylocoque doré

Caenorhabditis elegans

Résistance aux maladies

Mots clés libres

Immunité innée

Ubiquitination

C. elegans

Signalisation

Hlh-30

Tfeb

Innate immunity

Ubiquitination

C. elegans

Signaling

Hlh-30

Tfeb

Résumé

Grâce au modèle Caenorhabditis elegans, le facteur de transcription HLH-30/TFEB a été identifié comme un acteur majeur et conservé de la réponse immunitaire au cours de l’infection par Staphylococcus aureus. L'ubiquitination est une modification post-traductionnelle conservée au cours de l’évolution qui est impliquée dans la régulation des nombreux processus physiologiques, incluant l'immunité innée. Ma thèse porte sur l'étude du rôle de l’ubiquitination dans la réponse de l’hôte dépendante de la voie HLH-30/TFEB, par l’identification et la caractérisation des enzymes ubiquitine-ligases (E3s) et déubiquitinases (DUBs) régulant la signalisation en amont d’HLH-30/TFEB et la réponse immunitaire dépendante d’HLH-30. Dans une première partie de ma thèse, j’ai pu mettre en place une souche rapportrice de l’activité d’HLH-30 qui m’a permis d’identifier par crible RNAi les enzymes E3 WWP-1 et DUB USP- 5. J’ai montré que tous les deux régulent la réponse transcriptionelle dépendante d’HLH-30 et la survie des animaux au cours de l’infection. J’ai observé que WWP-1 est exprimée majoritairement dans les entérocytes, où elle régule les niveaux protéiques d’HLH-30 tandis que USP-5 semble réguler le trafic noyau-cytoplasme d’HLH-30 et que son rôle n’est pas limité à l’intestin. Dans une seconde partie de ma thèse, j’ai pu identifier la sous-unité F-box FBXL-1 comme étant induite au cours de l’infection via HLH-30 et que son expression est requise dans la défense de l’hôte contre la bactérie S. aureus de façon spécifique de l'infection L’ensemble de ce travail a permis de révéler l’importance de l’ubiquitination dans la défense de l’hôte dépendante de la voie HLH-30/TFEB.

The transcription factor HLH-30/TFEB has been identified thanks to the Caenorhabditis elegans model as a central player in the immune response during Staphylococcus aureus infection conserved across evolution (Visvikis et al, 2014). Ubiquitination is a conserved post-translational modification involved in the regulation of virtually all physiological processes, including innate immunity. My thesis focuses on the study of the role of ubiquitination in the HLH-30/TFEB-dependent host response, by identifying and characterizing the enzymes ubiquitin-ligases (E3s) and deubiquitinating enzymes (DUBs) regulating the upstream signaling of HLH-30/TFEB and the HLH-30-dependent immune response. In the first part of my thesis, I set up an HLH-30 activity reporter strain which allowed me to identify by RNAi screening the enzymes E3 WWP-1 and DUB USP-5. We have shown that both WWP-1 and USP-5 regulate the HLH-30-dependent transcriptional response and host defense against infection. I have observed that WWP-1 is expressed mainly in enterocytes, where it cell-autonomously regulates HLH-30 protein levels while USP-5 seems to regulate HLH-30 nucleo-cytoplasmic trafficking and plays its role in various tissues. In a second part of my thesis, I have identified the E3-CRL F-box subunit FBXL-1 as being induced during infection via HLH-30 and that its expression is required specifically for host defense against S. aureus infection, without altering proteostatic stress response induced by heat-shock. Altogether, this work has unravelled the importance of ubiquitination in the host defense dependent on the HLH-30/TFEB pathway.