On the molecular bases of dictyostelium cell death

Des conditions de carence entrainent une mort cellulaire développementale chez le protiste Dictyostelium discoideum. Dans un système in vitro, des cellules de Dictyostelium sont mises en conditions de carence, puis l'addition des inducteurs DIF-1 ou c-di-GMP conduit à une mort cellulaire vacuolaire. DIF-1 est un polyketide produit par Dictyostelium et induisant la différenciation des cellules pré-tiges. Le dinucléotide cyclique c-di-GMP était connu comme un second messager chez les procaryotes, et comme un déclencheur de l'immunité innée dans des cellules de mammifères. Il a été montré par d'autres que des cellules de Dictyostelium peurent produire et détecter c-di-GMP.Pour analyser la signalisation par c-di-GMP chez Dictyostelium, nous avons utilisé la mutagénèse aléatoire et la mutagénèse ciblée. En utilisant des mutants inactivant stlB ou dmtA, nous avons démontré que DIF-1 endogène ou exogène est nécessaire pour la signalisation par c-di-GMP dans Dictyostelium. En conséquence, nous avons amélioré l'étape de sélection dans une mutagenèse aléatoire en utilisant c-di-GMP et un peu de DIF-1 comme inducteurs, ce qui a produit plusieurs mutants. Par ailleurs j’ai testé par mutagenèse ciblée des hypothèses basées sur les informations connues dans Dictyostelium ou d'autres types de mort cellulaire. Trois molécules ont été essayées, DDX41 comme récepteur putatif de c-di-GMP, l' uniport mitochondrial pour le Ca2+(MCU) et la Na+/K+ATPase (IonA).En résumé, au cours de ma thèse, nous avons démontré une relation entre la signalisation c-di-GMP et a signalisation DIF-1 dans Dictyostelium et identifié plusieurs nouvelles molécules de la mort cellulaire par mutagenèse aléatoire.The protist Dictyostelium discoideum undergoes development cell death when under starvation. To investigate the molecular mechanism of Dictyostelium cell death, an in vitro system has been used. Dictyostelium cells were starved and then cell death was induced by DIF-1 or c-di-GMP. About 40h after induction, cells underwent vacuolar cell death. DIF-1 is a polyketide, produced by Dictyostelium prespore cells, which induces prestalk cell differentiation. c-di-GMP was well known not only as a second messenger produced and sensed by bacteria but also as a trigger of innate immunity in mammalian cells. Dictyostelium was recently found by another laboratory to produce and sense c-di-GMP. To analyze c-di-GMP signaling in Dictyostelium cell death, we used random mutagenesis and targeted mutagenesis. By using the knockout mutants stlB- and dmtA-, we demonstrated that endogenous or exogenous DIF-1 is required for c-di-GMP signaling in Dictyostelium. In contrast, endogenous c-di-GMP is not necessary for exogenous DIF-1 signaling. As a consequence, we improved the selection step in random mutagenesis by using c-di-GMP and a little DIF-1 as inducers, which produced several mutants. Another part of my project was to test by targeted mutagenesis some hypotheses, based on known information in Dictyostelium or other similar cell death types. Three molecules have been tested, the c-di-GMP putative receptor DDX41, the mitochondrial Ca2+ uniporter (MCU) and the Na+/K+-ATPase (IonA).In summary, during my thesis, we have demonstrated a relation between c-di-GMP signaling and DIF-1 signaling in Dictyostelium and identified several new cell death molecules by random mutagenesis