Study of mechanisms involved in the regulation of innate immune response of Drosophila melanogaster

La défense des animaux contre les infections repose sur une réponse immunitaire innée, immédiate, complétée par une réponse adaptative chez les vertébrés. L’activation des facteurs NF-κB est le principal signe de la réponse immunitaire innée dans tout le règne animal. La plupart des éléments impliqués au niveau des voies d’activations des facteurs NF-κB sont hautement conservés depuis les insectes jusqu’à l’homme. Cette conservation évolutive ainsi qu’un grand nombre d’outils disponibles et en particulier la génétique font de la Drosophile un excellent modèle pour l’analyse de la réponse immunitaire innée. Mon projet a consisté en la caractérisation des mécanismes régulant la réponse immunitaire innée chez Drosophila melanogaster. Pour cela ma thèse a été divisée en trois axes, traitant chacun un aspect différent de la réponse immunitaire innée. Nous avons tout d’abord analysé les mécanismes moléculaires mis à l’oeuvre dans la voie de transduction du signal de la voie Imd, similaire à celle en aval du récepteur au TNFα. A cette occasion un site de clivage entre les résidus 30 et 31 de la protéine Imd a été mis en évidence à la fois in vitro et in vivo. Le clivage d’Imd en cette position permet la liaison de DIAP2 et la polyubiquitination de la protéine Imd pour activer en aval les autres composants de la voie puis in fine la transcription des PAM. Dans un second temps, nous avons montré que le mutant Methuselah, dont l’espérance de vie est supérieure de 35% aux drosophiles sauvages, résiste beaucoup mieux aux infections que des mouches sauvages. Afin de mieux comprendre les raisons de cette résistance, nous avons analysé l’influence de cette mutation sur l’activation de la réponse immunitaire. De manière surprenante, nous avons observé un sauvetage de la mutation Imd. Il semblerait que celui ci soit dû au rétablissement de l’expression des PAM après infection. Et pour finir, toujours dans le registre de la régulation de l’immunité innée chez la drosophile, nous avons étudié le rôle des voies impliqués dans la biosynthèse des petits ARN non codant. Il a été établi que leur absence affecte la survie des Drosophiles infectées par voie naturelle, principalement au niveau de l’intestin. C’est la première fois que l’on attribue une fonction à une classe de petits ARN non codant endogènes, dits endo-siARN.The innate immune system constitutes the first line of defence against pathogens and is preserved in many animal phyla. NF-κB factor activation represents a hallmark of innate immune responses among the animal kingdom. Most of the components involved in the activation of NF-κB are highly conserved between insects and vertebrates. Conservation and the number of genetic tools available make the fruit fly Drosophila melanogaster an excellent model to study innate immune responses. My project focused on the characterization of mechanisms that are implicated in regulating the innate immune response in Drosophila melanogaster. I divided my thesis manuscript into three parts: First, we analyzed the molecular mechanisms involved in the IMD signal transduction pathway. We showed both in vitro and in vivo, that the cleavage side of the Imd protein is between the amino acid residues 30 and 31. This cleavage allows the binding of DIAP2 and polyubiquitination of the Imd protein in order to activate other downstream components of the Imd pathway resulting in the transcription of antimicrobial peptides. Second, we showed that the mutant Methuselah is more resistant to infections with Gramnegative bacteria compared to wild type flies. To characterize this phenotype in more detail, we analyzed the influence of this mutation on the activation of the innate immune response. Interestingly, the methuselah null mutant was able to restore the functionality of the IMD pathway. Finally, we studied the role of small non-coding RNA upon bacterial infections. We showed that the absence of functional non-coding RNA pathway affects the survival of the fly upon bacterial feeding. To the best of our knowledge, we provide for the first time evidence that a class of small endogenous non-coding RNA or endo-siRNAs may have a role in fighting bacterial infections