La Réponse immunitaire humorale de la drosophile : Analyse génétique par mutagenèse systématique à l'EMS

• Auteur / Autrice : Sophie Rutschmann
• Direction : Jules Hoffmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Strasbourg 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Facteurs de transcription

Peptides

Mutagenèse

Régulation génétique

Drosophila melanogaster

Réponse immunitaire

Résumé

Les Insectes se défendent contre les agressions microbiennes par un ensemble de réactions très efficaces qui comportent la synthèse de peptides antimicrobiens à large spectre d'activité. Une étude génétique menée chez la drosophile a montré qu'au moins deux voies indépendantes contrôlent l'expression des peptides antimicrobiens : la voie Toll qui régule la réponse antifongique, et la voie imd qui est responsable de l'activation de la réponse antibactérienne. De nombreux aspects de la régulation de la réponse innée de la drosophile restaient à élucider : quels sont les mécanismes de reconnaissance des pathogènes? Quelles sont les cascades d'activation dans l'hémolymphe induites par cette reconnaissance? Quels sont les acteurs non encore identifiés des voies imd et Toll? Pour tenter de répondre à ces questions, l'équipe au sein de laquelle j'ai effectué ce travail de thèse a mis en oeuvre une mutagenèse saturante à l'EMS (Ethyle Méthane Sulfonate) du chromosome II de drosophile. Cette approche a pour but d'isoler tous les gènes du chromosome II impliqués dans la régulation de l'expression des peptides antimicrobiens. Lors de la mutagenèse, nous avons réalisé plus de 27000 croisements et établi 7600 lignées homozygotes pour des mutations du chromosome II. Le crible des mutants a permis d'isoler plusieurs souches mutantes de drosophiles dont la réponse innée est affectée. Les résultats issus de l'analyse de deux de ces mutants nous ont permis de montrer que Dif, un facteur de transcription de la famille Rel, est un médiateur essentiel de la réponse antifongique et contre certaines bactéries (Gram positif). De plus, nous avons isolé des mutations dans kenny, qui sont caractérisées par une perte de réponse aux infections bactériennes (Gram négatif). Ainsi, l'identification de nouveaux gènes de la réponse immunitaire de la drosophile a contribué à démontrer que les voies Toll et imd sont largement indépendantes au niveau de la transduction du signal.

Insects are able to mount an efficient host defense to fight against microbial infections. A hallmark of their immune response is the synthesis and release in the hemolymph of a cocktail of antimicrobial peptides. Genetic studies have shown that, in Drosophila, at least two independent pathways control the expression of antimicrobial peptides : the Toll pathway, that regulates the antifungal response, and the imd pathway, that is responsible for the antibacterial response. Nevertheless, some aspects of the regulation of the immune response remained to be elucidated : what are the mechanisms that allow self versus self-non self recognition? What are the components of the activating cascades through hemolymph that signal the presence of pathogens? Which are the members of the imd and Toll pathways that are still unknown? To address these questions, the team in which I accomplished my Ph. D. Thesis realized an EMS (Ethyl Methan Sulfonate) mutagenesis screen of the second chromosome of Drosophila. The aim of this approach is to identify all the genes involved in the regulation of the antimicrobial peptide genes expression. During the mutagenesis screen, we performed more than 27000 crosses and established 7600 fly strains homozygote for mutations carried by the second chromosome. Screening these mutants allowed us to recover several Drosophila lines affected either in the antifungal or the antibacterial response. Analysis of these mutants suggest that the two distinct pathways controlling Drosophila immune response result in the activation of two different Rel proteins : Dif (antifungal pathway) and Relish (antibacterial pathway). The cloning of the genes identified during the screen allowed us to show that the two pathways mediating antimicrobial immune response in Drosophila are largely independant.