Études de motifs de signalisation amyloïde des bactéries aux champignons filamenteux - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Characterization of signaling amyloid motifs from bacteria to filamentous fungi

Études de motifs de signalisation amyloïde des bactéries aux champignons filamenteux

Résumé

A large variety of signaling pathways with roles in host defense are based on prion-like signal transduction mechanisms involving oligomeric complexes termed signalosomes. Some of them using amyloid fold transmission from a Nod-like receptor (NLR) to one or several effectors controlling programmed cell death have been described in filamentous fungi. In Podospora anserina, two such pathways based on motifs termed HRAM were already known. In the present work, we characterized a third death inducing amyloid signaling pathway involving a NLR, PNT1, and an effector, HELLP, based on the PP amyloid motif previously identified in Chaetomium globosum. We showed that the PP motif forms a prion termed [pi], which can trigger HELLP toxic activity. There is no cross-interaction with the two other P. anserina amyloid signaling pathways, they are all independent.Based on sequence homologies, it was formerly outlined that PP-motif could be related to RHIM motifs found in RIPK1 and RIPK3 kinases controlling necroptosis in mammals. In this work, we showed that human RHIM motifs propagate as prions, termed [Rhim], in vivo in P. anserina and can partially cross-interact with [pi] prions therefore demonstrating at least a partial functional and probably structural homology between these motifs. Finally, bioinformatic studies aiming to find RHIM-like amyloid motifs in living organisms revealed the presence of such motifs uniquely in filamentous bacteria in genes layout similar to fungal amyloid signaling systems (adjacent genes encoding putative NLR/effector). These motifs were grouped in ten families. All the tested motifs formed prions in vivo in P. anserina, some of them partially interact with [pi] and [Rhim] prions, and the motifs of NLR/effector tandems cross seed reinforcing the hypothesis of amyloid signaling in Prokaryotes.Altogether, these results suggest conservative evolution of amyloid based signal transduction associated to programmed cell death over very long period from bacteria to fungi and to mammals.
Une grande variété de voies de signalisation impliquées dans les défenses de l’hôte sont basées sur des mécanismes de transduction du signal de type prion et mettent en jeu des complexes oligomériques appelés signalosomes. Certaines voies utilisant la transmission d’un repliement amyloïde à partir d’un récepteur de type Nod-like (NLR) vers un ou plusieurs effecteurs contrôlant des processus de mort cellulaire programmée ont été décrites chez les champignons filamenteux. Chez Podospora anserina, deux voies de ce type basées sur des motifs amyloïdes appelés HRAM étaient déjà connues. Dans ce travail nous avons caractérisé une troisième voie de signalisation amyloïde induisant la mort impliquant un NLR, PNT1, et un effecteur, HELLP, basé sur le motif amyloïde PP précédemment identifié chez Chaetomium globosum. Nous avons montré que le motif PP forme un prion nommé [pi] capable de déclencher l’activité toxique de la protéine HELLP. Il n’y a aucune interaction croisée avec les deux autres voies de transduction du signal amyloïde de P. anserina, toutes sont indépendantes.Il avait été suggéré sur la base d’homologie de séquences que les motifs PP seraient apparentés aux motifs RHIM trouvés dans les kinases RIPK1 et RIPK3 contrôlant la nécroptose chez les mammifères. Nous avons montré ici que les motifs RHIM humains se propagent sous forme de prions, appelés [Rhim], in vivo chez P. anserina et sont capables d’interagir partiellement avec les prions [pi] démontrant ainsi une homologie fonctionnelle et probablement structurale au moins partielle entre ces motifs. Enfin, une recherche bioinformatique de motifs amyloïdes RHIM-like dans le règne du vivant a révélé la présence de tels motifs uniquement dans des bactéries filamenteuses dans des configurations géniques similaires à celles des systèmes de signalisation amyloïde fongiques (gènes adjacents NLR putative/effecteur). Ces motifs ont été regroupés en dix familles. Tous les motifs testés ont formé des prions in vivo chez P. anserina, certains interagissent partiellement avec les prions [pi] et [Rhim], et les motifs des tandems NLR/effecteur cross-seed renforçant l’hypothèse de l’existence d’une signalisation amyloïde chez les procaryotes multicellulaires.Tous ces résultats suggèrent une conservation évolutive de mécanismes de transduction du signal basé sur une transmission amyloïde associés à des processus de mort cellulaire programmée sur de très longues périodes allant des bactéries, aux champignons et jusqu’aux animaux.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03117817 , version 1 (21-01-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03117817 , version 1

Citer

Thierry Bardin. Études de motifs de signalisation amyloïde des bactéries aux champignons filamenteux. Médecine humaine et pathologie. Université de Bordeaux, 2020. Français. ⟨NNT : 2020BORD0274⟩. ⟨tel-03117817⟩

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