Études de motifs de signalisation amyloïde des bactéries aux champignons filamenteux

Abstract

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.