Molekularbiologische Charakterisierung der Argonauten Proteine AgnA und AgnB innerhalb der RNA vermittelten Genregulation in D. discoideum

Argonauten Proteine übernehmen vielfältige Funktionen in RNA vermittelten Signalwegen zur Genregulation und sind in eukaryotischen Organismen hoch konserviert. Obwohl das Repertoire an kleinen regulatorischen RNAs in D. discoideum schon früh untersucht wurde und dabei sowohl siRNAs als auch miRNAs identifiziert werden konnten, war die Funktion der fünf kodierten Argonauten Proteine zu Beginn meiner Arbeit noch völlig unbekannt. Im Fokus meiner Untersuchung standen die zwei Homologe AgnA und AgnB. Die molekularbiologische Charakterisierung von AgnA hat gezeigt, dass das Protein eine essentielle Funktion bei der posttranskriptionellen Regulation des Retrotransposons DIRS-1 hat. AgnA wird für die Generierung von über 90 % der DIRS-1 siRNAs benötigt, wobei unklar ist, ob die Slicer-Aktivität des Proteins relevant ist oder ob AgnA andere Proteine zur Generierung der kleinen RNAs rekrutiert. Mit Hilfe der Deep Sequencing Analyse kleiner RNAs im AgnA KO konnte die Abreicherung der DIRS-1 siRNAs bestätigt werden. Die Anreicherung von DIRS-1 sense und antisense Transkripten weist deutlich auf eine Deregulation des Retrotransposons bei Abwesenheit von AgnA hin. Der Verlust der AgnA abhängigen Regulationsebene ist nicht nur auf RNA- sondern auch auf DNA-Ebene nachweisbar, da im AgnA Knockout einzelsträngige extrachromosomale DIRS-1 Intermediate nachweisbar sind. Die Analyse dieser Strukturen mit Hilfe von Rasterkraftmikroskopie zeigt, dass die extrachromosomale DNA mit Proteinen assoziiert ist. Das Erscheinungsbild legt die Vermutung nahe, dass es sich um Virus ähnliche Partikel handeln könnte. Die Transposition der DIRS-1 Elemente konnte nicht nachgewiesen werden. Sie schlägt vermutlich fehl, da der zur Integration notwendige DNA-Doppelstrang nicht gebildet wird. Auch wenn der genaue Mechanismus der AgnA abhängigen DIRS-1 Regulation nicht vollständig aufgeklärt werden konnte, weisen die Ergebnisse darauf hin, dass AgnA nicht nur an der Biogenese der kleinen DIRS-1 siRNAs beteiligt ist, sondern auch weiter downstream, vermutlich innerhalb von Effektorkomplexen, als Regulator aktiv ist. AgnB ist nicht an der negativen Regulation des DIRS-1 Retrotransposons beteiligt. Im Gegenteil haben Experimente gezeigt, dass das Protein die Transkription des Elementes und die Bildung von DNA-Intermediaten eher positiv beeinflusst. Im Fall des Retrotransposons Skipper ist unklar, ob die wenigen siRNAs, die identifiziert worden sind, tatsächlich für die Regulation dieses Elementes genutzt werden. Der Knockout von AgnA hat eine Anreicherung der Skipper siRNAs zur Folge, wobei diese sehr variabel ist. Es konnten Skipper Transkripte nachgewiesen werden (Hinas et al., 2007), die wahrscheinlich die Vorläufermoleküle der siRNAs darstellen. Die Menge dieser Transkripte unterscheidet sich allerdings im Wildtyp und den untersuchten Knockout-Stämmen nicht. Bei der Untersuchung der miRNAs zeigte sich eine signifikante Anreicherung dieser regulatorischen RNAs im AgnA Knockout. Die Akkumulation kann durch die Expression von rekombinantem AgnA wieder auf Wildtyp Niveau gebracht werden. Die genaue Funktion von AgnA im miRNA Signalweg konnte aber nicht näher spezifiziert werden. Im Fall der beiden miRNAs konnte im Rahmen dieser Arbeit nachgewiesen werden, dass sie keine 2‘-O Methylierung besitzen und fast ausschließlich im Cytoplasma der Zelle vorliegen. Letzteres weist darauf hin, dass die untersuchten miRNAs ihre Zielgene vermutlich posttranskriptionell regulieren. Die Akkumulation von miRNAs im AgnA KO konnte ebenfalls durch Deep Sequencing Analysen verifiziert werden. Weiterhin wurden tRNA Fragmente gefunden, die im AgnA KO wesentlich stärker vertreten sind. Northern Blot Analysen haben gezeigt, dass ein zusätzliches Fragment der tRNA Asp akkumuliert, wenn AgnA nicht exprimiert wird. Möglicherweise ist AgnA am Umsatz der tRNA beteiligt. Die biologische Funktion der tRNA Fragmente in D. discoideum ist jedoch bisher ungeklärt. Bei der Suche nach putativen Interaktionspartnern konnte im Fall von AgnA das Protein DDB_G0268914 mittels Massenspektrometrie als putativer Interaktionspartner identifiziert werden. Dieses Protein zeigt Homologien zu MOV10 aus H. sapiens, das ebenfalls mit Argonauten Proteinen interagiert (Hock et al., 2007) und die Replikation von Retroviren unterdrückt (Burdick et al., 2010). Die Interaktion zwischen AgnA und dem MOV10 Homolog konnte bisher nicht mit anderen Ansätzen bestätigt werden. Darüber hinaus bleibt zu klären, ob der putative Interaktionsparter ebenfalls an der Regulation des Retrotransposons DIRS-1 beteiligt ist.

HelF und sein Interaktionspartner Xrn1: zwei Regulatoren der RNA-Interferenz in D. discoideum

Hauptziel dieser Arbeit ist die Identifizierung, Verifizierung und Charakterisierung von Interaktionspartnern von HelF, einem Negativregulator der RNA-Interferenz in Dictyostelium discoideum (Popova et al. 2006). Es ist gelungen, die Interaktion von HelF und der 5‘ 3‘ Exonuklease Xrn1 nachzu-weisen, aber alle anderen Versuchen, bisher unbekannte Protein-Interaktionspartner zu identifizieren, schlugen fehl. Xrn1 ist in den Organismen D. melanogaster (Orban und Izaurralde 2005), C. elegans (Newbury und Woollard 2004) und A. thaliana (Gazzani et al. 2004) bereits als Regulator der RNA-Interferenz bekannt. Mit Aufreinigungen nach der TAP-Methode und mit dem Nanotrap wurde ebenfalls versucht, RNA-Interaktionspartner von HelF zu identifizieren. Es konnten in einigen Aufreinigungen putative, für HelF spezifische RNAs identifiziert werden, doch entweder es handelte sich nachweislich nicht um RNA oder die Reproduktion der Daten schlug trotz mehrfacher Versuche fehl. Bezüglich der zellulären Lokalisation von HelF und Xrn1 konnte gezeigt werden, dass HelF zusätzlich zur bekannten Lokalisation in Foci im Nukleus (Popova et al. 2006) vermutlich auch im Cytoplasma und dort angeordnet in mehreren Granula zu finden ist. Xrn1 ist nahezu ausschließlich im Cytoplasma lokalisiert, wo es in mehreren Foci organisiert ist. Es wird vermutet, dass es sich bei diesen Foci um Processing-Bodies (P-Bodies) handelt und dass möglicherweise Xrn1 und HelF in eben diesen P-Bodies co-lokalisieren. In der Entwicklung vom Einzeller zum mehrzelligen Organismus zeigen die Xrn1KO- und die HelFKO-Mutante jeweils einen eindeutigen Phänotyp, der vom Wildtyp abweicht. Die Phänotypen der beiden Mutanten unterscheiden sich deutlich voneinander. Beim Mischen von HelF-Knockout-Zellen mit grün fluoreszierenden Wildtyp-Zellen zeigt sich, dass beide Stämme innerhalb des sich entwickelnden Organismus an definierten Stellen lokalisieren. Entgegen den Erwartungen befinden sich die Zellen der Mutante in den Stadien „Finger“ und „Slug“ nicht hauptsächlich im vorderen Teil des Organismus, sondern sind auch im hinteren Teil, der später die Sporenmasse bildet, vertreten. Dies lässt vermuten, dass HelF-Knockout-Mutanten in gleichem Maße wie Wildtypzellen als Sporen in die nächste Generation übergehen. Weitere Mix-Experimente, in denen HelFKO-Zellen und Xrn1KO-Zellen mit grün fluoreszierenden Wildtypzellen gemischt wurden, belegen eindeutig, dass beide Knockoutmutanten in Konkurrenz zum Wildtyp bei der Generierung von Sporen und somit beim Übergang in die nächste Generation benachteiligt sind. Dies steht im Gegensatz zu den Ergebnissen der vorher beschriebenen Mix-Experimente, in denen der Organismus als Ganzes betrachtet wurde. Weiterhin konnte herausgefunden werden, dass Xrn1 ebenso wie HelF (Popova et al. 2006) eine Rolle als Negativregulator in der RNA-Interferenz innehat. Fraglich ist aber, ob HelF wie bisher angenommen auch Einfluss auf den Weg der Generierung von miRNAs nimmt, da in HelFKO für keinen der beiden miRNA-Kandidaten eine Hoch- bzw. Runterregulierung der reifen miRNAs im Vergleich zum Wildtyp beobachtet werden kann. Im Xrn1KO hingegen ist die reife miRNA ddi-mir-1176 im Vergleich zum Wildtyp hochreguliert. In Bezug auf die Generierung von siRNAs konnte herausgefunden werden, dass Xrn1 und HelF im Fall der Generierung von Skipper siRNAs regulierend eingreifen, dass aber nicht alle siRNAs von der negativen Regulierung durch HelF und Xrn1betroffen sind, was am Beispiel der DIRS-1-siRNAs belegt werden kann. Das von B. Popova entwickelte Modell (Popova 2005) bezüglich der Rolle von HelF in der RNA-Interferenz wurde basierend auf den neu gewonnenen Daten weiterentwickelt und um Xrn1 ergänzt, um die Funktionen von HelF und Xrn1 als Antagonisten der RNA-Interferenz näher zu beleuchten. Literatur: Gazzani, S., T. Lawrenson, et al. (2004). "A link between mRNA turnover and RNA interference in Arabidopsis." Science 306(5698): 1046-8. Newbury, S. and A. Woollard (2004). "The 5'-3' exoribonuclease xrn-1 is essential for ventral epithelial enclosure during C. elegans embryogenesis." Rna 10(1): 59-65. Orban, T. I. and E. Izaurralde (2005). "Decay of mRNAs targeted by RISC requires XRN1, the Ski complex, and the exosome." Rna 11(4): 459-69. Popova, B. (2005). HelF, a suppressor of RNAi mediated gene silencing in Dictyostelium discoideum. Genetik. Kassel, Universität Kassel. PhD: 200. Popova, B., M. Kuhlmann, et al. (2006). "HelF, a putative RNA helicase acts as a nuclear suppressor of RNAi but not antisense mediated gene silencing." Nucleic Acids Res 34(3): 773-84.

A simple retroelement based knock-down system in Dictyostelium

Characteristics of DIRS-1 Mediated Knock-Downs __ We have previously shown that the most abundant Dictyostelium discoideum retroelement DIRS-1 is suppressed by RNAi mechanisms. Here we provide evidence that both inverted terminal repeats have strong promoter activity and that bidirectional expression apparently generates a substrate for Dicer. A cassette containing the inverted terminal repeats and a fragment of a gene of interest was sufficient to activate the RNAi response, resulting in the generation of ~21 nt siRNAs, a reduction of mRNA and protein expression of the respective endogene. Surprisingly, no transitivity was observed on the endogene. This was in contrast to previous observations, where endogenous siRNAs caused spreading on an artificial transgene. Knock-down was successful on seven target genes that we examined. In three cases a phenotypic analysis proved the efficiency of the approach. One of the target genes was apparently essential because no knock-out could be obtained; the RNAi mediated knock-down, however, resulted in a very slow growing culture indicating a still viable reduction of gene expression.

Desynchronization of cells on the developmental path triggers the formation of spiral waves of cAMP during Dictyostelium aggregation

Whereas it is relatively easy to account for the formation of concentric (target) waves of cAMP in the course of Dictyostelium discoideum aggregation after starvation, the origin of spiral waves remains obscure. We investigate a physiologically plausible mechanism for the spontaneous formation of spiral waves of cAMP in D. discoideum. The scenario relies on the developmental path associated with the continuous changes in the activity of enzymes such as adenylate cyclase and phosphodiesterase observed during the hours that follow starvation. These changes bring the cells successively from a nonexcitable state to an excitable state in which they relay suprathreshold cAMP pulses, and then to autonomous oscillations of cAMP, before the system returns to an excitable state. By analyzing a model for cAMP signaling based on receptor desensitization, we show that the desynchronization of cells on this developmental path triggers the formation of fully developed spirals of cAMP. Developmental paths that do not correspond to the sequence of dynamic transitions no relay-relay-oscillations-relay are less able or fail to give rise to the formation of spirals.

Dictyostelium myosin II null mutant can still cap Con A receptors

Cross-linked antigens on the surface of a motile cell cap at the trailing end of the cell. In Dictyostelium discoideum, myosin II null mutants have previously been reported to be unable to cap Con A receptors, although they are able to locomote. This finding implicated myosin II as an essential component of the capping mechanism, although not of the machinery for locomotion. Here we show that myosin II null mutants do cap Con A receptors, albeit less efficiently than does wild type. This shows that cap formation is not absolutely dependent on myosin II and that a close mechanistic relationship between capping, particle movement, and cell migration may still exist.

The cluA− mutant of Dictyostelium identifies a novel class of proteins required for dispersion of mitochondria

The cluA gene of Dictyostelium discoideum encodes a novel 150-kDa protein. Disruption of cluA results in clustering of mitochondria near the cell center. This is a striking difference from normal cells, whose mitochondria are dispersed uniformly throughout the cytoplasm. The mutant cell populations also exhibit an increased frequency of multinucleated cells, suggesting an impairment in cytokinesis. Both phenotypes are reversed by transformation of cluA− cells with a plasmid carrying a constitutively expressed cluA gene. The predicted sequence of the cluA gene product is homologous to sequences encoded by open reading frames in the genomes of Saccharomyces cerevisiae and Caenorhabditis elegans, but not to any known protein. The only exception is a short region with some homology to the 42-residue imperfect repeats present in the kinesin light chain, which probably function in protein–protein interaction. These studies identify a new class of proteins that appear to be required for the proper distribution of mitochondria.

14–3-3 Inhibits the Dictyostelium Myosin II Heavy-Chain-specific Protein Kinase C Activity by a Direct Interaction: Identification of the 14–3-3 Binding Domain

Myosin II heavy chain (MHC) specific protein kinase C (MHC-PKC), isolated from Dictyostelium discoideum, regulates myosin II assembly and localization in response to the chemoattractant cyclic AMP. Immunoprecipitation of MHC-PKC revealed that it resides as a complex with several proteins. We show herein that one of these proteins is a homologue of the 14–3-3 protein (Dd14–3-3). This protein has recently been implicated in the regulation of intracellular signaling pathways via its interaction with several signaling proteins, such as PKC and Raf-1 kinase. We demonstrate that the mammalian 14–3-3 ζ isoform inhibits the MHC-PKC activity in vitro and that this inhibition is carried out by a direct interaction between the two proteins. Furthermore, we found that the cytosolic MHC-PKC, which is inactive, formed a complex with Dd14–3-3 in the cytosol in a cyclic AMP-dependent manner, whereas the membrane-bound active MHC-PKC was not found in a complex with Dd14–3-3. This suggests that Dd14–3-3 inhibits the MHC-PKC in vivo. We further show that MHC-PKC binds Dd14–3-3 as well as 14–3-3ζ through its C1 domain, and the interaction between these two proteins does not involve a peptide containing phosphoserine as was found for Raf-1 kinase. Our experiments thus show an in vivo function for a member of the 14–3-3 family and demonstrate that MHC-PKC interacts directly with Dd14–3-3 and 14–3-3ζ through its C1 domain both in vitro and in vivo, resulting in the inhibition of the kinase.

Positive genetic feedback governs cAMP spiral wave formation in Dictyostelium.

The aggregation stage of the life cycle of Dictyostelium discoideum is governed by the chemotactic response of individual amoebae to excitable waves of cAMP. We modeled this process through a recently introduced hybrid automata-continuum scheme and used computer simulation to unravel the role of specific components of this complex developmental process. Our results indicated an essential role for positive feedback between the cAMP signaling and the expression of the genes encoding the signal transduction and response machinery.

Mutagenesis and gene identification in Dictyostelium by shotgun antisense.

We have developed a mutagenesis technique that uses antisense cDNA to identify genes required for development in Dictyostelium discoideum. We transformed Dictyostelium cells with a cDNA library made from the mRNA of vegetative and developing cells. The cDNA was cloned in an antisense orientation immediately downstream of a vegetative promoter, so that in transformed cells the promoter will drive the synthesis of an antisense RNA transcript. We find that individual transformants typically contain one or occasionally two antisense cDNAs. Using this mutagenesis technique, we have generated mutants that fail to aggregate, aggregate but fail to form fruiting bodies, or aggregate but form abnormal fruiting bodies. The individual cDNA molecules from the mutants were identified and cloned using PCR. Initial sequence analysis of the PCR products from 35 mutants has identified six novel Dictyostelium genes, each from a transformant with one antisense cDNA. When the PCR-isolated antisense cDNAs were ligated into the antisense vector and the resulting constructs transformed into cells, the phenotypes of the transformed cells matched those of the original mutants from which each cDNA was obtained. We made homologous recombinant gene disruption transformants for three of the novel genes, in each case generating mutants with phenotypes indistinguishable from those of the original antisense transformants. Shotgun antisense thus is a rapid way to identify genes in Dictyostelium and possibly other organisms.

Myosin dynamics in live Dictyostelium cells.

Conventional myosin plays a key role in the cytoskeletal reorganization necessary for cytokinesis, migration, and morphological changes associated with development in nonmuscle cells. We have made a fusion between the green fluorescent protein (GFP) and the Dictyostelium discoideum myosin heavy chain (GFP-myosin). The unique Dictyostelium system allows us to test the GFP-tagged myosin for activity both in vivo and in vitro. Expression of GFP-myosin rescues all myosin null cell defects. Additionally, GFP-myosin purified from these cells exhibits the same ATPase activities and in vitro motility as wild-type myosin. GFP-myosin is concentrated in the cleavage furrow during cytokinesis and in the posterior cortex of migrating cells. Surprisingly, GFP-myosin concentration increases transiently in the tips of retracting pseudopods. Contrary to previous thinking, this suggests that conventional myosin may play an important role in the dynamics of pseudopods as well as filopodia, lamellipodia, and other cellular protrusions.

Mitochondrial DNA replication but no nuclear DNA replication during development of Dictyostelium.

Dictyostelium discoideum cells initiate development when nutrients are depleted. DNA synthesis decreases rapidly thereafter but resumes during late aggregation, only in prespore cells. This observation has been previously interpreted as indicating progression of prespore cells through the cell cycle during development. We show that developmental DNA replication occurs only in mitochondria and not in nuclei. We also show that the prestalk morphogen known as differentiation-inducing factor 1 can inhibit mitochondrial respiration. A model is proposed for cell type divergence, based on competition to become prespores, that involves mitochondrial replication in prespore cells and reduction of mitochondrial activity in prestalk cells.

Two Adaptation Mechanisms Regulate Cellular Migration in Dictyostelium discouideum

Dictyostelium discoideum is a simple model widely used to study many cellular functions, including differentiation, gene regulation, cellular trafficking and directional migration. Adaptation mechanisms are essential in the regulation of these cellular processes. The misregulation of adaptation components often results in persistent activation of signaling pathways and aberrant cellular responses. Studying adaptation mechanisms regulating cellular migration will be crucial in the treatment of many pathological conditions in which motility plays a central role, such as tumor metastasis and acute inflammation. I will describe two adaptation mechanisms regulating directional migration in Dictyostelium cells. The Extracellular signal Regulated Kinase 2 (ERK2) plays an essential role in Dictyostelium cellular migration. ERK2 stimulates intracellular cAMP accumulation in chemotaxing cells. Aberrant ERK2 regulation results in aberrant cAMP levels and defective directional migration. The MAP Phosphatase with Leucine-rich repeats (MPL1) is crucial for ERK2 adaptation. Cells lacking, MPL1 (mpl1- cells) displayed higher pre-stimulus and persistent post-stimulus ERK2 phosphorylation, defective cAMP production and reduced cellular migration. Reintroduction of a full length Mpl1 into mpl1- cells restored aggregation, ERK2 regulation, random and directional motility, and cAMP production similar to wild type cells (Wt). These results suggest Mpl1 is essential for proper regulation of ERK2 phosphorylation and optimal motility in Dictyostelium cells. Cellular polarization in Dictyostelium cells in part is regulated by the activation of the AGC-related kinase Protein Kinase Related B1 (PKBR1). The PP2A regulatory subunit, B56, and the Glycogen Synthase Kinase 3 (GSK3) are necessary for PKBR1 adaptation in Dictyostelium cells. Cells lacking B56, psrA-cells, exhibited high basal and post-stimulus persistent phosphorylation of PKBR1, increased phosphorylation of PKBR1 substrates, and aberrant motility. PKBR1 adaptation is also regulated by the GSK3. When the levels of active GSK3 are reduced in Wt and psrA- cells, high basal levels of phosphorylated PKBR1 were observed, in a Ras dependent, but B56 independent mechanism. Altogether, PKBR1 adaptation is regulated by at least two independent mechanisms: one by GSK3 and another by PP2A/B56.

Mechanism of Superoxide Mediated Regulation of Particle Uptake and Exocytosis by a GPI-anchored Superoxide Dismutase C in Dictyostelium

Dictyostelium discoideum is a simple model organism that can be used to study endocytic pathways such as phagocytosis and macropinocytosis because of its homology to cells of the mammalian innate immune system, namely macrophages and neutrophils. Consequently, Dictyostelium can also be used to study the process of exocytosis. In our laboratory, we generated Dictyostelium cells lacking superoxide dismutase SodC. Our data suggest that cells that lack SodC are defective in macropinocytosis and exocytosis when compared to wild type cells. In this study I describe a regulatory mechanism of macropinocytosis by SodC via regulation of RasG, which in turn controls PI3K activation and thus macropinocytosis. Our results show that proper metabolism of superoxide is critical for efficient particle uptake, for the proper trafficking of internalized particles, and a timely exocytosis of fluid uptake in Dictyostelium cells.

Permanent Genetic Resources added to Molecular Ecology Resources Database 1 August 2010-30 September 2010

This article documents the addition of 229 microsatellite marker loci to the Molecular Ecology Resources Database. Loci were developed for the following species: Acacia auriculiformis x Acacia mangium hybrid, Alabama argillacea, Anoplopoma fimbria, Aplochiton zebra, Brevicoryne brassicae, Bruguiera gymnorhiza, Bucorvus leadbeateri, Delphacodes detecta, Tumidagena minuta, Dictyostelium giganteum, Echinogammarus berilloni, Epimedium sagittatum, Fraxinus excelsior, Labeo chrysophekadion, Oncorhynchus clarki lewisi, Paratrechina longicornis, Phaeocystis antarctica, Pinus roxburghii and Potamilus capax. These loci were cross-tested on the following species: Acacia peregrinalis, Acacia crassicarpa, Bruguiera cylindrica, Delphacodes detecta, Tumidagena minuta, Dictyostelium macrocephalum, Dictyostelium discoideum, Dictyostelium purpureum, Dictyostelium mucoroides, Dictyostelium rosarium, Polysphondylium pallidum, Epimedium brevicornum, Epimedium koreanum, Epimedium pubescens, Epimedium wushanese and Fraxinus angustifolia.

Role of NOX enzymes in phagocyte response and signaling upon Chlamydia infection

Les membres de l'ordre des Chlamydiales peuvent infecter un choix étendu d'animaux, insectes, et protistes. Comme toutes bactéries intracellulaires obligatoires, les Chlamydiales ont besoin d'une cellule hôte pour se répliquer. Chaque fois qu'une cellule est infectée une lutte commence entre les mécanismes de défense de la cellule et l'arsenal de facteurs de virulence de la bactérie. Dans cette thèse nous nous sommes intéressés à déterminer le rôle de deux mécanismes de l'immunité innée de l'hôte. En premier, nous avons étudié les NADPH oxidases, une source de molécules superoxydantes (MSO). Leur rôle dans la restriction de la réplication de Waddlia chondrophila et Estrella iausannensis a été étudié dans l'organisme modèle Dictyostelium discoideum et les macrophages humains. Différentes protéines Nox étaient nécessaires pour contrôler la réplication de W. chondrophila ou E. Iausannensis. De plus, nous avons déterminé que parmi les Chlamydiales, cinq espèces possédaient une catalase. Cette enzyme peut dégrader l'eau oxygénée, une MSO. L'activité de la catalase a été démontrée in vitro et dans les corps élémentaires. Avant de pouvoir étudier le rôle de NOX2 dans des macrophages infectés avec E. Iausannensis, nous avons dû établir la capacité de la bactérie à se répliquer clans les macrophages avec son trafic intracellulaire. Le deuxième mécanisme d'immunité innée que nous avons étudié est l'autophagie. Dans les cellules infectées l'autophagie permet de digérer les bactéries envahissantes. Deux protéines de la voie autophagique (Atg1 et Atg8) jouent un rôle dans la restriction de la croissance de W. chondrophila dans D. discoideum. D'avantage d'études sur l'immunité innée et les bactéries apparentés aux Chlamydia sont indispensables, car les réponses paraissent être spécifiques pour chaque espèce. - Members of the Chlamydiales order are able to infect a large variety of animals, insects, and protists. These obligate intracellular bacteria require a host cell for replication. Each time a cell is infected a struggle begins between the virulence arsenal of the bacteria and the defense mechanisms activated by the host. Each bacterial species will exhibit a selection of virulence factors that will allow it to overcome the defense of the host in some species, but not others. In this thesis we were interested in dissecting the role of two host innate immunity mechanisms. First we determined the role of NADPH oxidases, a source of reactive oxygen species (ROS), in restricting replication of Waddlia chondrophila and EstreHa lausannensis in the model organism Dictyostelium discoideum and human macrophages. Different Nox proteins were required to restrict growth of W. chondrophila and E. lausannensis. Additionally, we determined that five Chlamydia- related bacterial species encode for catalase, an enzyme that is able to degrade hydrogen peroxide, a ROS. The activity of the catalase was demonstrated in vitro and in elementary bodies. To study the role of NOX2 in macrophages for E. lausannensis we first had to determine the ability of E. lausannensis to grow in macrophages. Besides demonstrating its replication we also determined the intracellular trafficking of E. lausannensis. The second innate immunity mechanism studied was autophagy. Through autophagy bacteria can be targeted to degradation. Atg1 and Atg8, two autophagic proteins appeared restrict W. chondrophila replication in D. discoideum. More studies on innate immunity and Chlamydia-related bacteria are required. It appears that the responses to innate immunity are species specific and it will be difficult to generalize data obtained for W. chondrophila to the Chlamydiales order.