ÉQUIPE

Réponse immunitaire et développement chez la Drosophile

Responsable d'équipe : J. Royet

Nous utilisons le modèle drosophile pour disséquer les mécanismes moléculaires par lesquels le système nerveux des eucaryotes détecte les bactéries environnementales et comprendre comment ces interactions bactéries-neurones modifient le comportement de l’hôte.

GRAND PUBLIC

Expression du rapporteur Dipt::cherry (rouge) dans l’intestin moyen d’une larve de drosophile (noyau des cellules, DAPI/bleu) infectée par des bactéries (vert).

Les animaux vivent dans un environnement peuplé de microorganismes, pour la plupart inoffensifs. Toutefois, comme certains de ces microbes sont pathogènes et menacent l’intégrité de l’hôte, les animaux ont, au fil du temps, acquis un système immunitaire qui élimine les pathogènes. En appui des stratégies visant l’éradication directe de l’agent causal de l’infection, les animaux, y compris les humains, adoptent des comportements, regroupés sous le terme générique d’immunité comportementale, qui permettent de réduire l’impact de l’infection sur eux-mêmes ou sur leur progéniture. Si les mécanismes moléculaires par lesquels les micro-organismes sont éliminés par le système immunitaire sont connus avec précision, les médiateurs de l’immunité comportementale restent largement ignorés. Nous tirons parti de la puissance de la génétique des drosophiles pour disséquer les mécanismes moléculaires par lesquels les cellules non immunes, tels que les neurones ou les cellules gliales, détectent les bactéries et comment cette détection déclenche des changements dans le comportement et la physiologie de l’hôte. Les études montrant que les souris ayant une capacité réduite à détecter les bactéries ont un comportement anormal suggèrent que notre projet aura des implications au-delà du modèle de la drosophile, à savoir chez les mammifères.

Royet-teamPUBLIC EXPÉRIMENTÉ

Comme les eucaryotes vivent dans un environnement fortement contaminé par des microorganismes, il n’est pas surprenant qu’ils aient tissé, au fil du temps, des relations complexes et intimes entre eux. Ainsi, il est maintenant clair que les eucaryotes ont développé des mécanismes qui leur permettent de percevoir la présence de bactéries et d’adapter leur réponse immunitaire, leur état physiologique ou même leur comportement en conséquence. Les bactéries peuvent interagir avec le système nerveux des eucaryotes, soit au profit du microbe qui modifie le comportement de l’hôte, soit au profit de l’hôte qui adapte son comportement à l’infection. Cependant, les molécules qui sous-tendent le dialogue entre les bactéries et les neurones de leurs hôtes ne sont, dans la plupart des cas, pas identifiées et, lorsqu’elles le sont, leur mode d’action est mal compris. Notre objectif est d’utiliser les dernières technologies en matière de génétique, d’imagerie et de bio-informatique pour identifier les acteurs et les réseaux moléculaires qui régissent ce dialogue particulier entre procaryotes et procaryotes. Nous effectuons nos recherches chez la drosophile dont le génome est facilement modifiable grâce à la technologie CRISPR/Cas9 et dans lequel la plupart des processus biologiques fondamentaux sont partagés avec les mammifères.

Domaine d’expression du rapporteur Dipt::Cherry (rouge) et de la protéine de fusion PGRP-LE::GFP (vert) dans le proventricule d’une larve de drosophile (noyau des cellules, DAPI/bleu).

Un aspect de cette recherche porte sur un composant spécifique de la paroi cellulaire des bactéries, appelé peptidoglycane (PGN). Le PGN est un constituant majeur de la paroi bactérienne. Lorsqu’il est présent dans la cavité de l’hôte, il provoque une série de réactions, la principale étant l’activation de la réponse immunitaire antibactérienne suite à sa détection par les protéines sentinelles de l’hôte. Un défaut de détection du PGN dérivé du microbiote par les protéines de la famille NOD entraîne l’apparition de la maladie de Crohn, l’une des pathologies inflammatoires intestinales les plus répandues chez l’homme. Des travaux antérieurs du laboratoire ont démontré que chez les mouches infectées, le PGN dérivé des bactéries du microbiote peut être détecté par certains neurones du système nerveux central de la mouche. Cette interaction entre PGN et neurone induit une série de changements comportementaux qui réduisent les conséquences de l’infection sur l’hôte. Nous avons démontré que le PGN est directement détecté par quelques neurones octopaminergiques du cerveau. À leur tour, ces neurones inhibent le comportement de ponte des femelles infectées. Nous avons identifié des protéines exprimées dans ces neurones qui leur permettent de détecter le PGN et de moduler ses effets sur les neurones. Il est intéressant de noter que ces protéines qui appartiennent à la voie NF-B sont les mêmes que celles requises dans les cellules immunitaires pour déclencher une réponse antibactérienne lors de la détection du PGN. Certaines de ces protéines ne sont pas seulement exprimées dans les neurones régulant la ponte mais aussi dans les neurones sensoriels externes tels que les sensilles gustatives, ce qui suggère que les interactions entre les neurones et le PGN concernent également des fonctions supérieures des mouches, telles que l’alimentation. Notre laboratoire tire donc parti de la puissance de la génétique de la drosophile pour disséquer au niveau moléculaire les mécanismes par lesquels les neurones détectent le PGN et comment cette interaction se traduit par des changements de comportement pour l’hôte. Des résultats récents montrant que les récepteurs et les transporteurs du PGN sont exprimés dans le cerveau de la souris et que les souris déficientes pour ces protéines présentent des altérations du comportement social, nous laissent penser que les mécanismes que nous étudions existent également chez les mammifères.

Larve transgénique exprimant le rapporteur Dipt::Cherry (rouge), infectée par des bactéries (vert).

Larve transgénique exprimant le rapporteur Dipt::Cherry (rouge), infectée par des bactéries (vert).


Selected publications

PUBLICATION

How Bacteria Impact Host Nervous System and Behaviors: Lessons from Flies and Worms

Ambra Masuzzo, Martina Montanari, Léopold Kurz, Julien Royet
Trends Neurosci . 2020 Oct 10;S0166-2236(20)30215-0. PMID: 33051027

PUBLICATION

Gut bacteria-derived peptidoglycan induces a metabolic syndrome-like phenotype via NF-κB-dependent insulin/PI3K signaling reduction in Drosophila renal system

Olivier Zugasti, Raphäel Tavignot, Julien Royet
Sci Rep . 2020 Aug 24;10(1):14097. doi: 10.1038/s41598-020-70455-7. PMID: 32839462

PUBLICATION

Drosophila Aversive Behavior toward Erwinia carotovora carotovora Is Mediated by Bitter Neurons and Leukokinin

Bernard Charroux, Fabrice Daian, Julien Royet
iScience . 2020 May 12;23(6):101152. doi: 10.1016/j.isci.2020.101152. PMID: 32450516

PUBLICATION

Uridine Catabolism Breaks the Bonds of Commensalism

Manish Joshi, Julien Royet
Cell Host Microbe . 2020 Mar 11;27(3):312-314. doi: 10.1016/j.chom.2020.02.008. PMID: 32164840

PUBLICATION

Peptidoglycan-dependent NF-κB activation in a small subset of brain octopaminergic neurons controls female oviposition

Ambra Masuzzo, Gérard Manière, Annelise Viallat-Lieutaud, Émilie Avazeri, Olivier Zugasti, Yaël Grosjean, C Léopold Kurz, Julien Royet
Elife . 2019 Oct 29;8:e50559. doi: 10.7554/eLife.50559 PMID: 31661076

PUBLICATION

Lipid Catabolism Fuels Drosophila Gut Immunity

Masuzzo A, Royet J.
Cell Host Microbe. 2018 Mar 14;23(3):288-290. doi: 10.1016/j.chom.2018.02.006. PMID: 29544092

PUBLICATION

Cytosolic and Secreted Peptidoglycan-Degrading Enzymes in Drosophila Respectively Control Local and Systemic Immune Responses to Microbiota

Bernard Charroux, Florence Capo, C Léopold Kurz, Sabine Peslier, Delphine Chaduli, Annelise Viallat-Lieutaud, Julien Royet
Cell Host Microbe . 2018 Feb 14;23(2):215-228.e4. doi: 10.1016/j.chom.2017.12.007. Epub 2018 Feb 1. PMID: 29398649

PUBLICATION

Drosophila larvae food intake cessation following exposure to Erwinia contaminated media requires odor perception, Trpa1 channel and evf virulence factor

Seydou Keita, Ambra Masuzzo, Julien Royet, C Leopold Kurz
J Insect Physiol . 2017 May;99:25-32. doi: 10.1016/j.jinsphys.2017.02.004. Epub 2017 Feb 21. PMID: 28232220

PUBLICATION

Peptidoglycan sensing by octopaminergic neurons modulates Drosophila oviposition.

Kurz CL, Charroux B, Chaduli D, Viallat-Lieutaud A, Royet J.
Elife. 2017 Mar 7;6. PMID: 28264763

PUBLICATION

Inhibition of a NF-κB/Diap1 Pathway by PGRP-LF Is Required for Proper Apoptosis during Drosophila Development

Tavignot R, Chaduli D, Djitte F, Charroux B, Royet J.
PLoS Genet. 2017 Jan 13;13(1):e1006569. PMID: 28085885

PUBLICATION

Peptidoglycan-dependent NF-κB activation in a small subset of brain octopaminergic neurons controls female oviposition

Masuzzo A, Manière G, Viallat-Lieutaud A, Avazeri É, Zugasti O, Grosjean Y, Kurz CL, Royet J.
Elife. 2019 Oct 29;8. pii: e50559. doi: 10.7554/eLife.50559. PMID: 31661076

PUBLICATION

Oligopeptide Transporters of the SLC15 Family Are Dispensable for Peptidoglycan Sensing and Transport in Drosophila.

Capo F, Chaduli D, Viallat-Lieutaud A, Charroux B, Royet J.
J Innate Immun. 2017;9(5):483-492. doi: 10.1159/000475771. PMID: 28715804

PUBLICATION

Bacteria sensing mechanisms in Drosophila gut: Local and systemic consequences.

Capo F, Charroux B, Royet J.
Dev Comp Immunol. 2016 Jan 8. PMID: 26778296

PUBLICATION

Tissue-Specific Regulation of Drosophila NF-x03BA;B Pathway Activation by Peptidoglycan Recognition Protein SC.

Costechareyre D, Capo F, Fabre A, Chaduli D, Kellenberger C, Roussel A, Charroux B, Royet J.
J Innate Immun. 2016;8(1):67-80. PMID: 26513145

PUBLICATION

Drosophila Microbiota Modulates Host Metabolic Gene Expression via IMD/NF-κB Signaling.

Combe BE, Defaye A, Bozonnet N, Puthier D, Royet J, Leulier F.
PLoS One. 2014 Apr 14;9(4):e94729. PMID: 24733183

PUBLICATION

Mutations in the Drosophila ortholog of the vertebrate Golgi pH regulator (GPHR) protein disturb endoplasmic reticulum and Golgi organization and affect systemic growth.

Charroux B, Royet J.
Biol Open. 2014 Jan 15;3(1):72-80. PMID: 24357227

PUBLICATION

Mecanisms and consequences of bacteria detection by the Drosophila midgut.

Royet J, Charroux B.
Gut Microbes. 2013 May-Jun;4(3):259-63. PMID: 23633672

PUBLICATION

The Drosophila inner-membrane protein PMI controls cristae biogenesis and mitochondrial diameter.

Macchi M, El Fissi N, Tufi R, Bentobji M, Liévens JC, Martins LM, Royet J, Rival T.
J Cell Sci. 2012 Dec 21. PMID: 23264743

PUBLICATION

Peptidoglycan sensing by the receptor PGRP-LE in the Drosophila gut induces immune responses to infectious bacteria and tolerance to microbiota.

Bosco-Drayon V, Poidevin M, Boneca IG, Narbonne-Reveau K, Royet J, Charroux B.
Cell Host Microbe. 2012 Aug 16;12(2):153-65. PMID: 22901536

PUBLICATION

Gut-microbiota interactions in non-mammals: what can we learn from Drosophila?

Charroux B, Royet J.
Semin Immunol. 2012 Feb;24(1):17-24. PMID: 22284578

PUBLICATION

Peptidoglycan recognition proteins: modulators of the microbiome and inflammation.

Royet J, Gupta D, Dziarski R.
Nat Rev Immunol. 2011 Nov 11;11(12):837-51. PMID: 22076558

PUBLICATION

Epithelial homeostasis and the underlying molecular mechanisms in the gut of the insect model Drosophila melanogaster.

Royet J.
Cell Mol Life Sci. 2011 Nov;68(22):3651-60. PMID: 21964927

PUBLICATION

Toll-8/Tollo negatively regulates antimicrobial response in the Drosophila respiratory epithelium.

Akhouayri I, Turc C, Royet* J, Charroux* B. (* co corresponding authors)
PLoS Pathog. 2011 Oct;7(10):e1002319. PMID: 22022271

PUBLICATION

Lactobacillus plantarum promotes Drosophila systemic growth by modulating hormonal signals through TOR-dependent nutrient sensing.

Storelli G, Defaye A, Erkosar B, Hols P, Royet* J, Leulier* F. (* co-senior authors)
Cell Metab. 2011 Sep 7;14(3):403-14. PMID: 21907145

PUBLICATION

The Drosophila peptidoglycan-recognition protein LF interacts with peptidoglycan-recognition protein LC to downregulate the Imd pathway.

Basbous N, Coste F, Leone P, Vincentelli R, Royet J, Kellenberger C, Roussel A.
EMBO Rep. 2011 Apr;12(4):327-33. PMID: 21372849

PUBLICATION

Polyglutamine Atrophin provokes neurodegeneration in Drosophila by repressing fat.

Napoletano F, Occhi S, Calamita P, Volpi V, Blanc E, Charroux B, Royet J, Fanto M.
EMBO J. 2011 Mar 2;30(5):945-58. PMID: 21278706

PUBLICATION

Inner-membrane proteins PMI/TMEM11 regulate mitochondrial morphogenesis independently of the DRP1/MFN fission/fusion pathways.

Rival T, Macchi M, Arnauné-Pelloquin L, Poidevin M, Maillet F, Richard F, Fatmi A, Belenguer P, Royet J.
EMBO Rep. 2011 Mar;12(3):223-30. PMID: 21274005

PUBLICATION

Lack of an antibacterial response defect in Drosophila toll-9 mutant.

Narbonne-Reveau K, Charroux B, Royet J.
PLoS One. 2011 Feb 28;6(2):e17470. PMID: 21386906

PUBLICATION

Drosophila immune response: From systemic antimicrobial peptide production in fat body cells to local defense in the intestinal tract.

Charroux B, Royet J.
Fly (Austin). 2010 Jan-Mar;4(1):40-7. PMID: 20383054

PUBLICATION

Maintaining immune homeostasis in the fly gut.

Leulier F, Royet J.
Nat Immunol. 2009 Sep;10(9):936-8. PMID: 19692992

PUBLICATION

Elimination of plasmatocytes by targeted apoptosis reveals their role in multiple aspects of the Drosophila immune response.

Charroux B, Royet J.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Jun 16;106(24):9797-802. PMID: 19482944

PUBLICATION

Bacterial detection by Drosophila peptidoglycan recognition proteins.

Charroux B, Rival T, Narbonne-Reveau K, Royet J.
Microbes Infect. 2009 May-Jun;11(6-7):631-6. PMID: 19344780

PUBLICATION

The Drosophila membrane-associated protein PGRP-LF prevents IMD/JNK pathways triggering by blocking PGRP-LC activation.

Maillet F, Bischoff V, Vignal C, Hoffmann J, Royet J.
Cell Host Microbe. 2008 May 15;3(5):293-303. PMID: 18474356

PUBLICATION

Crystal structure of Drosophila PGRP-SD suggests binding to DAP-type but not lysine-type peptidoglycan. Molecular Immunology.

Leone P, Bischoff V, Kellenberger C, Hetru C, Royet J, Roussel A.
Mol Immunol. 2008 May;45(9):2521-30. PMID: 18304640

PUBLICATION

Peptidoglycan recognition proteins: pleiotropic sensors and effectors of antimicrobial defences.

Royet J, Dziarski R.
Nat Rev Microbiol. 2007 Apr;5(4):264-77. PMID: 17363965

PUBLICATION

Downregulation of the Drosophila Immune Response by Peptidoglycan-Recognition Proteins SC1 and SC2.

Bischoff V, Vignal C, Duvic B, Boneca IG, Hoffmann JA, Royet J.
PLoS Pathog. 2006 Feb;2(2):e14. PMID: 16518472

PUBLICATION

Sensing and signaling during infection in Drosophila.

Royet J, Reichhart JM, Hoffmann JA.
Curr Opin Immunol. 2005 Feb;17(1):11-7. PMID: 15653304

PUBLICATION

Infectious non-self recognition in invertebrates: lessons from Drosophila and other insect models.

Royet J.
Mol Immunol. 2004 Nov;41(11):1063-75. PMID: 15476918

PUBLICATION

Function of the drosophila pattern-recognition receptor PGRP-SD in the detection of Gram-positive bacteria.

Bischoff V, Vignal C, Boneca IG, Michel T, Hoffmann JA, Royet J.
Nat Immunol. 2004 Nov;5(11):1175-80. PMID: 15448690

PUBLICATION

Drosophila melanogaster innate immunity: an emerging role for Peptidoglycan Recognition Proteins in bacteria detection.

Royet J.
Cell Mol Life Sci. 2004 Mar;61(5):537-46. PMID: 15004693

PUBLICATION

Toll-dependent and Toll-independent immune responses in Drosophila.

Imler, J. L., Ferrandon, D., Royet, J., Reichhart, J. M., Hetru, C., and Hoffmann, J. A.
J Endotoxin Res. 2004;10(4):241-6. PMID: 15373968

PUBLICATION

Dual activation of the Drosophila Toll pathway by two Pattern Recognition Receptors.

Gobert V, Gottar M, Matskevich AA, Rutschmann S, Royet J, Belvin M, Hoffmann JA, Ferrandon D.
Science. 2003 Dec 19;302(5653):2126-30. PMID: 14684822

PUBLICATION

Detection of peptidoglycans by NOD proteins.

Royet J, Reichhart JM.
Trends Cell Biol. 2003 Dec;13(12):610-4. PMID: 14624838

PUBLICATION

Silencing of Toll pathway components by direct injection of double-stranded RNA into Drosophila adult flies.

Goto A, Blandin S, Royet J, Reichhart JM, Levashina EA.
Nucleic Acids Res. 2003 Nov 15;31(22):6619-23. PMID: 14602922

PUBLICATION

Notch signaling controls lineage specification during Drosophila larval hematopoiesis.

Duvic, B., Hoffmann, J. A., Meister, M., and Royet, J.
Curr Biol. 2002 Nov 19;12(22):1923-7. PMID: 12445385

PUBLICATION

The Drosophila immune response against Gram-negative bacteria is mediated by a peptidoglycan recognition protein.

Gottar M, Gobert V, Michel T, Belvin M, Duyk G, Hoffmann JA, Ferrandon D, Royet J.
Nature. 2002 Apr 11;416(6881):640-4 PMID: 11912488

PUBLICATION

Drosophila Toll is activated by Gram-positive bacteria through a circulating peptidoglycan recognition protein.

Michel T, Reichhart JM, Hoffmann JA, Royet J.
Nature. 2001 Dec 13;414(6865):756-9 PMID: 11742401

Membres more

Emilie Avazeri Florent Fioriti Manish Joshi Leopold Kurz Ambra Masuzzo Martina Montanari Annelise Viallat Lieutaud Olivier Zugasti
Julien Royet
Fermer la fenêtre
Julien Royet

Enseignant - chercheur

Julien est professeur de biologie cellulaire et responsable du master “développement et immunologie” à l'Université Aix Marseille. Il travaille sur les mécanismes de l'immunité innée chez Drosophila melanogaster. Il a obtenu son doctorat à l'Université de Lyon (France), et a complété sa formation postdoctorale à l'Université de Pennsylvanie, (Philadelphie, Etats-Unis), ainsi qu’au laboratoire européen de biologie moléculaire à Heidelberg, en Allemagne. De 1999 à 2005, il a travaillé à l'Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire de Strasbourg, France.

Emilie Avazeri
Fermer la fenêtre
Emilie Avazeri

Ingénieur / Technicien

Florent Fioriti
Fermer la fenêtre
Florent Fioriti

Doctorant

Manish Joshi
Fermer la fenêtre
Manish Joshi

Doctorant

Leopold Kurz
Fermer la fenêtre
Leopold Kurz

Enseignant - chercheur

Leo, maître de conférence, a rejoint le laboratoire en septembre 2012, avec des connaissances dans le domaine de l'immunité innée chez C. elegans. En plus de ses responsabilités d'enseignement (niveau Baccalauréat et Master), Leo tente de comprendre pourquoi une sur-activation de la réponse immunitaire peut avoir, comme chez les humains, des effets néfastes sur l'activité physique de la mouche.

Ambra Masuzzo
Fermer la fenêtre
Ambra Masuzzo

Doctorant

Martina Montanari
Fermer la fenêtre
Martina Montanari

Doctorant

Annelise Viallat Lieutaud
Fermer la fenêtre
Annelise Viallat Lieutaud

Ingénieur / Technicien

Annelise a rejoint l'équipe en octobre 2013. Annelise est diplômé de l'école d'ingénieur ESIL / Polytech de Marseille. Elle dirige le centre transgénique drosophile de l’IBDM où elle développe de nouvelles stratégies et des outils pour moduler l'expression des gènes chez la drosophile. Annelise assure aussi la fonction de Lab Manager au sein de notre équipe.

Olivier Zugasti
Fermer la fenêtre
Olivier Zugasti

Chercheur

En bref

Organisme modèle
Processus biologique étudié
  • Interactions hôte-pathogène
  • Neuro-immunité