Abstract As a first line of defence against the environment, the epidermis protect animals from infection and physical damage. In C. elegans , wounding the epidermal epithelium triggers both an immune reaction and a repair response. Exactly how these are controlled, and the degree to which they are inter-connected remains unclear. To address these questions, we established a simple system for simultaneously inflicting precise laser wounds and imaging at high spatial and temporal resolution. We show that in C. elegans , wounding provokes a rapid sealing of the plasma membrane, involving reorganisation of phosphatidylinositol 4,5- bisphosphate domains. This is followed by a radial recruitment at the wound site of EBP-2/EB1, a protein that binds the plus ends of microtubules. EB1 recruitment is accompanied by a reorganisation of microtubules, required for the subsequent recruitment of actin and wound closure. It is also required for the directed trafficking towards the site of injury of the key signalling protein SNF-12. In the absence of SNF-12 recruitment, there is an abrogation of the immune response. Our results suggest that microtubule dynamics coordinate the cytoskeletal changes required for wound repair and the concomitant activation of the innate immune response.

Summary Inflammatory disorders are major health issues in which immune function and metabolic homeostasis are concertedly altered. Yet, the molecular mechanisms coordinating innate and metabolic pathways in homeostatic conditions are poorly understood. Here, we unveil a negative regulatory feedback loop involving the Stimulator of interferon genes (Sting) and the Fatty acid desaturase 2 (Fads2). At steady state, Sting regulates FA metabolism by repressing the activity of the Fads2 enzyme responsible for the desaturation of polyunsaturated FAs (PUFAs). Importantly, Sting activation increased Fads2 activity, while antagonizing Fads2 enhanced Sting activation, promoting the establishment of an anti-viral state. Remarkably, the cross-regulation between Sting and Fads2 is mediated by the cyclic GMP-AMP (cGAMP) Sting agonist and PUFAs. Indeed, we found that PUFAs inhibit Sting activation, while Sting agonists bind Fads2. Thus, our study identifies Sting as a master regulator of FA metabolism, and PUFAs as modulators of Sting-dependent inflammation. The interplay between Fads2 and Sting determines the fine-tuning of inflammatory responses, but comes at the expense of metabolic alterations, which are critical to consider in human pathologies associated with aberrant Sting activation.

SUMMARY Cytosolic DNAs promote inflammatory responses upon detection by the cyclic GMP-AMP (cGAMP) synthase (cGAS). It has been thus suggested that cGAS downregulation is an immune escape strategy harnessed by tumor cells. Here, we used glioblastoma cells that lack cGAS to question whether alternative DNA detection pathways can promote pro-inflammatory signaling. We show that the DNA-PK DNA repair complex drives cGAS independent inflammatory responses but that its catalytic activity is required for cGAS-dependent cGAMP production and optimal downstream signaling. We further show that the cooperation between DNA-PK and cGAS favors the expression of chemokines that promote macrophage recruitment in the tumor microenvironment, a process that impaired early tumorigenesis but correlated with poor outcome. Thus, our study supports that cGAS-dependent signaling is acquired during tumorigenesis and that cGAS and DNA-PK activities should be analyzed concertedly to predict the impact of strategies aiming to boost tumor immunogenicity.

When an animal is infected, its innate immune response needs to be tightly regulated across tissues and coordinated with other aspects of organismal physiology. Previous studies with Caenorhabditis elegans have demonstrated that insulin-like peptide genes are differentially expressed in response to different pathogens. They represent prime candidates for conveying signals between tissues upon infection. Here, we focused on one such gene, ins-11 and its potential role in mediating cross-tissue regulation of innate immune genes. While diverse bacterial intestinal infections can trigger the up-regulation of ins-11 in the intestine, we show that epidermal infection with the fungus Drechmeria coniospora triggers an upregulation of ins-11 in the epidermis. Using the Shigella virulence factor OpsF, a MAP kinase inhibitor, we found that in both cases, ins-11 expression is controlled cell autonomously by p38 MAPK, but via distinct transcription factors, STA-2/STAT in the epidermis and HLH-30/TFEB in the intestine. We established that ins-11, and the insulin signaling pathway more generally, are not involved in the regulation of antimicrobial peptide gene expression in the epidermis. The up-regulation of ins-11 in the epidermis does, however, affect intestinal gene expression in a complex manner, and has a deleterious effect on longevity. These results support a model in which insulin signaling, via ins-11, contributes to the coordination of the organismal response to infection, influencing the allocation of resources in an infected animal.

Eukaryotic gene expression requires the coordinated action of transcription factors, chromatin remodelling complexes and RNA polymerase. The conserved nuclear protein Akirin plays a central role in immune gene expression in insects and mammals, linking the SWI/SNF chromatin-remodelling complex with the transcription factor NFκB. Although nematodes lack NFκB, Akirin is also indispensable for the expression of defence genes in the epidermis of Caenorhabditis elegans following natural fungal infection. Through a combination of reverse genetics and biochemistry, we discovered that in C. elegans Akirin has conserved its role of bridging chromatin-remodellers and transcription factors, but that the identity of its functional partners is different since it forms a physical complex with NuRD proteins and the POU-class transcription factor CEH-18. In addition to providing a substantial step forward in our understanding of innate immune gene regulation in C. elegans, our results give insight into the molecular evolution of lineage-specific signalling pathways.