La membrane basale (MB) est une feuille dense de matrice extracellulaire spécialisée qui sépare l'épithélium du tissu sous-adjacent. La pénétration des cellules à travers les barrières des MB, c’est appelée «invasion», est un processus important pour le développement normal des tissus et dans la métastase du cancer. Beaucoup a été compris sur la génétique et la signalisation sur comment les trous sont formés dans le MB pendant de l'invasion ont été compris. Cependant, les forces physiques impliquées sont moins comprises: comment la contractilité de la myosine participe à l'élimination de la MB et comment les différents facteurs de polymérisation de l’actine et les protéines de réticulation contribuent au processus invasif. Pour répondre à ces questions, nous avons étudié un événement d'invasion dans un processus de développement, l’invasion de la cellule anchre (AC) chez Caenorhabditis elegans. La rupture de la MB par l’AC est connue pour dépendre d'une protrusion riche en actine et de l'activité des métalloprotéases (MMP), similaire à l'invasion de cellules cancéreuses. Inactivation génique par RNAi de différents activateurs et nucléateurs de la polymérisation d'actine, et l'expression spécifiquement dans l'AC d'une forme négative dominante d'un activateur du complexe Arp2/3 a montré que l'invasion de l’AC dépendes fortement des filaments ramifiés formés via l'activation WASP / WSP-1 du complexe Arp2/3. La microscopie à haute résolution a indiqué que la protrusion invasive de l’AC était densément assemblée, en accord avec l'idée que la protrusion invasive était fortement ramifiée. Nous avons également montré qu'un autre activateur du complexe Arp2/3, WAVE / WVE-1, pouvait permettre une invasion lorsque WASP / WSP-1 était absent. Les formines semblaient ne pas de jouer un rôle majeur et les protéines de réticulation d'actine étaient également dispensables pour l’invasion de l’AC. Dans les vers de type normaux, nous avons observé que l'activité de la myosine n'était pas nécessaire pour l'invasion. Cependant, il a été rapporté que les cellules cancéreuses augmentent la contractilité de la myosine pour envahir en l'absence de protéases, nous avons donc utilisé un ver sans les cinq principales MMPs du génome du ver pour tester le rôle de la myosine dans ce contexte. L'invasion de l’AC a eu lieu dans en l’absence des MMPs, mais avec un retard. L’inactivation génique par RNAi de différents composants lies à l’activité de la myosine n'a pas amélioré le défaut d'invasion. En plus, la visualisation du cytosquelette d'actine dans les vers sans MMPs a révélé que l'actine était concentrée dans la protrusion de l’AC et à peine détectable dans le cortex, ce qui rendait improbable que la contraction de la myosine du cortex aiderait la compression cellulaire à travers de la MB comme il a été reporté dans les cellules cancéreuses en l'absence de protéases. Tous ces résultats ensemble, ont montré que la cellule invasive a adapté sa polymérisation de filaments d'actine ramifiée pour maintenir l'invasion dans différents contextes biochimiques et environnementaux. Cette plasticité est un point crucial qui doit être mieux compris pour développer de futurs traitements visant l'invasion de cellules cancéreuses. / Basement membrane (BM) is a dense sheet of specialized extracellular matrix that separates epithelia from underlying tissue. The penetration of cells through BM barriers, called “invasion”, is an important process during normal tissue development and in cancer metastasis. Much has been understood concerning the genetics and signaling of how holes are formed in the BM during invasion. However less is clear about the physical forces involved: how myosin contractility participates in BM removal and how different actin polymerization factors and crosslinkers contribute to the invasive process. To address these questions, we studied an invasion event in a developmental process, anchor cell (AC) invasion in Caenorhabditis elegans. AC breaching of the BM is known to depend on an actin-rich protrusion and the activity of matrix metalloproteases (MMPs), similar to cancer cell invasion. RNAi knockdown of different actin polymerization activators and nucleators, and expression of a dominant negative form of an Arp2/3 complex activator specifically in the AC showed that AC invasion depended strongly on branched filaments formed via WASP/WSP-1 activation of the Arp2/3 complex. Super-resolution microscopy indicated that the AC invasive protrusion was densely packed with filaments, in keeping with the idea that the invasive protrusion was highly branched. We further showed that another Arp2/3 complex activator, WAVE/WVE-1, could enable invasion when WASP/WSP-1 was absent. Formins appeared not to play a major role and actin cross-linking proteins were likewise dispensable for AC invasion. In wild type worms, we observed that myosin activity was not needed for invasion. However it has been reported that cancer cells upregulate myosin contractility to invade in the absence of proteases, so we used a worm deleted for the five main MMPs of the worm genome to test the role of myosin in this context. AC invasion took place in MMP- worms, but with a time delay. RNAi knockdown of different components of the myosin machinery gave no enhancement of the invasion defect. In addition visualization of the actin cytoskeleton in MMP- worms revealed that actin was concentrated in the AC protrusion and barely detectable in the cortex, making it unlikely that myosin contraction of the cortex was helping the cell squeeze through the BM as reported in cancer cells in the absence of proteases. All together these results showed that the invasive cell adapted its branched actin filament polymerization to maintain invasion in different biochemical and environmental contexts. This plasticity is a crucial point that needs to be better understood in order to develop future treatments targeting cancer cell invasion.

The adaptive response to hypoxia is accompanied by widespread transcriptional changes that allow for prolonged survival in low oxygen. Many of these changes are directly regulated by the conserved hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1) complex; however, even in its absence, many oxygen-sensitive transcripts in Caenorhabditis elegans are appropriately regulated in hypoxia. To identify mediators of these non-HIF-dependent responses, I established a hif-1 mutant reporter line that expresses GFP in hypoxia or when worms are treated with the hypoxia mimetic cobalt chloride (cobalt chloride). The reporter is selective and HIF-independent, in that it remains insensitive to a number of cellular stresses, but is unaffected by mutation of the prolyl hydroxylase egl-9, suggesting that the regulators of this response pathway are different from those controlling the HIF pathway. I used the HIF-independent reporter to screen a transcription factor RNAi library and identified genes that are required for hypoxia sensitive and cobalt chloride-induced GFP expression. Three mediators of the HIF-independent response zinc finger protein BLMP-1, chromatin remodeling factor LIN-40, and T-box transcription factor TBX-38 were isolated as mediators of the HIF-independent response. First, we show that mutation of blmp-1 renders animals sensitive to hypoxic exposure and that blmp-1 it is required for appropriate hypoxic-induced expression of HIF-independent transcripts. Further, we demonstrate that BLMP-1 is necessary for an increase of hypoxia-dependent histone acetylation within the promoter of a non-HIF-dependent hypoxia response gene. Additionally, we explore BLMP-1’s role in two hypoxia-regulated physiological processes namely unfolded protein response and collagen formation. We also briefly investigate the role of LIN-40 in the hypoxia response.

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<p>TRF1, a shelterin protein, is a negative mediator of telomere length maintenance. Phosphorylation has been shown to play an important role in modulating TRF1 function. T137 and S249 of TRF1 have been indentified to be candidate phosphorylation sites in vivo, and one of my thesis objectives was to examine their role in regulating TRF1 function. Both T137 and S249 have each been changed to either alanine (nonphosphorylatable) or phosphomimic mutation. The TRF1 mutants were introduced into a TRF1-depleted cell line. Southern analysis revealed that neither T137 nor S249 of TRF1 is involved in telomere length maintenance. Immunoprecipitation studies showed that T137 and S249 are not required for TRF1 interaction with TIN2. In vitro gel-shift assays indicated that T137 and S249 are not important for TRF1 binding to telomeric DNA. Taken together, these results suggest that T137 and S249 may not be required for TRF1 function in telomere length maintenance. Human Est1A has been suggested to play a role in telomere length maintenance. To identify the domain of hEst1A involved in telomere length maintenance, a number of deletion constructs were generated and retrovirally introduced into HT1080 cells. Southern analysis revealed that the RID domain may positively regulate telomere length maintenance whereas the first 220 amino acids at the N-terminus may be a negative mediator of telomere length maintenance. In S. cerevisiae, Est1 recruits telomerase to telomeres in a Tel1- (homolog of ATM) and MRX-dependent manner. To assess whether atm-1 and smg-6 may function in the same genetic pathway of regulation of telomere length in C.elegans, the single mutant strain atm-1(gk186) was crossed with three of smg-6 mutant strains (tm1308, ok1794 and r896) to generate double mutants. Southern analysis revealed that deletion of ATM-1 or SMG-6 (tm1308) results in telomere shortening, suggesting that atm-1 and smg-6 may function in the same genetic pathway to regulate telomere length maintenance.</p> / Master of Science (MSc)

During cell division, chromosome segregation takes place on bipolar, microtubulebased spindles. Here, C. elegans is used to analyze spindle organization under both mitotic and meiotic conditions. First, the role of SAS-4 in organizing centrosome structure was analyzed. Partial depletion of SAS-4 in early embryos results in structurally defective centrioles. The study of this protein sheds light on the poorly understood role of the centrioles in dictating centrosome size. Second, the ultrastructure of wild-type mitotic spindle components was analyzed by electron tomography. This 3-D analysis reveals morphologically distinct microtubule end morphologies in the mitotic spindle pole. These results have structural implications for models of microtubule interactions with centrosomes Third, spindle assembly was studied in female meiosis. Specifically, the role of the microtubule severing complex katanin in spindle organization was analyzed. Electron tomography reveals fragmentation of spindle microtubules and suggests a novel katanin-dependent mechanism of meiotic spindle assembly. In this model, relatively long microtubules seen near the meiotic chromatin are converted into numerous short fragments, thus increasing the total number of polymers in an acentrosomal environment. Taken together, these results provide novel insights into the three-dimensional organization of microtubules during spindle assembly. / Die Segregation der Chromosomen während der Zellteilung wird duch bipolare, von Microtubuli-aufgebauten Spindlen gewährleistet. In der vorliegenden Arbeit wird C. elegans zur Analyse der Spindelorganisation unter mitotischen und meiotischen Bedingungen herangezogen. Erstens wird die Rolle von SAS-4 in der Organisation von Zentrosomen untersucht. Die partielle Depletierung von SAS-4 in frühen Embryonen führt zu strukturell defekten Zentriolen und wirft somit Licht auf die wenig verstandene Rolle der Zentriolen in der Bestimmung der Zentrosomengröße. Zweitens wird die Ultrastruktur der mitotischen Spindelkomponenten im Wildtyp durch Elektronentomographie untersucht. Diese 3-D-Analyse zeigt, dass im mitotischen Spindlepol unterschiedliche Morphologien der Mikrotubulienden zu finden sind. Diese Ergebnisse haben strukturelle Implikationen für Modelle der Mikrotubuli-Zentrosomen-Interaktionen. Drittens wird der Aufbau der Spindel in der weiblichen Meiose, speziell die Rolle des Mikrotubuli-schneidenden Kataninkomplexes in der Spindelorganisation, untersucht. Die Elektronentomographie zeigt hier eine Fragmentierung der Spindelmikrotubuli. Basierend auf diesem Ergebnis wird ein neues Katanin-abhängiges Modell der Formierung der Meiosespindel entwickelt, in dem relativ lange Microtubuli in Nähe des meiotischen Chromatins in zahlreiche kurze Mikrotubuli “zerschnitten” werden. Dies erhöht die Anzahl der verfügbaren Polymere in dieser azentrosomalen Situation. Zusammenfassend bringen diese Ergebnisse neue Einsichten in die räumliche Organisation der Mikrotubuli während des Spindelaufbaus.

L‟épissage alternatif est un mécanisme de régulation de l‟expression des gènes ayant pris une importance croissante dans l‟étude du vivant. Si des méthodes existent pour déterminer les gènes qui y sont soumis, peu d‟outils sont disponibles pour suivre ces événements d‟épissage in vivo au cours du développement. Pourtant, la caractérisation des régulations sous-jacentes à ces évènements et la détermination des facteurs impliqués sont dépendantes de stratégies fiables pour les visualiser dans des conditions physiologiques.Nous avons développé un système adapté à l‟étude d‟événements d‟épissage basé sur un rapporteur fluorescent bicolore. Nous l‟avons appliqué à cinq gènes de l‟organisme modèle Caenorhabditis elegans et avons suivi leur épissage in vivo.Parmi les différents gènes suivis, deux d‟entre eux suivaient un modèle d‟épissage potentiellement stochastique, un autre une absence d‟épissage alternatif détectable. Les deux derniers gènes présentent un profil d‟épissage spécifique à certain types cellulaires mais ont un effet toxique sur l‟organisme lorsque nous les avons exprimés à partir de concatémères extrachromosomiques. Pour remédier à cela, nous avons choisi de mettre en place une méthode simplifiée d‟insertion en simple copie des rapporteurs utilisant le CRISPR-Cas.Nos résultats indiquent que le système rapporteur fonctionne avec succès. Cependant, il peut encore être amélioré pour se rapprocher des taux physiologiques de transcription grâce à une insertion en simple copie dans le génome de l‟organisme. Nous avons également révélé un événement sous le contrôle de régulations spatiales, temporelles et conditionnelles. De plus, nous avons créé une série de constructions capables de déterminer les éléments en cis impliqués dans la régulation du gène top-1. / Alternative splicing is a regulatory mechanism of gene expression which is increasingly studied in Life Science. Methods exist to study this mechanism but specific tools to follow each alternative splicing event in a spatio-temporal manner are lacking. Yet, the characterization of the regulation and the elements that determines them depends on valide strategies for visualising them in physiological conditions.We have developped a dual-fluorescent reporter-based system in order to follow alternative splicing event regulation in vivo. It has been applied to five different genes in the model organism Caenorhabditis elegans. Among the genes followed, two follow a potentially stochastic scheme, one show no visible sign of alternative splicing. The last display tissue specific splicing patterns but developed a toxic effect in the animal when expressed from a multicopy extrachromosomal array. To remediate this problem, we decided to develop a method that allows for simpler single copy insertion of fluorescent reporter using CRISPR-Cas.Our results indicates that the dual-fluorescent reporter works well. However, this system can be upgraded by getting close to physiological rates of transcription allowed by single-copy insertion in the genome of C.elegans. We also discovered an alternatiove splicing event which follows a spatial, temporal and conditionnal regulation. Moreover, we constructed a set of different reporter to unravel the regulation observed in the gene top-1.

During cell division, chromosome segregation takes place on bipolar, microtubulebased spindles. Here, C. elegans is used to analyze spindle organization under both mitotic and meiotic conditions. First, the role of SAS-4 in organizing centrosome structure was analyzed. Partial depletion of SAS-4 in early embryos results in structurally defective centrioles. The study of this protein sheds light on the poorly understood role of the centrioles in dictating centrosome size. Second, the ultrastructure of wild-type mitotic spindle components was analyzed by electron tomography. This 3-D analysis reveals morphologically distinct microtubule end morphologies in the mitotic spindle pole. These results have structural implications for models of microtubule interactions with centrosomes Third, spindle assembly was studied in female meiosis. Specifically, the role of the microtubule severing complex katanin in spindle organization was analyzed. Electron tomography reveals fragmentation of spindle microtubules and suggests a novel katanin-dependent mechanism of meiotic spindle assembly. In this model, relatively long microtubules seen near the meiotic chromatin are converted into numerous short fragments, thus increasing the total number of polymers in an acentrosomal environment. Taken together, these results provide novel insights into the three-dimensional organization of microtubules during spindle assembly. / Die Segregation der Chromosomen während der Zellteilung wird duch bipolare, von Microtubuli-aufgebauten Spindlen gewährleistet. In der vorliegenden Arbeit wird C. elegans zur Analyse der Spindelorganisation unter mitotischen und meiotischen Bedingungen herangezogen. Erstens wird die Rolle von SAS-4 in der Organisation von Zentrosomen untersucht. Die partielle Depletierung von SAS-4 in frühen Embryonen führt zu strukturell defekten Zentriolen und wirft somit Licht auf die wenig verstandene Rolle der Zentriolen in der Bestimmung der Zentrosomengröße. Zweitens wird die Ultrastruktur der mitotischen Spindelkomponenten im Wildtyp durch Elektronentomographie untersucht. Diese 3-D-Analyse zeigt, dass im mitotischen Spindlepol unterschiedliche Morphologien der Mikrotubulienden zu finden sind. Diese Ergebnisse haben strukturelle Implikationen für Modelle der Mikrotubuli-Zentrosomen-Interaktionen. Drittens wird der Aufbau der Spindel in der weiblichen Meiose, speziell die Rolle des Mikrotubuli-schneidenden Kataninkomplexes in der Spindelorganisation, untersucht. Die Elektronentomographie zeigt hier eine Fragmentierung der Spindelmikrotubuli. Basierend auf diesem Ergebnis wird ein neues Katanin-abhängiges Modell der Formierung der Meiosespindel entwickelt, in dem relativ lange Microtubuli in Nähe des meiotischen Chromatins in zahlreiche kurze Mikrotubuli “zerschnitten” werden. Dies erhöht die Anzahl der verfügbaren Polymere in dieser azentrosomalen Situation. Zusammenfassend bringen diese Ergebnisse neue Einsichten in die räumliche Organisation der Mikrotubuli während des Spindelaufbaus.

Die Untersuchung von Proteininteraktionen ist unerlässlich um die komplexen Mechanismen der epigenetischen Kontrolle von Zugänglichkeit zum Chromatin und dessen Struktur zu verstehen. Zellspezifizierung während der Entwicklung von Organismen kann nur durch strikte Regulation von Chromatin gewährleistet werden, was auch für den Schutz von Zellenidentitäten im späteren Lebensverlauf wichtig ist. Die Modifizierung von Histon-Proteinen, welche integrale Komponenten des Chromatins sind, fördert entweder positive oder negative Genregulation. Eine Vielzahl von Chromatin regulierenden Proteinen hat jedoch keine enzymatische Aktivität für Histon- Modifikationen, so dass sie nur such Interaktionen mit anderen Proteinen regulatorisch einwirken können. Der Nematode Caenorhabditis elegans eignet sich als ein in vivo System, um die Schutzmechanismen der Zellen basierend auf Chromatinfaktoren zu untersuchen, indem systematisch Protein-Interaktionsnetzwerke bestimmt werden. Diese Dissertation beschriebt zunächst die Etablierung eines optimierten Verfahrens für die quantitative Analyse ohne Markierung von Proteinen in C. elegans, die mittels CRISPR mit einem Epitop fusioniert wurden. Mit Hilfe dieses Verfahrens wurden fünf Chromatin regulierende Proteine, die eine wichtige Rolle beim Schutz von Zellidentitäten spielen, charakterisiert. Es wurden in vivo Proteininteraktions-Netzwerke erstellt und dabei neue funktionsrelevante Interaktionspartner identifiziert. Darüber hinaus wurde eine vertiefende Analyse der Interaktionen des Chromatinfaktors MRG- 1 durchgeführt, das homolog zum humanen MRG15 ist. MRG-1 besitzt eine sogenannte Chromodomäne, um an methylierte Histone zu binden. Diese Studie zeigt, dass die Untersuchung der Proteininteraktionen von epigenetischen Faktoren in einem in vivo System ein bedeutendes Verfahren ist, um wichtige biologische Mechanismen der Schutzfunktion von Zellen zu entschlüsseln. / Elucidating protein-protein interactions has been instrumental to understand the complex mechanisms underlying epigenetic regulations to control chromatin accessibility and structure. Proper development and cell fate specification are established under strict chromatin regulation to safeguard cellular identities throughout an organism's life. Modifications of histone proteins as an integral component of chromatin can promote either positive or negative gene regulation. However, many chromatin-regulation proteins lack enzymatic activity and depend on protein-protein interaction to cooperate with other factors to regulate chromatin through histone modifications. The nematode Caenorhabditis elegans can be used as an in vivo system to study chromatin regulators that safeguard cell identity and offers an attractive model system for mapping in vivo protein interactions. The presented thesis includes establishment of an optimized protocol for a quantitative approach based on label-free interaction proteomics to accurately identify interactions of chromatin-regulating proteins, which were epitope-tagged using CRISPR in C. elegans. This protocol was utilized to reveal the interaction partners of five bait proteins involved in essential chromatin regulation mechanisms during cell fate maintenance. The present study generated an in vivo protein interaction network identifying new interactions of high functional relevance. Moreover, in-depth protein-protein interaction analysis of the chromodomain protein MRG-1, homolog of human MRG15, detected a strong association with the Small Ubiquitin-like Modifier (SUMO), besides previously described and novel interactions with other proteins. In summary, in vivo interactome mapping of epigenetic regulators is a powerful approach that can reveal crucial biological insights into how cell fate decisions are regulated.

Les toxines Cry sont des protéines synthétisées sous forme de cristaux par la bactérie bacille de Thuringe pendant la sporulation. Elles sont largement utilisées comme agents de lutte biologique, car elles sont toxiques envers plusieurs espèces d’invertébrées, y compris les nématodes. Les toxines Cry5B sont actives contre certaines espèces de nématodes parasites, y compris Ankylostoma ceylanicum un parasite qui infeste le système gastro-intestinal des humains. Jusqu’au présent, le mode d’action des toxines Cry nématicides reste grandement inconnu, sauf que leurs récepteurs spécifiques sont des glycolipides et qu’elles causent des dommages importants aux cellules intestinales. Dans cette étude, on démontre pour la première fois que la toxine nématicide Cry5Ba, membre de la famille des toxines à trois domaines et produite par la bactérie bacille de Thuringe, forme des pores dans les bicouches lipidiques planes en absence de récepteurs. Les pores formés par cette toxine sont de sélectivité cationique, à pH acide ou alcalin. Les conductances des pores formés sous conditions symétriques de 150 mM de KCl varient entre 17 et 330 pS, à pH 6.0 et 9.0. Les niveaux des conductances les plus fréquemment observés diffèrent les uns des autres par environ 17 à 18 pS, ce qui est compatible avec l’existence d’arrangement d’un nombre différent de pores élémentaires similaires, activés de façon synchronisée, ou avec la présence d’oligomères de tailles variables et de différents diamètres de pores. / Cry toxins are proteins synthetized as crystal inclusions by the Bacillus thuringiensis bacterium upon sporulation. They are used widely as biological control agents, as they exhibit toxicity to a range of invertebrates, including nematodes. The Cry5B toxins are active against a number of parasitic nematode species, such as Ancylostoma ceylanicum a human gastro-intestinal parasite. So far, the mode of action of nematicidal Cry toxins is largely unknown, except for the facts that their specific receptors are glycolipids and that they cause prominent damage to nematode intestinal cells. In this study, we show for the first time that the nematicidal Cry5Ba toxin, a member of the three domain family of toxins produced by the Bacillus thuringiensis forms pores in receptor-free planar lipid bilayers. The pores formed by the toxin were cation selective, both under acid and alkaline pH conditions. Under symmetrical 150 mM KCl conditions, pore activity was characterized by conductances ranging from 17 to 330 pS, at both pH 6.0 and 9.0. The most frequently observed conductance levels differed from each other by approximately 17 to 18 pS consistent with the existence of clusters of different number of elementary, similar, co-operatively gated pores, or with the presence of variable size oligomers with different pore diameters.

Les toxines Cry sont des protéines synthétisées sous forme de cristaux par la bactérie bacille de Thuringe pendant la sporulation. Elles sont largement utilisées comme agents de lutte biologique, car elles sont toxiques envers plusieurs espèces d’invertébrées, y compris les nématodes. Les toxines Cry5B sont actives contre certaines espèces de nématodes parasites, y compris Ankylostoma ceylanicum un parasite qui infeste le système gastro-intestinal des humains. Jusqu’au présent, le mode d’action des toxines Cry nématicides reste grandement inconnu, sauf que leurs récepteurs spécifiques sont des glycolipides et qu’elles causent des dommages importants aux cellules intestinales. Dans cette étude, on démontre pour la première fois que la toxine nématicide Cry5Ba, membre de la famille des toxines à trois domaines et produite par la bactérie bacille de Thuringe, forme des pores dans les bicouches lipidiques planes en absence de récepteurs. Les pores formés par cette toxine sont de sélectivité cationique, à pH acide ou alcalin. Les conductances des pores formés sous conditions symétriques de 150 mM de KCl varient entre 17 et 330 pS, à pH 6.0 et 9.0. Les niveaux des conductances les plus fréquemment observés diffèrent les uns des autres par environ 17 à 18 pS, ce qui est compatible avec l’existence d’arrangement d’un nombre différent de pores élémentaires similaires, activés de façon synchronisée, ou avec la présence d’oligomères de tailles variables et de différents diamètres de pores. / Cry toxins are proteins synthetized as crystal inclusions by the Bacillus thuringiensis bacterium upon sporulation. They are used widely as biological control agents, as they exhibit toxicity to a range of invertebrates, including nematodes. The Cry5B toxins are active against a number of parasitic nematode species, such as Ancylostoma ceylanicum a human gastro-intestinal parasite. So far, the mode of action of nematicidal Cry toxins is largely unknown, except for the facts that their specific receptors are glycolipids and that they cause prominent damage to nematode intestinal cells. In this study, we show for the first time that the nematicidal Cry5Ba toxin, a member of the three domain family of toxins produced by the Bacillus thuringiensis forms pores in receptor-free planar lipid bilayers. The pores formed by the toxin were cation selective, both under acid and alkaline pH conditions. Under symmetrical 150 mM KCl conditions, pore activity was characterized by conductances ranging from 17 to 330 pS, at both pH 6.0 and 9.0. The most frequently observed conductance levels differed from each other by approximately 17 to 18 pS consistent with the existence of clusters of different number of elementary, similar, co-operatively gated pores, or with the presence of variable size oligomers with different pore diameters.