Caractérisation moléculaire et fonctionnelle de deux nouveaux partenaires potentiels de la protéine phosphatase de type 1 (PP1) chez plasmodium falciparum

Abstract

Plasmodium falciparum (Pf) est un parasite intracellulaire capable d’infecter l’Homme. Dans les 48h après l’invasion des érythrocytes, il passe par le stade d’une cellule géante multinucléée qui se divise en 16 à 32 parasites. Cette multiplication rapide nécessite des mécanismes spécifiques de régulation très subtilement orchestrés. Parmi les modifications post-traductionnelles décrites chez les cellules eucaryotes, la phosphorylation réversible des protéines par les kinases/phosphatases est une des voies majeures dans la transduction des signaux cellulaires. Chez Plasmodium, des études de génétique inverse ont démontré que PfPP1, phosphatase majeure du parasite, est essentielle pour sa survie. L’activité de PP1 est connue pour être contrôlée par divers régulateurs endogènes. Cependant, malgré leur importance dans le ciblage de l’holoenzyme à un compartiment subcellulaire spécifique et/ou dans la régulation de son activité, peu de recherches ont été consacrées à l’identification de partenaires de PP1 chez Pf.Dans le but d’approfondir nos connaissances sur la régulation de PfPP1 et son impact sur la biologie de Pf, nous étudions les partenaires de cette enzyme qui seraient impliqués dans le contrôle de la phosphatase. Nos recherches récentes, basées sur des études de génomique comparative, ont permis d’identifier 4 régulateurs de PfPP1 : PfLRR1, PfI3, PfI2 et PfeiF2β. Au-delà de la capacité de ces protéines à contrôler la fonction de PP1 in vitro, nous avons montré par génétique inverse que leur rôle est vital pour Pf. En parallèle, nous avons entrepris une démarche plus globale pour la recherche de nouveaux partenaires/régulateurs de PfPP1. Nous avons notamment réalisé un criblage par double hybride de levure (Y2H) où PfPP1 est utilisé comme appât.Dans la 1ère partie de ma thèse, nous avons analysé les clones obtenus en criblage Y2H et initié la caractérisation de plusieurs d’entre eux. Notre choix d’étude s’est porté par la suite sur PF3D7_091900 et PF3D7_1202600, retrouvées 8 et 10 fois lors du criblage et présentant une interaction forte avec PP1. Mon projet de thèse avait pour but de caractériser au niveau moléculaire et fonctionnel le rôle de ces protéines sur l’activité de PP1 et de déterminer les régions/motifs de ces potentiels régulateurs pouvant intervenir au niveau de la relation structure/fonction du complexe qu’ils forment avec PfPP1.Dans une 2ème partie, nous avons étudié la séquence de ces protéines. PF3D7_0919900, protéine spécifique du parasite, possède le motif RVxF, souvent impliqué dans l’interaction avec PP1 et présente des motifs RCC1 connus pour interagir avec des protéines. Ainsi elle sera nommée RCC-PIP pour Regulator of Chromosome Condensation - Phosphatase Interacting Protein. PF3D7_1202600 est, quant à elle, un orthologue de Caliban chez la drosophile, et sera nommée CLP pour Caliban-Like Protein. Elle présente 17 motifs RVxF dont 7 se situent dans le fragment obtenu suite au criblage. Différentes approches ont confirmé que ces 2 protéines sont des partenaires de PfPP1. Cependant, la réalisation d’un test pNPP in vitro a mis en évidence une fonction activatrice de RCC-PIP, alors que CLP ne présente pas d’effet.Dans une 3ème partie, l’objectif était d’étudier plus en détails RCC-PIP. Nous avons démontré que le motif RVxF est impliqué dans l’interaction avec PfPP1. Puis nous avons étudié les motifs RCC1 et leur interactome par la réalisation d’un criblage Y2H en utilisant ces motifs comme appât. Une kinase a été trouvée (PfCDPK7) suggérant que RCC-PIP aurait un rôle de plateforme capable d’interagir avec 2 enzymes antagonistes. L’étude du rôle de RCC-PIP chez le parasite est actuellement en cours. La réalisation d’un knock-in a démontré l’accessibilité du locus. Un knock-out a également été effectué, mais l’absence d’intégration du plasmide indique que RCC-PIP serait essentielle au parasite. Pour confirmer cette observation, un knock-out conditionnel chez P. berghei est en cours de réalisation.