Etude de la régulation transcriptionnelle et post-transcriptionnelle du cycle cellulaire des tachyzoïtes de Toxoplasma gondii.

Abstract

Au cours de son cycle de vie complexe, Toxoplasma gondii se différencie en stades de développement distincts. Ces transitions sont associées à des modifications du transcriptome du parasite. Les facteurs de transcription (FT) spécifiques de la famille ApiAP2 jouent un rôle dans la régulation de l'expression des gènes au cours de ces transitions développementales. Les FT de la famille des ApiAP2 se caractérisent par la présence d'un domaine de liaison à l'ADN de l'intégrase Apetala2/ERF similaires à ceux des plantes. Alors qu'il a été démontré que certains FT ApiAP2 jouent un rôle dans le contrôle de la transition développementale du tachyzoïte au bradyzoïte, un grand nombre de ces protéines n'ont pas encore été étudiées. Ainsi, pour la première partie de cette thèse, le rôle biologique de deux FT ApiAP2, TgAP2X-10 et TgAP2III-1 a été étudié. L'effet de TgAP2X-10 et TgAP2III-1 sur la différenciation des bradyzoïtes a été déterminé en utilisant différents modèles de différenciation in vitro. Nous avons également étudié l'effet de la perte de TgAP2X-10 et TgAP2III-1 in vivo chez la souris. Les données accumulées tendent à montrer que ces deux FT pourraient être des régulateurs potentiels de la différenciation des bradyzoïtes. Afin de poursuivre la caractérisation des FT ApiAP2, un troisième FT, TgAP2IX-5 a été étudié. L'étude de cette protéine fait partie de la deuxième partie de ce projet de thèse. Nous avons démontré que TgAP2IX-5 avait un rôle dans la division asexuée du tachyzoïte de T. gondii. Plus précisément, cette protéine contrôle la production des cellules filles lors du cycle cellulaire. La création d'un mutant d'expression conditionnel pour la protéine TgAP2IX-5 nous a permis de montrer que l'absence de cette protéine bloque la division du plaste précisément après son allongement et avant sa ségrégation. En étudiant le transcriptome de ces mutants par RNA-seq, nous avons déterminé que la protéine TgAP2IX-5 régule des centaines de gènes, dont la majorité est adressée au complexe de la membrane interne (IMC) et au complexe apical. TgAP2IX-5 est présent sur de nombreux promoteurs de gènes qui sont nécessaires à la progression du cycle cellulaire et la production des cellules filles. De plus, TgAP2IX-5 contrôle aussi le destin cellulaire en activant des répresseurs bradyzoïtes connus, promouvant ainsi la division cellulaire du tachyzoïte. De manière surprenante, nous démontrons que la réexpression de TgAP2IX-5 réinitie la division du cycle cellulaire, mais le parasite change son mode de division de l'endodyogénie à l'endopolygénie. Des études complémentaires montrent aussi que d'autres domaines protéiques jouent un rôle essentiel dans l'activité biologique de TgAP2IX-5. Dans une troisième et dernière partie de cette thèse, nous démontrons le rôle essential de la protéine TgPP1 dans la production de l'IMC ainsi que dans le cycle cellulaire. Une analyse phospho-protéomique du mutant TgPP1 révèle que la déplétion de cette protéine entraîne la phosphorylation différentielle de plusieurs protéines de l'IMC. Dans l'ensemble, cette étude suggère que la protéine TgPP1 est importante pour contrôler les événements de phosphorylation dans le cycle cellulaire du tachyzoïte.