Étude du rôle des G-quadruplexes et de leurs protéines d'interaction chez Plasmodium falciparum

Le paludisme continue d'etre l'une des principales causes de morbidite et de mortalite dans les pays en developpement. Le developpement de la resistance aux medicaments antipaludiques disponibles et la rarete des vaccins efficaces ont rendu necessaire la recherche urgente de nouvelles cibles antipaludiques. La forme grave du paludisme est causee par Plasmodium falciparum, qui presente un cycle de vie complexe impliquant diverses formes morphologiquement et fonctionnellement distinctes chez deux hotes differents - l'humain et le moustique anophele. Afin de se developper dans l'environnement de deux hotes distincts, ces parasites utilisent differents mecanismes pour reguler leur expression genetique etroitement coordonnee. Ce projet de these se concentre sur l'exploration de cette regulation, qui est mediee par des structures secondaires d'ADN riches en guanine, principalement des G-quadruplexes. Ces structures se trouvent dans une large gamme d'organismes et sont impliquees dans la regulation des genes tels que la transcription, la replication de l'ADN et la maintenance telomerique. Recemment, on a decouvert qu'elles sont egalement impliquees dans le processus de virulence pour echapper a la reponse immunitaire de l'hote dans de nombreux pathogenes tels que les bacteries, les protozoaires et les virus. Chez Plasmodium, les motifs formant le quadruplex-G sont enrichis dans les regions telomeriques et sous-telomeriques, ou les genes de virulence sont presents. L'existence de G4 dans le genome de ces parasites riches en AT indique leur role dans le mecanisme de regulation des genes et de variation antigenique. Cependant, il y a un manque de preuves experimentales pour appuyer cette hypothese. Le but de ce projet est de fournir la premiere etude complete de l'interactome G4 afin de comprendre le role des mecanismes de regulation medies par le G4 dans la biologie du Plasmodium. En utilisant une combinaison d'approches non biaisees (levure hybride et test d'ADN pull-down), nous avons identifie ~152 proteines interagissant potentiellement avec les motifs G4 Plasmodium falciparum. Il a ete demontre que les orthologues de certaines de ces proteines interagissent avec les G4, ce qui renforce nos resultats. De plus, pour comprendre comment ces candidats contribuent aux processus de regulation medies par les G4, nous avons selectionne et caracterise deux proteines (GBP2 et DNAJ) pour effectuer des etudes fonctionnelles apres validation de leurs proprietes de liaison. Il est demontre que ces proteines jouent un role important dans la biologie du Plasmodium. Dans cette etude, nous avons decouvert que la GBP2 est une proteine dispensable qui interagit avec la G4 selectionnee. Meme si la deletion du gene n'est pas mortelle pour les parasites, elle affecte toujours l'expression des genes var. Alors que l'ADNJ putatif est une proteine essentielle et que sa deletion entraine l'arret des parasites aux derniers stades du cycle erythrocytaire. Collectivement, cette etude fait la lumiere sur ce mecanisme de regulation base sur la structure de l'ADN, encore peu etudie, et fournit la premiere etude systematique de l'interactome G4. Etant donne leur role essentiel dans le developpement des parasites, une caracterisation plus poussee des candidats obtenus permettra probablement de generer de nouvelles cibles pour les antipaludiques qui contribueront a long terme a l'eradication de la maladie.