Identification and characterization of PEX6, PEX10 and PEX12, three peroxins involved in glycosome biogenesis in Trypanosoma brucei
(2006)
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- Michels, Paulus
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- L'Afrique est un continent vaste, hétéroclite, riche en ressources naturelles et humaines, mais qui se débat toujours dans de nombreux problèmes tels que les guerres, la pauvreté et les maladies. Parmi celles-ci, on cite les trypanosomiases qui sont causées par différentes sous-espèces de Trypanosoma brucei, parasites appartenant à l'ordre des Kinetoplastida. Ces maladies sévissent surtout dans les régions tropicales et subtropicales où le vecteur responsable de la dissémination de ces parasites abonde. Les affections générées par les trypanosomes touchent aussi bien l'homme que le bétail et les conséquences sur la santé et la prospérité humaines sont dévastatrices. Actuellement, les médicaments disponibles sont peu efficaces, chers et toxiques et de nouvelles résistances sont apparues, ce qui rend urgent le développement de nouveaux médicaments et procédés curatifs. Chez les trypanosomatidés, la glycolyse est organisée de façon unique: la majorité des enzymes glycolytiques de cette voie métabolique sont confinées dans le glycosome, un organite qui présente beaucoup de points communs avec les peroxisomes d'autres organismes et notamment le mécanisme de biogenèse. Jusqu'à présent, 32 protéines appelées "peroxines" (PEX) ont été découvertes comme étant impliquées dans l'adressage des protéines nouvellement synthétisées vers la matrice et la membrane du peroxisome. L'importation de ces protéines et leur intégration dans la membrane est un phénomène complexe, au cours duquel les différentes peroxines interagissent les unes avec les autres. Au cours de l'évolution, le processus de biogenèse des peroxisomes a été généralement conservé avec des différences mineures spécifiques à chaque espèce. Cependant, et en dépit de leurs fonctions similaires, les structures primaires des peroxines sont faiblement conservées. Ainsi, la biogenèse du glycosome chez les trypanosomatidés constitue une cible valable pour développer de nouveaux agents thérapeutiques capables de s'attaquer spécifiquement aux parasites sans perturber le métabolisme de l'hôte. Dans l'introduction générale, nous avons résumé les principales caractéristiques et propriétés particulières du parasite T. brucei. L'ensemble a été traité d'un point de vue taxonomique, distribution géographique, les affections générées par le parasite et les traitements disponibles. Certaines spécificités génétiques comme la variation antigénique, l'importance de la glycolyse et l'intégrité du glycosome pour la survie du parasite ont été décrites. Nous avons aussi expliqué le rôle que remplit le peroxisome dans la physiologie du mammifère et résumé les pathologies graves qui résultent de la défaillance de cet organite. La ressemblance des peroxisomes et des glycosomes est discutée et un survol de certains aspects de la biogenèse des peroxisomes/glycosomes est donné. Cette partie inclut une description détaillée des interactions des protéines impliquées dans l'importation des protéines peroxisomales. Finalement, nous avons décrit de façon succincte la méthode de l'ARN interférence (ARNi), un phénomène biologique qui peut être utilisé comme une technique expérimentale et qui fut un outil de recherche essentiel dans notre travail. Dans le Chapitre 2, nous détaillons les différentes techniques expérimentales utilisées dans ce travail. Dans le Chapitre 3, nous décrivons le clonage moléculaire, les caractéristiques des protéines de T. brucei homologues à PEX6, PEX10 et PEX12 ainsi que l'analyse de leurs rôles dans la biogenèse des glycosomes. L'identité fonctionnelle de ces protéines et leurs implications dans le processus de biogenèse du glycosome ont été confirmées par la méthode de l'ARNi. En utilisant cette technique, nous avons montré que PEX6, PEX10 et PEX12 sont vitales pour les deux formes du parasite (sanguicole et procyclique), car la diminution de l'expression spécifique de ces protéines provoque un arrêt de la croissance du parasite. De plus, l'expérience de fractionnement cellulaire basée sur une perméabilisation différentielle des membranes par un détergent, la digitonine a montré que la compartimentation correcte des enzymes glycolytiques nouvellement synthétisées était compromise chez les lignées procycliques déficientes en PEX6, PEX10 et PEX12. Ces résultats ont aussi été confirmés par des études d'immunofluorescence en utilisant la microscopie confocale. Ainsi, tous les résultats obtenus démontrent que chaque peroxine étudiée est essentielle dans le processus de biogenèse du glycosome. En marge de l'objectif initial du projet, les expériences de fractionnement cellulaire par la digitonine sur les trypanosomes soumis à l'ARNi, ont montré un effet inattendu sur l'expression et la distribution cellulaire de PEX5, une autre peroxine capitale dans le processus de biogenèse. Pour finir, un dernier chapitre complète la thèse avec une discussion générale des résultats ainsi que les perspectives et leurs applications pour un futur travail de recherche. ...
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Citations
Krazy, H. (2006). Identification and characterization of PEX6, PEX10 and PEX12, three peroxins involved in glycosome biogenesis in Trypanosoma brucei. https://hdl.handle.net/2078.5/112216