Trypanosoma brucei est un parasite unicellulaire qui est transmis d’un hôte mammifère à l’autre par l’intermédiaire de la mouche Tsé-tsé. Au cours de son cycle de vie, il est donc confronté à des environnements extrêmement différents auxquels il s’adapte en modifiant, entre autres choses, ses antigènes de surface. Dans la mouche, l’antigène de surface exprimé est la PROCYCLINE alors que dans le sang des mammifères, l’antigène exprimé est le VSG. Ces protéines sont importantes pour l’adaptation du parasite à son environnement. L’objet de ce travail était de trouver des facteurs impliqués dans le contrôle de l’expression de ces antigènes de surface. <p>Nous nous sommes donc intéressés aux mécanismes de transcription, impliqués dans la régulation de l’expression des gènes. Chez les autres eucaryotes, les gènes codant pour des protéines sont toujours transcrits par une ARN polymérase de type II (Pol II). Les ARN codant pour des protéines subissent en effet une maturation particulière (épissage et polyadénylation) et la machinerie enzymatique nécessaire à cette maturation est spécifiquement recrutée par la Pol II. Une particularité étonnante des gènes de PROCYCLINE et de VSG est qu’ils sont transcrits par une ARN polymérase de type I (Pol I) mais les transcrits résultants sont maturés comme s’ils étaient transcrits par la Pol II. L’hypothèse à la base de ce travail est que la régulation de l’expression des gènes codant pour la PROCYCLINE et le VSG s’effectue via le recrutement, au niveau de la Pol I, d’un/de facteurs normalement associé(s) à la Pol II. Nous avons donc tenté de trouver un lien entre les machineries Pol I et Pol II du parasite. Pour ce faire, nous nous sommes intéressés d’une part au facteur de transcription TFIIH et d’autre part à la machinerie de transcription Pol II du trypanosome.<p>Le facteur TFIIH est un facteur de transcription qui interagit avec la Pol II mais aussi avec la Pol I chez d’autres eucaryotes. Il nous semblait donc être un bon facteur potentiel de lien entre les deux machineries de transcription. Nous avons dans un premier temps mis en évidence que six des dix sous-unités humaines de ce complexe ont des homologues chez le parasite et que au moins quatre d’entre elles forment un complexe. Nous avons ensuite montré que la présence de TFIIH est importante pour la transcription des gènes Pol II du parasite. Sa fonction dans la transcription des gènes Pol I devra être confirmée. <p>Par ailleurs, nous avons caractérisé la composition du complexe Pol II du parasite ce qui nous permet de conclure que la composition globale de la Pol II du parasite est conservée par rapport à celle de l’homme et de la levure. Nous avons aussi montré que la sous-unité RPB5 qui interagit avec le complexe Pol II n’est pas la même que celle qui interagit avec le complexe Pol I. Le trypanosome possède en effet deux gènes codant pour deux isoformes de RPB5 (RPB5 et RPB5z) alors que la majorité des eucaryotes ne possèdent qu’un seul variant de cette protéine. Nous avons mis en évidence au cours de ce travail que chaque isoforme était spécifique d’un complexe de polymérase particulier. L’isoforme associée à la Pol II et à la Pol III ressemble à la protéine homologue présente chez l’homme et la levure, tandis que l’isoforme associée à la Pol I diverge de cette isoforme canonique. Le même phénomène a été mis en évidence pour la sous-unité RPB6. La présence d’isoformes divergentes spécifiquement associées à la Pol I du parasite pourraient être liées aux capacités qu’à cette holoenzyme de transcrire des gènes codant pour des protéines. <p>Enfin, au cours de ce travail, nous avons montré que l’inhibition de la transcription Pol II perturbait l’expression spécifique de stade des gènes codant pour les antigènes de surface. Bien que le mécanisme sous-jacent reste inconnu, il est possible que l’inhibition de la transcription Pol II, créee artificiellement dans nos expériences, mime ce qui ce passe naturellement lorsque le parasite s’apprête à changer de stade.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Histone acetylation has been linked to developmental changes in gene expression and is a validated drug target of apicomplexan parasites, but little is known about the roles of individual histone modifying enzymes and how they are recruited to target genes. The protozoan parasite Toxoplasma gondii (phylum Apicomplexa) is unusual among invertebrates in possessing two GCN5-family lysine acetyltransferases (KATs). While GCN5a is required for gene expression in response to alkaline stress, this KAT is dispensable for parasite proliferation in normal culture conditions. In contrast, GCN5b cannot be disrupted, suggesting it is essential for Toxoplasma viability. To further explore the function of GCN5b, we generated clonal parasites expressing an inducible HA-tagged form of GCN5b containing a point mutation that ablates enzymatic activity (E703G). Stabilization of this dominant-negative form of GCN5b was mediated through ligand-binding to a destabilization domain (dd) fused to the protein. Induced accumulation of the ddHAGCN5b(E703G) protein led to a rapid arrest in parasite replication. Growth arrest was accompanied by a decrease in histone H3 acetylation at specific lysine residues as well as reduced expression of GCN5b target genes in GCN5b(E703G) parasites, which were identified using chromatin immunoprecipitation coupled with microarray hybridization (ChIP-chip). We also demonstrate that GCN5b interacts with AP2-domain proteins, which are plant-like transcription factors in Apicomplexa. The interactions between GCN5b, AP2IX-7, and AP2X-8 were confirmed by reciprocal co-immunoprecipitation and revealed a “core complex” that includes the co-activator ADA2-A, TFIID subunits, LEO1 polymerase-associated factor (Paf1) subunit, and RRM proteins. The dominant-negative phenotype of ddHAGCN5b(E703G) parasites, considered with the proteomics and ChIP-chip data, indicate that GCN5b plays a central role in transcriptional and chromatin remodeling complexes. We conclude that GCN5b has a non-redundant and indispensable role in regulating gene expression required during the Toxoplasma lytic cycle.