Etudes fonctionnelles de protéines NEK (Nima Related Kinases) chez Trypanosoma Brucei : identification et caractérisation d'une nouvelle protéine du corps basal TbnrkC

• Auteur / Autrice : Lydie Pradel
• Direction : Derrick Robinson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et médicales. Biologie-Santé
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Bordeaux 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cytodiérèse

Microtubules

Protéines kinases

Trypanosomiase africaine

Afrique

Trypanosoma brucei

Résumé

Le protozoaire Trypanosoma brucei est le parasite resonsable de la maladie du sommeil en Afrique. Cette pathologie mortelle pour l'homme et les animaux est actuellement en pleine recrudescence et contribue à la pauvreté des pays africains. De plus, le trypanosome a développé des mécanismes de résistance contre les traitements chimiques, anciens et très toxiques. Une meilleure connaissance de la biologie du parasite ainsi que la recherche de nouvelles cibles thérapeutiques sont donc nécessaires. Le parasite se présente sous deux formes principales : les formes procycliques, dans l'intestin de l'insecte vecteur et les formes sanguines chez l'hôte mammifère. Le trypanosome (en phase G1) possède un unique génome mitochondrial, le kinétoplaste, essentiel à la survie du parasite chez l'insecte. Lors de la division cellulaire, la séparation des corps basaux, à l'origine des flagelles, permet la répartition des kinétoplastes. Mon travail de thèse est basé sur l'étude du mécanisme de biogenèse et de séparation des corps basaux cez le trypanosome. Les protéines NEK (NIMA related kinases) sont impliquées dans le cycle cellulaire et localisées pour la plupart au niveau des centres organisateurs des microtubules. Deux protéines de cette famille ont été précédemment identifiées chez T. Brucei, TbNrkB. Ces protéines seraient impliquées dans le processus de différenciation du parasite. Nous avons, dans un premier temps, cherché à localiser ces protéines chez le trypanosome, puis à compléter leur étude fonctionnelle par interférence ARN et surexpression dans les formes procycliques. Cependant, ne pouvant déterminer si TbNrkA et B sont des composants du corps basal, nous nous sommes consacré à l'étude d'une nouvelle protéine NEK, TbNrkC. Nous montrons que TbNrkC est une protéine kinase fonctionnelle in vitro et in vivo (dans les formes procycliques). Elle est exprimée et associée aux corps basaux dans les cellules procycliques et sanguines. L'interférence ARN dirigée contre TbNrkC ou la surexpression d'une forme inactive de TbNrkC induit la formation de cellules comportant des corps basaux qui sont dupliqués. La surexpression de la forme active de TbNrkC produit l'apparition de cellules multinucléées contenant un large kinétoplaste et un nombre surnuméraire de corps basaux non fonctionnels. La cytodiérèse des cellules n'a pas lieu. TbNrkC est la première protéine des corps basaux à avoir été identifiée dans la voie de contrôle de la cytodiérèse chez T brucei.

The protozoan parasite Trypanosoma brucei is responsible for sleeping sickness in Africa. Currently, this fatal disease (for humans and animals) contributes significantly to the poverty status of many African countries. Moreover, Trypanosoma have developed resistance mechanisms to the (old and toxic) medications. A better knowledge of parasite biology and identifying new therapeutic targets are needed. The parasite exists in two major forms : the procyclic form in the vector insect mid-gut and the bloodstream form in the mammal host. The G1 trypanosome has a single mitochondrial genome called kinetoplast, which is essential for parasite survival in the insect. During the cell cycle, the separation of flagella basal bodies mediates kinetoplast segregation. My research interests are based on the biogenesis and separation of trypanosome basal bodies. NEK (NIMA related kinases) proteins are involved in the cell cycle and most of them are localised in microtubule organising centres. Two proteins of this family have already been identified in T. Brucei : TbNrkA and B. These proteins are involved in the specific differentiation processes of the parasite. We have tried to locate these proteins in Trypanosoma and complete a functional characterisation by RNA interference and over-expression in procyclic forms. Unfortunately, we were unable to determine whether TbNrkA and B are components of basal bodies. However, we identified a new NEK protein we called TbNrkC. We show that TbNrkC is a functional kinase protein in vitro and in vivo (in procyclic forms). It is expressed and associated to the basal bodies in procyclic and bloodstream cells. RNAi knockdown of TbNrkC and over-expression of kinase dead TbNrkC in procyclic forms induce the accumulation of cells with duplicated basal bodies. The over-expression of active protein produces the formation of multinucleated cells with enlarged kinetoplast and supernumerary, non-functional basal bodies. Cytokinesis fails in over-expressing cells. TbNrkC is the first basal body protein to be identified in the T. Brucei cytokinesis checkpoint pathway.