Caractérisation de protéines atypiques à domaine BAR codées par Toxoplasma gondii

Characterization of atypical BAR domain-containing proteins coded by Toxoplasma gondii

• Auteur / Autrice : Noha Al-Qatabi
• Direction : Guillaume Drin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Interactions moléculaires et cellulaires
• Date : Soutenance le 19/06/2024
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Nice ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de pharmacologie moléculaire et cellulaire (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Côte d’Azur (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Cyrille Botté
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Cyrille Botté, Patricia Bassereau, Sabrina Marion, Bruno Mesmin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Patricia Bassereau, Sabrina Marion

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biochimie

Toxoplasma gondii

Mots clés libres

Toxoplasma gondii

Protéines TgREMIND et TgBAR2

Domaine-BAR

Trafic de vésicules membranaires

Compartiments sécrétoires

Biochimie

Toxoplasma gondii

TgREMIND and TgBAR2 proteins

BAR-Domain

Vesicular trafficking

Secretory compartments

Biochemistry

Résumé

Toxoplasma gondii, l'agent pathogène causant la toxoplasmose, infecte et se réplique à l'intérieur de cellules hôtes grâce à sa capacité à sécréter des facteurs stockés dans des organites sécrétoires uniques (rhoptries, micronèmes, granules denses). Ces facteurs permettent au parasite de moduler le système immunitaire de l'hôte et d'en capturer certains éléments. La formation de ces organites uniques et les processus de sécrétion et de capture dépendent d'événements de trafic vésiculaire dont les bases moléculaires restent peu connues. Notamment, il n'existe pratiquement aucune caractérisation des protéines à domaine BAR, exprimées chez T. gondii et d'autres apicomplexes, malgré leur rôle connu dans le trafic vésiculaire chez d'autres eucaryotes. Ici, en combinant des analyses structurales avec des tests in vitro et des observations cellulaires, j'ai caractérisé TgREMIND (REgulators of Membrane INteracting Domains), protéine impliquée dans la génération des rhoptries et granules denses, ainsi que TgBAR2, localisée à la périphérie du parasite. J'ai établi que TgREMIND possède un domaine F-BAR pour cibler préférentiellement des membranes neutres et potentiellement les perturber. De plus, je montre que la protéine possède un nouveau type de domaine structural appelé REMIND, qui semble capable d'inhiber l'activité de TgREMIND. En parallèle, je montre que TgBAR2 contient un domaine BAR avec l'interface de liaison à la membrane la plus basique décrite pour ce type de domaine, capable de déformer puissamment des membranes anioniques pour former notamment des tubules micellaires. Ceci suggère que ce domaine représente un nouveau type de domaine BAR. Mes données suggèrent que T. gondii code pour des protéines atypiques à domaine BAR avec des propriétés de liaison membranaire très contrastées pour cibler des régions distinctes de son système de trafic vésiculaire.

Toxoplasma gondii, the causative agent of toxoplasmosis, infects and replicates within host cells through its ability to secrete factors stored in unique secretory organelles (rhoptries, micronemes, dense granules). These factors allow the parasite to modulate the host's immune system and capture certain elements. The formation of these unique organelles and the secretion and capture processes depend on trafficking events whose molecular bases remain poorly understood. Notably, there is virtually no characterization of BAR domain proteins, expressed in T. gondii and other apicomplexans, despite their known role in vesicular trafficking in other eukaryotes. Here, by combining structural analyses with in vitro tests and cellular observations, I characterized TgREMIND (REgulators of Membrane INter-acting Do-mains), a protein involved in the generation of rhoptries and dense granules, as well as TgBAR2, located at the periphery of the parasite. I established that TgREMIND has an F-BAR domain to preferentially target neutral membranes and potentially disrupt them. Additionally, I show that the protein has a new type of structural domain called REMIND, which appears capable of inhibiting TgREMIND activity. In parallel, I show that TgBAR2 contains a BAR domain with the most basic membrane-binding interface described for this type of domain, capable of powerfully deforming anionic membranes to form micellar tubules. This suggests that this domain represents a new type of BAR domain. My data indicate that T. gondii encodes two atypical BAR domain proteins with highly contrasting membrane binding properties to target distinct regions of its vesicular trafficking system.