Thèse soutenue

Mécanismes qui régissent le contrôle de la longueur du flagelle chez Trypanosoma brucei
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Auteur / Autrice : Daniel Abbühl
Direction : Philippe BastinSerge Bonnefoy
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie cellulaire et développement
Date : Soutenance le 29/09/2023
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pasteur (Paris). Biologie des interactions hôte-parasite
Jury : Président / Présidente : Sylvie Schneider-Maunoury
Examinateurs / Examinatrices : Alice Meunier, Vyacheslav Yurchenko
Rapporteurs / Rapporteuses : Aminata Touré, Keith Matthews

Mots clés

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Mots clés libres

Résumé

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Les flagelles, également appelés cils, sont des organites complexes qui jouent un rôle important dans la motilité, la reconnaissance sensorielle et la morphogenèse cellulaire. La recherche des mécanismes qui régissent le contrôle de la longueur des flagelles est un domaine de recherche actif. Le projet vise à étudier ce processus chez le parasite protozoaire Trypanosoma brucei, utilisé ici comme organisme modèle. Tout en progressant à travers les différentes étapes du cycle de vie complexe, la longueur du flagelle varie fortement entre les différents stades. Dans la même cellule, T. brucei assemble un nouveau flagelle à côté d'un flagelle mature, dans lequel la poursuite de l'assemblage est empêchée. Le nouveau flagelle s'allonge jusqu'à atteindre ~80% de la longueur du flagelle mature. Les cellules se divisent ensuite et le nouveau flagelle est construit à pleine longueur après la division. Notre groupe a proposé un modèle où les flagelles matures sont verrouillés après leur construction à pleine longueur, par un événement qui a lieu avant la division cellulaire . Dans une collaboration récente, un gène candidat prometteur pour cet événement de verrouillage a été décrit , cependant, le mécanisme reste inconnu. Pour étudier le contrôle de la longueur des axonèmes, nous avons développé un système d'expression inductible de l'alpha-tubuline marquée. En raison de sa dépendance à l'intégrité de la séquence et aux modifications post-traductionnelles, la tubuline marquée en N- ou C-terminal n'est pas incorporée dans l'axonème de T.brucei. Nous avons donc dû adopter une nouvelle approche qui a été réalisée avec succès chez la levure et les cellules de mammifères en marquant l'alpha-tubuline à l'intérieur du gène au lieu d'un marquage sur les extrémités. Nous avons d'abord démontré qu'un tag Ty1 intragénique à l'intérieur de la "boucle d'acétylation" entraîne l'incorporation d'une tubuline marquée similaire à l'alpha-tubuline endogène. La tubuline marquée a ensuite été placée sous la régulation d'un opérateur tétracycline pour rendre l'expression inductible à l'ajout de tétracycline. Avec ce système, nous avons montré que la tubuline n'est en effet assemblée que dans le nouveau mais pas dans l'ancien flagelle, un schéma qui démontre formellement le modèle de verrouillage proposé par notre groupe (Bertiaux et al. 2018) et (les détails et les figures peuvent être trouvés dans le rapport du premier comité). Ensuite, nous avons démontré que les trypanosomes s'engagent à verrouiller leurs flagelles avant la division cellulaire avec une série d'expériences utilisant le téniposide. Ce médicament inhibe la division cellulaire des trypanosomes mais ne perturbe pas la ségrégation des corps basaux, permettant ainsi l'assemblage normal de nouveaux flagelles. Ces expériences ont montré que les cellules qui ne se divisent plus et qui ont deux flagelles complets n'incorporent pas de nouvelle tubuline, ce qui prouve formellement l'engagement des cellules à verrouiller leurs flagelles avant la division cellulaire (rapport de la deuxième commission). Ensuite, nous avons étudié comment les nouveaux flagelles sont terminés après la division cellulaire. Une hypothèse postule que les nouveaux flagelles sont terminés sur plusieurs cycles cellulaires après leur division (Farr et Gull 2007). Pour avoir une idée de la façon dont les flagelles sont remodelés sur des périodes plus longues, nous avons réalisé des expériences de désinduction où la tétracycline a été éliminée après une induction initiale prolongée. Avec les données des expériences d'induction (6-9h), nous pouvons confirmer cette hypothèse et postuler que cette élongation post-division se produit pendant la phase G1. Nous avons également testé le mécanisme de verrouillage au stade du cycle de vie qui est présent dans la circulation sanguine des mammifères et nous pouvons affirmer qu'il est également présent à ce stade.