– Trans-tRNAs

Le but de ce projet est d'étudier les enzymes et les ARN de la machinerie de traduction de Plasmodium falciparum avec pour objectifs d'augmenter les connaissances fondamentales sur la synthèse protéique du pathogène et de l'Homme et de développer à terme de nouvelles stratégies antipaludiques. Dans ce but, deux équipes aux compétences complémentaires, biologie moléculaire (M. Frugier) et parasitologie (E. Candolfi) se sont associées. Les approches que nous proposons de développer examinent les interactions potentielles entre le parasite et son hôte. En particulier, l'orientation que nous avons choisie nous amènera à explorer l'expression et l'accumulation des ARNt dans Plasmodium. En effet, nous voulons comprendre la contradiction apparente entre le besoin d'une traduction efficace au cours des étapes de multiplication et de différenciation qui caractérisent le cycle infectieux de Plasmodium dans le foie et le nombre limité de gènes d'ARNt codés dans son génome. Nous proposons ainsi de tester l'hypothèse selon laquelle le parasite importerait et utiliserait des ARNt humains au cours de la phase de développement hépatique. Plusieurs observations indépendantes relatées dans la littérature telles que, (i) la nature et la disponibilité des gènes d'ARNt de Plasmodium , (ii) l'existence de l'étape de transmigration dans le foie ou encore (iii) l'inhibition de la traduction hépatocytaire par Plasmodium, étayent notre hypothèse. - Deux approches expérimentales sont proposées pour enquêter sur le destin des ARNt dans Plasmodium au cours de la phase de développement hépatique : D'abord, les surexpressions, purifications et charges croisées entre les systèmes d'aminoacylation de Plasmodium et humains permettront de déterminer si Plasmodium peut utiliser efficacement les ARNt humains et ainsi compenser le nombre restreint de gènes d'ARNt codés dans son génome. Cette première stratégie consiste à rechercher les ressemblances et les différences structurales et fonctionnelles entre les systèmes d'aminoacylation du parasite et leurs homologues chez l'Homme et sera appliquée à trois systèmes d'aminoacylation, les aspartyl-, tyrosyl- et asparaginyl-ARNt synthetases. En parallèle, nous nous consacrerons à l'étude d'un éventuel mécanisme d'import des ARNt humains dans Plasmodium avec une série d'expériences dédiée à la mise en évidence d'ARNt humains dans Plasmodium après transmigration. Nous voulons également comprendre comment le parasite pourrait « détourner » les ARNt humains pour sa propre traduction. Pour cela, nous avons identifié dans les génomes de différentes souches de Plasmodium le gène d'une protéine unique pouvant jouer le rôle de « récepteur d'ARNt » à la surface du parasite, par exemple, en concentrant les ARNt humains pour faciliter leur import éventuel. En effet, sur la base de prédictions bio-informatiques, ce gène coderait pour une protéine de surface (prédiction d'une hélice transmembranaire en N-terminal) dont le domaine soluble partage une forte homologie de séquence avec le domaine de liaison des ARNt bien connus dans les protéines AIMP1 et Arc1p (protéines de liaison aux ARNt chez les mammifères et la levure, respectivement). - L'accès au matériel biologique de Plasmodium (dont les ARNt), l'expression des protéines de parasite dans Escherichia coli et la purification des formes recombinantes correspondantes constituent des étapes initiales essentielles pour déterminer les propriétés fonctionnelles et structurales non seulement des trois systèmes d'aminoacylation mais également de la nouvelle protéine de surface. Si de plus, la fonction de cette protéine s'avérait essentielle à la survie de Plasmodium, ce projet pourrait à terme devenir prometteur pour le développement de nouvelles approches thérapeutiques dirigées contre Plasmodium. - ...