TgREMIND est essentiel pour la biogénèse des organites sécrétoires de Toxoplasma gondii et pour l'infection de l'hôte

Résumé

Toxoplasma gondii est membre des parasites Apicomplexa qui sont caractérisés non seulement par un développement intracellulaire obligatoire, mais aussi par trois organites sécrétoires spécifiques à savoir les micronèmes, rhoptries et les granules denses. Pendant que certains parasites Apicomplexa sont capables d’infecter soit uniquement les animaux ou les humains, Toxoplasma gondii infecte à la fois les animaux et les humains en causant la toxoplasmose. Tout comme les autres parasites Apicomplexa (Plasmodium SP, Cryptosporidium SP…) la virulence et la survie intracellulaire de T. gondii dépendent des facteurs de virulence MICs, ROPs/RONs et GRAs que renferment respectivement les micronèmes, les rhoptries et les granules denses. Le trafic des facteurs pour la biogénèse des organites du parasite ainsi que leur sécrétion lors de l’invasion dépendent d’autres facteurs indispensables dont TgVPS35 et TgSORT qui sont partenaires l’une de l’autre et qui ont permis d’identifier TgREMIND (T. gondii REgulator of Membrane Interacting Domain) qui a fait l’objet de ma thèse. Le but principal de cette thèse était d’élucider les fonctions biologiques de la protéine TgREMIND dans le trafic intracellulaire et la biogénèse des organites sécrétoires spécifiques chez T. gondii. Nous avons dans un premier temps montré par bio-informatique que TgREMIND possède un premier domaine F-BAR connu pour fixer les membranes en induisant la formation de vésicules et un second domaine original de fonctions inconnues que nous avons appelé REMIND (Regulator of Membrane Interacting Domain). Ce domaine a donc donné le nom de la protéine entière TgREMIND. Nous avons montré par la suite grâce aux tests de Lipid Overlay que TgREMIND fixe plusieurs phosphoinositols (PIP2) confirmant ainsi l’interaction prédite de TgREMIND avec la membrane. Nous avons aussi identifié par GST-pull down les partenaires de TgREMIND, comme certains facteurs du trafic (TgVPS35, TgSORT, SECs etc…), certains facteurs lipidiques (START domaining containing protein et des phosphatidylinositols kinases) et des protéines des granules denses et celles des rhoptries qui sont majoritaires de toutes les partenaires. Par ailleurs, en testant l’anticorps anti TgREMIND sur les parasites sauvages, nous avons d’abord identifié en microscopie confocale le signal de TgREMIND qui est un signal ponctiforme cytoplasmique dans différents compartiments subcellulaires y compris les compartiments golgiens et post-golgiens, endosomal et à l’extrémité apical du parasite donc à proximité des rhoptries. Nous avons déterminé par western blots que la taille native est d’environ 140 kDa de TgREMIND. Ensuite, nous avons créé un mutant knock-out inductible de TgREMIND à partir duquel nous avons montré qu’en absence de TgREMIND chez le mutant, qu’il y a des changements morphologiques des rhoptries, disparition des granules denses et absence de la sécrétion de leur contenu. Cela a affecté sévèrement la motilité des parasites, ce qui a pour conséquence une incapacité sévère des parasites à envahir les cellules de mammifères pour provoquer une infection toxoplasmique. Les différents défauts ont été corrigés par complémentation du mutant TgREMIND. Nous avons ainsi conclu que la protéine TgREMIND est probablement impliquée dans la formation de la membrane vésiculaire requise pour la biogenèse des organites sécrétoires spécifiques de T. gondii. La deuxième partie de ma thèse était portée sur la protéine TgSTART, partenaire lipidique de TgREMIND. Nous avons caractérisé TgSTART à partir des parasites transgéniques et du mutant Knockdown du gène TgSTART taggués avec l’épitope HA.

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