ED Sciences de la Vie et de la Santé
Traitement et traduction de l'ARN mitochondrial chez les parasites eucaryotes
par Sramona BARUA (Acides nucléiques : Régulations Naturelles et Artificielles)
Cette soutenance a lieu à h00 - Auditorium European Institute of Chemistry and Biology, 2 Rue Robert Escarpit 33607 PESSAC FRANCE
devant le jury composé de
- Yaser HASHEM - Directeur de recherche - University of Hamburg - Directeur de these
- Petya KRASTEVA - Directrice de recherche - UMR5248 CBMN - Examinateur
- Pascal AUFFINGER - Directeur de recherche - Institute for Molecular and Cellular Biology (IBMC), French National Centre for Scientific Research - Rapporteur
- Eva KOWALINSKI - Directrice de recherche - European Molecular Biology Laboratory (EMBL) — Grenoble Site - Rapporteur
Les mitochondries sont des organites essentiels à la vie des eucaryotes, assurant la production d'énergie et de nombreux processus métaboliques. Chez les parasites eucaryotes, l'expression des gènes mitochondriaux a évolué de manière très divergente afin de s'adapter à des cycles de vie complexes et à des environnements hôtes variés. Cette divergence repose notamment sur le traitement et la traduction des ARN mitochondriaux, qui gouvernent la maturation et le décodage des transcrits en protéines nécessaires à la phosphorylation oxydative et à la survie du parasite. Contrairement aux organismes modèles, les mitochondries parasitaires présentent souvent une organisation génomique atypique, des voies de maturation de l'ARN non canoniques et des mitoribosomes spécialisés. Comprendre ces mécanismes est donc essentiel pour révéler des aspects fondamentaux de la biologie mitochondriale et identifier des vulnérabilités exploitables à des fins thérapeutiques. Chez les kinétoplastidés, l'expression mitochondriale se distingue par une voie de traitement étendue appelée édition de l'ARN. Les transcrits sont produits sous forme de pré-ARNm cryptiques nécessitant l'insertion et la délétion d'uridines pour devenir traduisibles. Ce processus est catalysé par l'éditosome, un grand complexe multiprotéique agissant avec des ARN guides. Il orchestre des étapes successives de clivage, d'insertion ou d'élimination d'uridine et de ligation, générant des ARNm fonctionnels indispensables à la viabilité du parasite. Comme l'éditosome est spécifique aux trypanosomatidés et absent chez l'hôte mammifère, sa structure représente une cible potentielle pour le développement de médicaments sélectifs. Cette étude se concentre sur la purification et la caractérisation structurelle du complexe éditosome ~20S. Des étiquettes d'affinité ont été introduites dans des sous-unités sélectionnées afin d'isoler des complexes intacts, qui ont ensuite été analysés par cryo-microscopie électronique pour définir leur architecture et leur organisation moléculaires. Si l'édition de l'ARN constitue une couche majeure de régulation chez les kinétoplastidés, l'expression mitochondriale s'achève par la traduction. Chez les apicomplexes, les ARN mitochondriaux sont peu édités mais décodés par des mitoribosomes hautement divergents, enrichis en protéines pour s'adapter à des génomes réduits et à des transcrits atypiques. Dans cette thèse, je me concentre sur Toxoplasma gondii et sur l'analyse structurale par cryo-microscopie électronique de son ribosome mitochondrial. Nous avons déterminé la première structure d'un mitoribosome d'apicomplexe, atteignant des résolutions de 2,89 Å pour la LSU, 3,6 Å pour la tête de la SSU et 3,2 Å pour le corps de la SSU. Cette analyse révèle l'ARN ribosomal mitochondrial le plus fragmenté décrit à ce jour, avec 25 fragments dans la LSU et 15 dans la SSU, ainsi que de nombreux fragments supplémentaires non assignés.