Dommages à l'ADN, Variation antigénique, Réparation DSB, Expression monoallélique, Protéomique, RPA1, Variante de la glycoprotéine de surface

La variation antigénique contribue au potentiel de virulence des pathogènes eucaryotes et procaryotes, facilitant l'évasion immunitaire. Le parasite protozoaire Trypanosoma brucei (T. brucei) est capable de survivre chez l'hôte mammifère grâce à sa couche de glycoprotéine de surface (VSG) variant de manière stochastique afin d'échapper à la détection par le système immunitaire de l'hôte. Les gènes VSG sont exprimés de manière strictement monoallélique à partir de l'un d'environ 15 locus subtélomiques spécialisés dans les sites d'expression de forme sanguine (BES). La commutation VSG se produit principalement par recombinaison homologue entre le BES actif et l'une des grandes archives de gènes VSG. La commutation VSG est motivée par les cassures double brin de l'ADN (DSB) dans le BES, plaçant la réparation DSB au cœur de l'évasion immunitaire. La phosphorylation des protéines est au cœur de la signalisation des dommages à l'ADN, cependant, dans les trypanosomes, un seul site de phosphorylation associé aux dommages à l'ADN est actuellement connu. Afin de mieux comprendre les modifications protéiques qui régissent la variation antigénique, j'ai utilisé la protéomique quantitative pour caractériser le phosphoprotéome endommagé par l'ADN de T. brucei suite à des DSB ciblées par méganucléase sur un site interne du chromosome ou dans le BES actif. J'ai identifié plus de 6000 sites de phosphorylation, y compris un ensemble de base de 211 phosphosites qui sont considérablement régulés à la hausse ou à la baisse suite à un DSB. Je rapporte une distinction frappante entre les modifications protéiques qui accompagnent un DSB à un site interne du chromosome par rapport à un dans le BES actif, et identifie les sites de phosphorylation qui sont uniques à la recombinaison BES et donc à la variation antigénique. J'ai validé deux sites de phosphorylation candidats identifiés sur la protéine A 1 de réplication de la protéine de liaison à l'ADN simple brin (RPA-1) par la génération de mutants de phosphorylation. Je trouve qu'un site de phosphorylation de RPA-1 est essentiel pour la survie du parasite, tandis que le deuxième site limite la résection de l'ADN au niveau d'un locus interne du chromosome mais favorise la résection au niveau d'un locus subtélomérique. Dans le dernier chapitre de cette thèse, j'examine la commutation de VSG chez les parasites dans lesquels l'expression monoallélique a été perturbée par l'expression d'un deuxième VSG, VSG-5, à partir d'un loci d'ADN ribosomal. L'expression à la fois de VSG-5 et du VSG natif, VSG-2, est stable à la surface cellulaire même en l'absence de sélection de médicament. De manière surprenante, l'utilisation d'une méganucléase pour introduire un DSB spécifique au niveau du BES actif entraîne la perte du gène VSG-5, bien qu'il soit spatialement séparé dans le génome. La perte de VSG-5 dépend de la transcription et ne perturbe pas la réparation du DSB au niveau du BES. Cela indique qu'il existe des mécanismes rigoureux dans la cellule pour renforcer l'expression unique de VSG pendant la variation antigénique. Ensemble, les travaux de cette thèse visent à mieux comprendre les mécanismes moléculaires de la commutation VSG, permettant au parasite d'échapper à la détection par le système immunitaire de l'hôte.