Institut Pasteur Rapport d'activité de l'unité Biochimie et Biologie moléculaire des Insectes pour l'année 1999


Responsable : BREY Paul (pbrey@pasteur.fr)

Résumé du rapport

L'objectif des recherches du laboratoire est de comprendre les mécanismes moléculaires de la réponse immunitaire chez les insectes ainsi que les interactions insecte/pathogène et insecte/parasite. Nous travaillons aussi sur le séquençage du génome d'Anopheles gambiae en collaboration avec le Génoscope (Centre National de Séquençage) http://bioweb.pasteur.fr/BBMI/index.html

Abstract

Our laboratory is studying the immune responses in insects (mosquitoes, drosophila and silkworms), as well as host-parasites interactions between members of the Apicomplexa (Plasmodium and Toxoplasma) and their host cells. In addition, we have finished a Sequence Tag Connector project on the genome of Anopheles gambiae in collaboration with Genoscope (Centre National de Séquençage) http://bioweb.pasteur.fr/BBMI/index.html. The sequencing of the PEN1 region (1Mb) is underway. This region was found to confer a refractory phenotype towards Plasmodium ookinetes.

Texte du rapport

Recherches sur la Drosophile : Lipopolysaccharide Activated Kinase (putative IkB kinase homolog) (Sung-Jun Han, Paul Brey)

En 1999, afin d’identifier une IkB kinase homologue chez Drosophila, nous avons criblé in silico les banques des Expressed sequence tag (EST) du projet Génome de Drosophila (Berkeley, Californie, USA). Nous avons identifié un ADNc partiel ayant une forte homologie de séquence avec l’IKKb de l’homme. Le criblage de notre banque d’ADNc des cellules immuno-compétentes l(2) mbn a permis l’isolement d’un ADNc complet avec un cadre de lecture de 731 acides aminés. La comparaison des séquences avec les banques de données a montré une identité de 30 % et une similitude de 50 % avec l’IKKb de l’homme. La Drosophila kinase a été exprimée d’une façon constitutive à tous les stades de développement chez cet insecte. Les analyses par “ Southern Blot ” suggèrent fortement que la kinase existe en une seule copie ; ce qui concorde avec la démonstration de la localisation in situ sur les chromosomes polythènes où la sonde a hybridé avec une seule région (Chromosome 2R, position 49E).

Recherche génomique sur le moustique Anopheles gambiae (Charles Roth)

Nous recherchons les façons de réguler la transmission du paludisme en interrompant le cycle de vie du parasite chez le moustique A. gambiae.

Dans une première étape, nous avons entrepris avec le Génoscope (Centre National de Séquençage) le séquençage et l'annotation de 17 500 petites séquences (environ 1000 bases) réparties sur l'ensemble du génome. Cette première étape vers le séquençage total, visant à établir des "points de repères" sur le génome, a permis de constituer la première grande base de données de marqueurs chromosomiques. L'ensemble des séquences obtenues représente environ 5 % du génome total (260 Mpb) du moustique, et a déjà conduit à l'identification de 600 nouveaux gènes du moustique. Nous sommes en train de nous servir de cette banque de données afin de séquencer une région de 1 Mpb du chromosome 2 pour identifier un gène important pour le blocage de la croissance de Plasmodium chez A. gambiae. Nous sommes aussi en cours de caractérisation des gènes chez les insectes homologues des gènes humains responsables de la résistance aux drogues. Ces protéines jouent un rôle très important dans la protection des insectes contre les substances toxiques.

L'invasion du Plasmodium dans son vecteur moustique (Richard Paul, Anna Raibaud et Paul Brey)

Les études que nous menons actuellement portent sur les stades Plasmodium chez le moustique vecteur, dans lequel la transformation des stades sexués (les gamétocytes) en gamètes mâles et femelles précèdent la fécondation et le développement d'un zygote (ookinètes). Notre étude sur les gamétocytes (lesquels sont produits chez l'hôte vertébré), porte sur les facteurs du déterminisme sexuel. Nous avons pu montrer que la proportion de gamètes mâles et femelles produits lors d'une infection change avec le déclenchement de l'érythropoïèse (la production des globules rouges chez l'hôte vertébré) et que l'hormone érythropoïétine est impliquée dans la détermination sexuelle de Plasmodium. C'est la première fois qu'un mécanisme de la détermination sexuelle a pu être mis en évidence chez les parasites du genre Plasmodium.

Propriétés motiles des parasites du phylum des Apicomplexes (Isabelle Tardieux)

Notre recherche vise à caractériser, chez les protozoaires parasites du phylum des Apicomplexes (Plasmodium et Toxoplasma gondii), les bases moléculaires de la dynamique du cytosquelette d’actine. La ré-organisation du cytosquelette d’actine contrôlant la motilité des parasites comme leur capacité à pénétrer dans une cellule-hôte est un processus déterminant pour la survie du parasitisme.

Chez Toxoplasma gondii, nous avons isolé puis identifié une des protéines majeures associées à l’actine. Il s’agit d’une protéine nouvelle que nous avons dénommée la Toxofiline. In vitro, la Toxofiline séquestre les monomères d’actine, coupe et stabilise les filaments d’actine. De plus, après expression ectopique de la Toxofiline dans une lignée de cellules épithéliales, nous avons observé une destruction du cytoquelette filamentaire de l’actine en particulier au niveau des structures organisées de filaments appelées fibres de stress. Chez T. gondii, la Toxofiline est associée à l’actine monomérique et filamentaire et à l’aide d’une approche génétique, nous analysons si la modification du niveau d’expression de la Toxofiline influe sur les propriétés motiles et invasives du tachyzoïte. Nous avons également montré que la Toxofiline est phosphorylée sur des résidus thréonine et sérine puis nous avons purifié et identifié une phosphatase parasitaire associée au complexe actine-Toxofiline. La Toxofiline endogène comme recombinante sont des substrats pour cette activité phosphatase : nous analysons actuellement si la phosphorylation-déphosphorylation de la Toxofiline régule l’une ou/et l’autre des activités de la Toxofiline sur la dynamique de l’actine tout en recherchant l’activité kinase parasitaire responsable de la phosphorylation.

Mots clés
moustique, insecte, vecteur, réponse immunitaire, parasites, Apicomplexes, génome, actine

Personnel de l'unité

Secrétariat de l'unité

BLANC Marie-France

Chercheurs de l'unité

BREY Paul, IP
ROTH Charles, CNRS
RAIBAUD Anna, IP
TARDIEUX Isabelle, IP
PAUL Richard, Chercheur contractuel IP

Stagiaires de l'unité

HAN Sung-Jun, Thèse
MARCHAL Laurence, Thèse
DELORME Violaine, Thèse
SHIN Sang-Woon, Thèse
MARTIN Ambroise, Thèse
de VENEVELLES Patrick, Licence
CHAMARIER Aurélien
RUSSEL Dacia
PORTO Cristiane

Autre personnel de l'unité

PERROT Sylvie
POUPEL Olivier
CARMI-LEROY Annick
GEGAT Catherine

Publications de l'unité

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