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     Biochimie et de Biologie Moléculaire des Insectes


  Responsable : BREY Paul (pbrey@pasteur.fr)


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Notre Unité se concentre sur trois thèmes de recherche ayant des liens entre eux : 1) le génome d'Anopheles gambiae, 2) les interactions parasite du paludisme/moustique, en particulier au tout début du développement sporogonique et 3) l'immunité des diptères surtout au niveau de la cascade enzymatique qui déclenche l'encapsulation et la production de la mélanine et les voies de signalisation impliquées dans la réponse immunitaire. Notre but est de mieux comprendre comment les parasites du paludisme interagissent avec leurs insectes hôtes afin de trouver d'éventuelles solutions pour interrompre ou réguler cette interaction.



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Génomique d'Anopheles gambiae (Charles Roth, Karin Eiglmeier, Shawn Gomez, Inge Holm, Pierre Dehoux, Kim Chaveroche, Victoria Dominguez et Paul Brey)

L'Institut Pasteur est membre du consortium international qui a réalisé le séquençage du génome de Anopheles gambiae, principal vecteur du paludisme. La séquence du génome et son analyse préliminaire ont été terminées en 2002 (Science, 2002, 4 octobre, 298 (5591) : 129-49). Cette séquence, longue de 278 millions de paires de bases, recouvre environ 90% du génome et coderait plus ou moins pour 15 000 gènes. Notre unité travaille sur l'amélioration de l'exactitude des gènes et de l'annotation des protéines codées au moyen de banques de cDNA " full-length ". Nous focalisons nos recherches sur l'étude des gènes exprimés dans les glandes salivaires du moustique et d'une manière plus générale, sur la détermination des protéines secrétées par A. gambiae. Ces études permettront également d'établir une prédiction des capacités d'interaction entre les diverses protéines du moustique ou entre le moustique et le parasite dans la glande salivaire et d'envisager celles pouvant être des cibles pour l'inhibition de la transmission du parasite.

Pour plus d'informations, vous pouvez consulter notre site : http://portail.pasteur.fr/recherche/unites/bbmi

Analyse protéomique de la salive et des glandes salivaires d'A. gambiae (Valérie Choumet, Virginie Jan, Annick Carmi-Leroy, Annie Robbe Vincent et Paul Brey)

Notre équipe procède à l'analyse protéomique, structurale et fonctionnelle, de la salive et des glandes salivaires d'Anopheles gambiae. Il est en effet maintenant admis que la salive des arthropodes influence la transmission des agents pathogènes qu'elle contient (virus, bactéries, parasites). L'étude de sa composition pourrait alors fournir de nouvelles cibles vaccinales dans la prévention et le traitement du paludisme. Par ailleurs, la salive des insectes hématophages contient une grande variété de peptides et de protéines dont la grande spécificité d'action les rend très attractifs en tant qu'outils pharmacologiques pour disséquer certains mécanismes physiologiques et proposer de nouveaux médicaments ou tests de diagnostic. L'analyse protéomique structurale est réalisée en collaboration avec la plate-forme " Protéomique " et la plate-forme d' " Analyse et de Microséquençage des Protéines " de l'Institut Pasteur. Dans le cadre du protéome fonctionnel, notre équipe focalise plus particulièrement ses efforts sur la caractérisation des molécules impliquées dans l'hématophagie.

Variations du transcriptome des glandes salivaires d' A. gambiae au cours de leur infection par Plasmodium (Isabelle Rosinski-Chupin, Sylvie Perrot et Paul Brey)

Avant sa réinjection chez un hôte humain lors de la piqûre, le Plasmodium agent du paludisme, doit traverser l'épithélium salivaire du moustique. Cet épithélium constitue ainsi une barrière biologique susceptible de réagir à la présence du parasite. Afin d'explorer l'étendue de ces réactions cellulaires et leurs conséquences à la fois sur la composition de la salive et sur la survie du parasite, nous avons entrepris la caractérisation du transcriptome des glandes salivaires d'A. gambiae et de ses modifications en réponse à la présence de Plasmodium, en utilisant la technique SAGE (Serial Analysis of Gene Expression). Plusieurs banques SAGE, correspondant à différentes périodes au cours de l'infection des glandes d'A. gambiae par P. berghei ont été obtenues. La comparaison de ces banques permet de mettre en évidence différents gènes dont l'expression est modifiée au cours de l'infection. La validation de ces résultats par des techniques différentes, aussi bien dans le modèle expérimental A. gambiae/P. berghei que dans le système naturel A. gambiae/P. falciparum est en cours. Ces études font partie du Grand Programme Horizontal Anophèle développé à l'Institut Pasteur.

Identification des gènes différentiellement exprimés chez l'ookinète du Plasmodium – (Anna Raibaud et Paul Brey)

L'ookinète est responsable de la transmission du Plasmodium au moustique. Par la technique d'hybridation soustractive, nous avions préparé une banque d'ADNc enrichie en séquences d'ookinète de P. berghei, parasite de rongeur. Un criblage différentiel de la banque a été effectué, et des clones spécifiques à l'ookinète ont été sélectionnés. Les séquences de ces clones ont été recherchées dans la banque de données EMBL. Ainsi nous avons identifié quatre gènes, spécifiques à l'ookinète, qui avaient déjà été caractérisés (la Chitinase, le CTRP, SOAP et WARP) ; la présence de ces gènes a permis de valider la banque. Cependant, pour 33% des clones, aucune homologie n'a été observée avec les séquences dans la banque EMBL. Ils ont alors été blastés contre la banque de données de Plasmodium, PlasmoDB. Une forte homologie a été trouvée avec des gènes de P. yoelii, un autre Plasmodium de rongeur. Le génome de P. yoelii a été séquencé et les gènes sont annotés ; ce qui nous a permis de prédire la fonction des protéines correspondantes. Finalement, une analyse de la transcription des gènes clonés de l'ookinète a démontré que ceux-ci sont réellement différentiellement exprimés. Nous avons aussi démontré que certains de ces gènes sont également exprimés chez les autres stades invasifs de Plasmodium, le sporozoite et le merozoite. Cette observation indique qu'ils codent pour des protéines qui pourraient jouer un rôle clé dans le processus de l'invasion.

Ecologie évolutionniste de Plasmodium et les stratégies de transmission parasitaire (Richard Paul et Paul Brey)

La transmission de Plasmodium de l'hôte vertébré à l'anophèle vecteur s'effectue par les stades sexués ; les gamétocytes. La production de gamétocytes semble être liée à l'état hématologique de l'hôte et suggère que le parasite est capable d'investissement adaptatif facultatif. Il semble que le parasite change sa production de gamétocytes afin d'assurer sa fécondation. Une telle stratégie adaptative recommande un rôle important pour garantir la fécondation du parasite, qui peut surtout être remarquable quand les densités de gamétocytes sont très basses. Dans les régions où la transmission est saisonnière, les Plasmodium survivent chez l'homme en tant qu'infections chroniques, provoquant de ce fait une pérennité des parasites pendant la saison de non-transmission et sont ainsi source de gamétocytes, qui infecteront plus tard les moustiques dès leur retour. La fragilité du processus de transmission des infections de gamétocyte de densité basse et les réponses apparemment adaptatives pour assurer sa fécondation, suggéreraient que l'évolution phénotypique gamétocytaire est formée, en grande partie, par la pression à transmettre des infections chroniques. L'identification des pressions sélectives majeures est la première étape dans une approche constructive du contrôle de la maladie. Selon la saison, la production adaptative de gamétocytes a été suggérée pour des Plasmodium spp. en régions tempérées ainsi que d'autres Haemosporidiae. Les résultats d'une analyse qualitative de données historiques suggèrent que P. falciparum peut répondre aussi aux caractères indicateurs saisonniers (Paul et al. 2004). Actuellement, notre recherche vise à examiner l'hypothèse que le parasite répond à l'augmentation saisonnière soudaine des piqûres de moustique non-infecté (par Plasmodium), à la suite des pluies, en élevant sa production de gamétocytes.

Expression des gènes de peptides antimicrobiennes dans les épithélia chez Drosophila (P. Brey)

Une des questions fondamentales qui s'applique à tous les organismes est de savoir comment les épithélia, en contact avec l'environnement, peuvent tolérer le contact constant avec les microorganismes. En collaboration avec Won-Jae Lee (Ewha University, Séoul, Corée), nous avons démontré qu'une catalase extracellulaire (IRC) chez Drosophila joue un rôle capital dans le système de défense et qu'elle est nécessaire dans les interactions hôte-microbe, au niveau du tube digestif. Il est très intéressant de constater que les mouches adultes, avec un niveau d'expression réduit de la IRC, ont un taux de mortalité très élevé, même après un simple repas de nourriture contaminée par des microbes. Cependant, malgré le rôle central de la voie NF-κ B dans l'induction des réponses antimicrobiennes, les mouches ayant la voie NF-κ B mutée sont totalement résistantes à ce type d'infection. Ces résultats montrent que l'homéostase de la balance rédox par l'IRC est un des facteurs les plus importants, qui touche à la survie des mouches, lors des interactions constantes microbes-hôte dans le tube digestif.

Caractérisation d'un homologue de Serpine-27A chez A. gambiae (Isabelle Rosinski-Chupin, Sylvie Perrot et Paul Brey)

L'encapsulation mélanotique de Plasmodium chez certaines souches d' A. gambiae conduit à un blocage de la transmission du parasite. Pour cette raison, nous nous intéressons à la régulation de la cascade de mélanisation chez A. gambiae, en particulier à la régulation de l'activité de la phénoloxydase, l'enzyme clé de la cascade de mélanisation. Chez la drosophile, il a été suggéré qu'un inhibiteur de sérine protéase, la serpine 27-A, jouerait un rôle important dans la régulation de la cascade de mélanisation ainsi que dans la régulation de l'activation de la protéine spatzle, une protéine importante pour la réponse immune innée et le développement. Chez A. gambiae, le séquençage du génome a permis de prédire l'existence de trois protéines homologues à la serpine 27-A. Nous nous intéressons aux propriétés différentielles de ces trois serpines, et notamment à leur rôle éventuel au cours de la réaction de mélanisation

Mots-clés: Malaria, Ookinete, Gamétocytes, moustique, catalase, NF-?B, immunité innée, génome, Anopheles gambiae, Plasmodium, cDNA « full-length »



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  personnel

  Secrétariat Chercheurs Stagiaires Autre personnel
  BLANC, Marie-France, mfblanc@pasteur.fr

GARNERO, Sylvie, sgarnero@pasteur.fr

BREY, Paul, IP, Chef de Laboratoire, pbrey@pasteur.fr

CHOUMET, Valérie, IP, Chargé de recherche, vchoumet@pasteur.fr

EIGLMEIER, Karin, IP, Chargé de recherche, kei@pasteur.fr

PAUL, Richard, IP, Chargé de recherche, rpaul@pasteur.sn

RAIBAUD, Anna, IP, Chargé de Recherche, araibaud@pasteur.fr

ROSINSKI-CHUPIN, Isabelle, IP, Chargé de recherche, ichupin@pasteur.fr

ROTH, Charles, CNRS, Chargé de recherche, croth@pasteur.fr

GOMEZ, Shawn, Pasteur Foundation, Postdoc, sgomez@pasteur.fr

JAN, Virginie, Museum Histoire Naturelle, Thèse, vjan@pasteur.fr

POLONSKY Alexander, Pasteur Foundation, Postdoc, apolonsk@pasteur.fr

DOMINGUEZ DEL ANGEL Victoria, Postdoc, victoria@pasteur.fr

CARMI-LEROY, Annick, IP, Technicienne, acarmi@pasteur.fr

CHAVEROCHE, Marie-Kim, IP, Technicienne, mkchaver@pasteur.fr

GEGAT, Catherine, IP, Agent de Laboratoire, cgegat@pasteur.fr

HOLM, Inge, Ingénieur, holm@pasteur.fr

PATRICIO, Vidalia, IP, Technicienne, patricio@pasteur.fr

PERROT, Sylvie, IP, Technicienne, sperrot@pasteur.fr

ROBBE-VINCENT, Annie, IP, Technicienne, arobbe@pasteur.fr

SAUTEREAU, Jean, IP, Technicien, jsautere@pasteur.fr


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