Projet ANR-13-BSV3-0006 – CanDyMemb : Régulation du trafic membranaire par les GTPases Arf/Rab pour la croissance filamenteuse et la virulence du pathogène fongique Candida albicans
Programme : Blanc - SVSE 3 - Microbiologie, immunologie, infectiologie (Blanc SVSE 3) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Monsieur Robert Arkowitz (Institut de Biologie Valrose (IBV))
Partenaires : Institut de Biologie de Valrose
Montant : 410000.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 48 mois
Résumé : Le trafic membranaire cellulaire est médié par le transport vésiculaire entre différents compartiments membranaires. Les organites exocytiques et endocytiques, comme le réticulum endoplasmique, le Golgi, la membrane plasmique et les endosomes, sont connectées par le transport bidirectionnel rapide de vésicules. Les petites protéines G des familles Rab et Arf, qui appartiennent à la superfamille Ras, régulent chacune des étapes de ce trafic chez les eucaryotes. Cette régulation spatio-temporelle est critique pour la croissance et la morphogenèse. Les protéines G de type Arf sont impliquées dans le contrôle du bougeonnement vésiculaire à partir de compartiments donneurs alors que la famille Rab est connue pour réguler le transport vésiculaire, l’attachement et la fusion avec les membranes acceptrices. Des études chez Saccharomyces cerevisiae ont permis de caractériser ces protéines G, mais peu de choses sont connues concernant leur rôle dans la croissance polarisée médiée par un signal externe. De même, leur rôle reste largement méconnu chez les champignons filamenteux.
Ce projet a pour but d'étudier la fonction des GTPases Arf/Rab chez une levure pathogène opportuniste de l'homme, Candida albicans, cause majeure d'infections nosocomiales. Cette levure change dramatiquement de morphologie, pour former des filaments fortement polarisés, en réponse à des stimuli environnementaux, un processus qui est critique pour sa virulence. En outre, au cours de sa croissance filamenteuse, C. albicans présente une structure unique, caractéristique de la croissance hyphale des champignons filamenteux, le Spitzenkörper (accumulation de vésicules). Contrairement à S. cerevisiae, C. albicans n'a pas subi de duplication de son génome et représente donc un modèle plus simple pour étudier le trafic membranaire. En effet, parmi les champignons, C. albicans possède le nombre le plus restreint de Rab GTPases et d’homologues d’activateurs et inactivateurs des protéines Arf/Rab. Ces caractéristiques font de ce pathogène opportuniste un modèle idéal et nouveau pour étudier le rôle de la sécrétion et de l'endocytose lors de la croissance polarisée médiée par un signal externe. 
L'objectif de ce projet est de comprendre comment le trafic vésiculaire est régulé lorsque C. albicans est exposé à un stress externe, que ce soit un inducteur de croissance filamenteuse ou un perturbant de la paroi cellulaire. Nous nous concentrerons sur le trafic vésiculaire dans l'appareil de Golgi, la sécrétion à la membrane plasmique et l'endocytose. Nous allons déterminer le rôle des protéines Arf/Rab,- essentiellement 8 d’entre elles -, de leurs activateurs et inactivateurs potentiels, dans la croissance filamenteuse, l'intégrité de la paroi cellulaire et la virulence de C. albicans. Des mutants perte de fonction et de surexpression de ces protéines seront générés. Nos résultats préliminaires ont déjà identifié une protéine Arf clé, nécessaire à la fois pour la croissance filamenteuse et l’intégrité de la paroi cellulaire de cet organisme. Nous suivrons la localisation des GTPases impliquées dans la croissance filamenteuse et/ou l’intégrité de la paroi cellulaire, utilisant des protéines de fusion avec la GFP, dans les cellules sauvages et mutantes exposées au stress correspondant. Pour déterminer où et quand ces protéines sont activées, nous utiliserons de plus des rapporteurs de GTPases activées. Enfin, nous caractériserons les interactions entre ces protéines G et des lipides membranaires critiques (phospholipides et ergostérol) au cours de la réponse à ces stress cellulaires. Spécifiquement, nous déterminerons l'importance de PI(4)P, PI(4,5)P2 et PS pour la fonction et la localisation des Arf/Rab critiques (et inversement). Comprendre la régulation du trafic membranaire au plan moléculaire est d'une importance fondamentale et devrait permettre l'identification de nouvelles cibles anti-fongiques chez cet agent étiologique majeur de maladies nosocomiales.