Projet ANR-14-ACHN-0024 – CryoEM80S : Caractérisation par cryo-microscopie électronique des différences structurales dans la traduction des protéines entre les eucaryotes pathogènes et les mammifères
Programme : Accueil de Chercheurs de Haut Niveau (@RAction) 2014
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Monsieur Yaser HASHEM (centre national de la recherche scientifique)
Partenaires : Laboratoire public
Montant : 554771.0 euros
Durée : 60 mois
Résumé : La traduction des protéines consiste à traduire le code génétique porté par l’ARN messager (ARNm) en protéines. Ce processus est réalisé par le ribosome qui est conservé universellement dans toutes les cellules. Cependant, sa structure présente des différences significatives entre les bactéries et les cellules des eucaryotes. Au niveau structural, le ribosome eucaryotique renferme plus de protéines et d’ARN ribosomal (ARNr). En plus, certains de ses sites catalytiques clés peuvent être structuralement différents de leurs sites correspondants dans le ribosome bactérien, comme par exemple le centre de décodage dans le site-A. C’est en partie à cause de ces différences structurales que le ribosome bactérien peut être spécifiquement ciblé par un nombre d’antibiotiques sans impacter dramatiquement la traduction dans les cellules eucaryotiques de l’hôte infecté. Cependant, la conservation relative du ribosome parmi les eucaryotes complique sensiblement la recherche pour des substances agissant spécifiquement contre les organismes eucaryotiques pathogènes, comme certains protozoaires dont on peut citer des espèces de plasmodium et de kinétoplastides.
Nos travaux antérieurs ainsi que d’autres démontrent l’existence de différences structurales entre les ribosomes de certains protozoaires pathogènes et ceux des mammifères. En utilisant la technique de  la cryo-microscopie électronique (cryo ME), nous préméditons d’étudier ces différences structurales. La position de certains de ces différences structurales sur les ribosomes de protozoaires suggère leur implication dans des étapes clés du processus de la traduction, comme par exemple l’étape de l’initiation. En effet, cette suggestion est fortement soutenue par l’existence d’insertions larges d’ARNr, appelées Segments d’Expansion (SE), à des régions hautement conservées impliquées dans l’initiation de la traduction sur les ribosomes des kinétoplastides.
Dans cette demande de financement, en utilisant la cryo ME comme méthode : 1. nous allons nous concentrer sur les différences structurales entre les ribosomes de certains espèces de protozoaires pathogènes et ceux des mammifères, ainsi que sur leur implication dans le processus de l’initiation de la traduction. Plus spécifiquement, (i) nous allons caractériser, pour la première fois, des complexes d’initiation purifiés à partir des kinétoplastides pour les comparer à leurs homologues chez les mammifères. (ii) Nous allons poursuivre notre travail antérieur sur l’étude structurale des complexes d’initiation de la traduction chez les mammifères. 2. Nous allons étudier la structure des éléments ribosomaux spécifiques aux protozoaires. Ainsi nous allons (i) établir un inventaire de telles structures spécifiques et (ii) essayer de piéger des molécules interagissant  avec elles. 3. Nous allons étudier la structure des ribosomes de plasmodium à différents stades du cycle de vie du parasite, comme la structure des ARNr de ces ribosomes varie en fonction de celui-ci.
La cryo ME a été marquée durant les dernières années par un développement technologique spectaculaire sur le plan matériel et logiciel, faisant de la cryo ME une méthode de choix pour les études structurales des assemblages macromoléculaires de taille importante à des résolutions quasi, sinon pleinement, atomiques.
Nos résultats vont révéler des structures des complexes d’initiation de la traduction chez les protozoaires ainsi que les mammifères, et vont représenter un socle solide pour la conception d’expériences futures visant à mieux comprendre la fonction des différents facteurs d’initiations impliqués dans ce processus. Mais surtout, nos résultats vont améliorer de manière considérable notre compréhension de la traduction des protéines chez les protozoaires et vont représenter une étape prometteuse dans la recherche pour des traitements plus efficaces contre de dangereux parasites eucaryotiques.