Tyrosination de la tubuline chez les parasites trypanosomatidés // tubulin tyrosination in trypanosomatid parasites

Topic description

Les microtubules sont des composants majeurs du cytosquelette eucaryote. Ils sont assemblés de dimères d'α et β-tubuline et participent à diverses fonctions cellulaires. Cette diversité fonctionnelle est régulée par le ‘code tubuline' qui combine l'expression de différents isotypes d'α/β-tubuline avec de nombreuses modifications post-traductionnelles réversibles de la tubuline. Parmi celles-ci, le cycle de tyrosination de l'α-tubuline — impliquant le clivage et la religation d'une tyrosine en position C-terminale — est bien caractérisé en santé humaine. Ce mécanisme, spécifique à l'α-tubuline, agit comme un code de lecture pour le recrutement ciblé de protéines associées aux microtubules. Chez les trypanosomatidés, parasites flagellés unicellulaires responsables de maladies tropicales négligées, une caractéristique unique a été mise en évidence : la présence d'une tyrosine C-terminale non canonique sur la β-tubuline. Leishmania spp., Trypanosoma cruzi et T. brucei, collectivement appelés « TriTryps », représentent un enjeu majeur de santé publique selon l'OMS qui appelle au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. Leur cytosquelette repose presque exclusivement sur des microtubules, dont la spécialisation est largement régulée par des modifications post-traductionnelles. Dans ce contexte, la tyrosination de la β-tubuline pourrait révéler des mécanismes de régulation encore inexplorés, spécifiques à ces parasites et potentiellement exploitables à des fins thérapeutiques. Ce projet vise à conduire la première étude complète de la tyrosination de la β-tubuline chez L. mexicana et T. brucei. Les objectifs sont : analyser le rôle de la tyrosination/détyrosination de la β-tubuline dans le développement et la virulence du parasite; identifier les partenaires protéiques spécifiques selon son statut de tyrosination. Pour ce faire, des stratégies basées sur la technologie CRISPR-Cas9 seront exploitées pour générer des parasites exprimant des tubulines modifiées. Des approches de marquage de proximité (TurboID) ciblant les extrémités C-terminales des tubulines seront combinées à des analyses protéomiques. Parallèlement, une approche transcriptomique permettra d'examiner les effets globaux de la tyrosination sur l'expression génique. Ce projet permettra de mieux comprendre un mécanisme de régulation original et spécifique aux TriTryps, ouvrant la voie à l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques contre ces parasites d'importance médicale.
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Microtubules are major components of the eukaryotic cytoskeleton. They are assembled from dimers of α/β-tubulin and involved in various key cellular processes. This functional diversity is regulated by the ‘tubulin code' which combines the expression of different α/β-tubulin isotypes with several reversible tubulin post-translational modifications. Among them, the importance of the α-tubulin tyrosination cycle, involving the cleavage and religation of a C-terminal tyrosine, has been clearly established in human health. This cycle only occurs on α-tubulin and serves as a readable code for the specific recruitment of microtubule-associated proteins. In trypanosomatids, unicellular flagellated parasites responsible for neglected tropical diseases, a unique feature has been identified: the presence of a non-canonical C-terminal tyrosine on β-tubulin. Leishmania spp., Trypanosoma cruzi, and T. brucei, collectively referred to as “TriTryps”, represent a major public health concern according to the WHO which emphasizes the urgent need for new therapeutic strategies. In these parasites, the cytoskeleton relies almost exclusively on microtubules whose specialization is largely regulated by post-translational modifications. In this context, β-tubulin tyrosination may reveal novel regulatory mechanisms specific to these organisms and potentially exploitable for therapeutic purposes. This project aims to conduct the first comprehensive study of β-tubulin tyrosination in L. mexicana and T. brucei. The objectives are to: investigate the role of β-tubulin tyrosination/detyrosination in parasite development and virulence; and identify protein partners specifically associated with its tyrosination status. To this end, the latest and well-mastered CRISPR-Cas9-based strategies will be exploited to generate parasites expressing modified tubulins. State-of-the-art technologies will also include a TurboID-based proximity labelling of tubulin C-terminal tails coupled with proteomic approaches. In parallel, a transcriptomic approach will assess the global gene expression changes associated with β-tubulin tyrosination. Altogether, this project will bring new insights into a unique regulatory mechanism in TriTryps and may be exploited to develop drugs against all medically important trypanosomatid parasites.
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Début de la thèse : 01/10/

Funding category

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

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Concours pour un contrat doctoral