Understanding DNA replication of Plasmodium falciparum

La réplication de l'ADN chez les parasites du paludisme Le parasite Plasmodium falciparum, l’agent responsable du paludisme, a un cycle de vie complexe et emploie des stratégies de multiplication atypiques, adaptées à l'expansion rapide de la population pendant la colonisation de l'hôte et la transmission, qui ne sont pas entièrement comprises. Afin de comprendre l'initiation de la réplication de l'ADN de ce pathogène humain, mon projet s'est concentré sur deux aspects principaux de ce processus : l'identification et la caractérisation des origines de la réplication et de la machinerie de réplication.Dans la première partie de ce projet, j'ai combiné trois approches différentes pour cartographier les origines de réplication chez P. falciparum : ChIP-seq, le séquençage des brins naissants d'ADN (SNS-Seq) et la méthode NanoForkSpeed (NFS). J'ai d'abord réalisé les expériences ChIP-seq sur deux sous-unités du complexe de reconnaissance des origines de réplication (PfORC1 et PfORC2) au début de la schizogonie afin d'obtenir une cartographie de tous les sites d'initiation potentiels. Ensuite, j'ai identifié les sites de réplication actifs en utilisant deux stratégies : SNS-seq et la cartographie de l'incorporation de l'analogue de la thymidine BrdU dans l'ADN en réplication, en utilisant le séquençage nanopore et l'algorithme NFS. En combinant les données issues de ces différentes méthodes, j'ai obtenu un ensemble robuste d'origines de réplication qui présentent des caractéristiques similaires à celles des origines des mammifères, comme la distribution non aléatoire dans des zones d'initiation ou ‘clusters’ et l'association avec des séquences formant des G-quadruplex. Les origines de réplication montrent également des caractéristiques uniques. Elles sont associées à des gènes fortement transcrits, mais dépourvus de sites de début de transcription (TSS). En outre, les résultats montrent que la vitesse de la fourche de réplication est uniforme sur l'ensemble du génome, à l’exception d’une diminution significative au niveau des centromères et des télomères. Des informations obtenues sur molécules uniques, utilisant des lectures contenant de multiples événements d'initiation qui n'auraient pu provenir que de cellules individuelles, ont révélé une relation entre la vitesse à laquelle les fourches de réplication se déplacent et la distance par rapport à l'origine la plus proche. Cette approche à multiples facettes a fourni la première analyse complète du paysage génétique des origines de réplication chez P. falciparum.La deuxième partie de mon projet s'est concentrée sur la caractérisation du complexe réplicatif de P. falciparum en isolant des protéines sur l'ADN naissant, qui font potentiellement partie de la machinerie du réplisome. Dans l'ensemble, ce travail contribue aux études en plein essor, sur la réplication de l’ADN des parasites Plasmodium falciparum, dans l'hôte humain, et fournira une base solide pour les futures recherches dans ce domaine.