Le polymorphisme des SmPoMuc au niveau des transcrits

Comme nous venons de le décrire, la structure des gènes, leur organisation et leur mode d’évolution sont autant d’éléments explicatifs d’une partie du polymorphisme des SmPoMuc. En effet, ils permettent d’expliquer le polymorphisme combinatoire et une partie du polymorphisme de taille du domaine VNTR, ainsi qu’une partie du polymorphisme de la partie C-terminale des SmPomuc (gènes mosaïques). Néanmoins, nous avons montré que d’autres processi intervenant durant la régulation de l’expression des gènes sont à l’origine d’un niveau supplémentaire de polymorphisme. Cette partie va s’attacher à décrire ces mécanismes.

2.1. Epissage alternatif et aberrant au niveau de la région 3’

Outre le polymorphisme de la partie C-terminale lié à la création par recombinaison de régions 3’ mosaïques, une autre forme de polymorphisme, au niveau de cette même région, peut conduire à des SmPoMuc tronquées. Ce polymorphisme et ces conséquences sur le statut de glycosylation ont été décrits précédemment (cf. d-I.1.2. Les SmPoMuc, polymorphisme et statut de glycosylation). Il est dû à des évènements d’épissages alternatifs ou aberrants (Roger et al., 2008c). L’épissage « classique » des transcrits correspondant aux SmPoMucs conduit à des messagers dont le précurseur possède une région C-terminale « complète » de 234 acides aminés. En revanche, des évènements d’épissages alternatifs vont conduire à des régions C-terminales plus courtes (par délétion de certains exons). Par ailleurs, un autre type d’épissage apparaît très fréquemment, notamment au niveau de la souche incompatible. Il s’agit d’un épissage aberrant, qui au lieu d’utiliser les sites donneurs et accepteurs présents à la jonction intron-exon, va utiliser certains sites aberrants. Il en résulte une inclusion ou une exclusion d’ARN par rapport à un épissage dit classique. Ainsi, un site aberrant présent dans un exon se traduira par la perte d’une partie de cet exon. En revanche, un site aberrant présent dans un intron se traduira par une inclusion d’une partie de l’intron. Dans tous les cas, ces « erreurs » d’épissage induisent un décalage du cadre de

lecture ouvert, et par conséquent l’apparition d’un codon STOP très rapidement en aval dans le cadre de lecture. Ainsi, les protéines issues de cet épissage seront tronquées d’une grande partie de leur région C-terminale. Ces évènements d’épissage aberrant ont été mis en évidence préférentiellement chez la souche incompatible (Roger et al., 2008c) et semblent se répercuter sur le statut de glycosylation (cf. d-I.1.2. Les SmPoMuc, polymorphisme et statut de glycosylation).

2.2 Trans-épissage et « exon repetition » au niveau de la région 5’

Le polymorphisme de la région VNTR des SmPoMuc s’exprime au niveau du nombre d’UR (polymorphisme de taille) et du type d’UR (polymorphisme combinatoire). Ce polymorphisme et ses conséquences sur le statut de glycosylation ont été décrits précédemment (cf. d-I.1.2. Les SmPoMuc, polymorphisme et statut de glycosylation). D’une part, les recombinaisons ectopiques, au niveau génomique, expliquent le polymorphisme combinatoire (cf. d-II.1.3. Recombinaisons ectopiques et diversité combinatoire). D’autre part, les « crossing over » inégaux (Elder, Turner, 1995), responsables de l’expansion et la contraction des URg au niveau génomique, sont à l’origine, en partie, du polymorphisme de taille. Cependant, ce dernier mécanisme génique ne peut expliquer les différences observées entre le nombre d’URg maximum associées à un gène (20) et le nombre maximum d’UR associées au niveau des ADNc (jusqu’à 100). Ainsi, il semblerait que des mécanismes de trans-épissage interviennent au niveau des transcrits et participent à la génération de ce polymorphisme de taille.

Le trans-épissage « classique », par opposition au cis-épissage (ou épissage classique) (Moore, Sharp, 1993), permet de joindre deux exons appartenant à deux pré-messagers distincts (Konarska et al., 1985; Mayer, Floeter-Winter, 2005). Ce processus intervient couramment chez les organismes unicellulaires et Caenorhabditis elegans. Chez ces organismes, les gènes sont organisés en clusters et transcrits de façon polycistronique. Les pré-messagers sont maturés en messagers monocistroniques dont l’extrémité 5’ est formée par trans-épissage d’une séquence leader (SL RNA) transcrite séparément (Blaxter, Liu, 1996; Frantz et al., 2000; Krause, Hirsh, 1987). Ce mécanisme a également été observé chez S. mansoni, mais au niveau de peu de messagers et ne semblent pas jouer de rôle majeur (Davis et al., 1995; Rajkovic et al., 1990). De plus, ce type de mécanisme ne contribue pas à une diversité au niveau des protéines.

En revanche, chez les mammifères, des phénomènes de trans-épissage ont été démontrés in vitro (Solnick, 1985). Il existe deux catégories de trans-épissage : inter- et

intra-génique (Horiuchi, Aigaki, 2006). Le trans-épissage inter-génique génère des ARNm chimères à partir de deux ARN pré-messagers provenant de deux gènes distincts (Li et al., 1999). Le trans-épissage intra-génique, quant à lui, se traduit par la présence d’exons répétés au niveau de l’ARNm alors que le gène n’en contient qu’un. Ce phénomène est appelé « exon repetition » et a été décrit pour la première fois chez le rat pour le gène codant la carnitine octanoyltransférase (Caudevilla et al., 1998; Frantz et al., 1999). Ces deux catégories de trans-épissages sont des mécanismes qui peuvent expliquer le polymorphisme de taille que l’on observe au niveau du domaine VNTR des SmPoMuc. En effet, ils peuvent permettre de relier, au niveau de la région contenant les UR, des ARN pré-messagers différents. De plus, des études récentes ont montré l’intervention de séquences complémentaires dans le processus d’« exon repetition » (Dixon et al., 2007). Ces séquences introniques complémentaires, présentes au niveau de deux ARN pré-messagers, peuvent s’hybrider. Cette hybridation va conduire au rapprochement de sites d’épissages présents sur les deux molécules et ainsi favoriser des phénomènes de trans-épissage. Cette hypothèse est fort intéressante car, au niveau des introns constituants la région répétée des gènes codant les SmPoMuc, nous retrouvons deux séquences complémentaires de 13 et 12 nucléotides. Ainsi, un tel mécanisme est tout à fait envisageable dans notre cas et pourrait être à l’origine de variants plus long que ceux attendus après épissage classique. Il s’agit de l’hypothèse que nous privilégions à ce jour (Figure 20).

2.3. Polymorphisme d’expression individuel spécifique

Nous avons mis en évidence au niveau individuel, une transcription spécifique des gènes pour chaque individu. En effet, chaque larve de S. mansoni est capable d’exprimer une combinaison (ou pattern) de variant(s) SmPoMuc unique (Roger et al., 2008c). Nous supposons qu’une régulation différentielle génétique ou épigénétique de l’expression selon les individus pourrait intervenir et expliquer ce polymorphisme d’expression. L’intervention de mécanismes épigénétiques est une hypothèse tout à fait séduisante, jamais démontrée chez un parasite métazoaire. En effet, comme nous l’avons décrit dans l’introduction, ce type de régulation est connu chez les parasites protozaires. Il intervient dans la régulation de l’expression des variants antigéniques de surface chez T. brucei (Borst, Ulbert, 2001), G. lablia (Kulakova et al., 2006) ou encore P. falciparum (Ralph, Scherf, 2005). Nous supposons qu’un contrôle épigénétique chez S. mansoni lui permettrait de disposer de nombreux phénotypes (plasticité phénotypique) afin d’assurer la compatibilité avec ses hôtes mollusques.

Figure 20 : Implication de séquences introniques complémentaires dans le processus d’« exon repetition ». Représentation schématique du processus de trans-épissage intra-génique intervenant au niveau de la région 5’ variable des ARN pré-messagers SmPoMuc. Les exon 2 des SmPoMuc codant les UR sont représentés ici par un carré rouge (l’exposant indique la position de l’exon 2 dans la région répétée). Les séquences introniques complémentaires favorisant le processus d’« exon repetition » sont indiquées par des ronds verts. Ces séquences introniques complémentaires, présentes au niveau de deux ARN pré-messagers (chacun lié à une ARN polymérase, rond bleu), peuvent s’hybrider. Cette hybridation va conduire au rapprochement de sites d’épissages présents sur les deux molécules et ainsi favoriser des phénomènes de trans-épissage. Ce mécanisme conduit à des variants contenant un nombre d’UR supérieur à celui présent au niveau génique. Les // indiquent que toutes les UR de la région 5’ n’ont pas été représentées.