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Infection by the Human Immunodeficiency Virus type 1 (HIV-1) remains a major global public health issue. Despite effective antiretroviral therapy, HIV-1 persistence occurs in cellular reservoirs, necessitating continuous drug intake leading HIV-1 infection into a chronic disease. Therefore, an HIV cure requires either eliminating these viral reservoirs or achieving an deep blockade of HIV-1 transcription in the absence of treatment. Deciphering the underlying molecular mechanisms that drive HIV-1 into latency is critical for targeted HIV cure efforts.This Ph.D. thesis aims to enhance the knowledge on the molecular mechanisms of HIV-1 latency, specifically at epigenetic level. First, this work contributes to the discovery of a novel epigenetic actor of HIV-1 latency, known as UHRF1, in both infected T-lymphoid and myeloid cells. UHRF1 acts as a HIV-1 transcriptional repressor by modulating both DNA and histone methylation. In addition to DNA methylation, many evidence have highlighted DNA hydroxymethylation as a new epigenetic mark involved in cellular transcriptional regulation. This Ph.D. thesis demonstrated the presence of DNA hydroxymethylation along both the latent and the reactivated HIV-1 provirus. Finally, this work led to the discovery of another novel epigenetic actor of HIV-1 latency, known as KLF16. This cellular transcription factor regulates HIV-1 transcription by modulating both histone acetylation and methylation in both the infected T-lymphocytic cell line and the infected monocytic cell line. Altogether, our findings expand our understanding of the molecular mechanisms involved in HIV-1 transcriptional latency, specifically at epigenetic level. Moreover, the identification of novel HIV-1 regulators have unveiled new drug targets that could be critical in HIV-1 cure efforts., Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

The Prdm12 gene encodes the first transcriptional regulator that, once mutated, causes congenital insensitivity to pain (CIP) in humans. In recent years, epigenetic mechanisms have opened an avenue for the development of novel kind of analgesics. Work of our laboratory has shown that in mice, during development, Prdm12 is strongly expressed in somato-sensory ganglia where it is selectively transcribed in neurons from the nociceptive lineage, and that it remains expressed in mature neurons where it controls nociception. However, its mechanisms of action remain largely unknown. In my work, we have investigated the mechanisms behind Prdm12’s role in the specification of the nociceptive lineage in nervous system development. Results obtained have confirmed that Prdm12 is required for progenitor survival. They also revealed that it is required in developing somato-sensory neuron to repress an alternate viscero-sensory fate. Using a transgenic mouse line of Prdm12 overexpression in an inducible conditional manner, we showed that Prdm12 does not block Phox2b expression when ectopically expressed in visceral ganglia, revealing a context dependent repressive function. Previous work from the lab showed that the loss of Prdm12 in mature nociceptors of adult mice deregulates the expression of many nociceptive genes, and reduces their response to capsaicin. A hypersensitivity to formalin was also observed. To further approach the role of Prdm12 in nociception, we performed complementary Prdm12 gain of function experiments using AAV. The preliminary results obtained further suggest a role for Prdm12 in nociception., Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

A highly evolved neocortex is associated with higher-order cognitive abilities humans possess. Thus, it is imperative to understand how the human cortex develops and its associated diseases. A complex network of transcription factors orchestrates the patterning of the cortex. Among them, Dmrt5 and Emx2 are evolutionarily conserved and are expressed early and similarly in the developing cortex. Interestingly, either of their deletions results in strikingly similar phenotypes and their compound deletion leads to an adverse phenotype, suggesting they cooperate during cortical development. During the first part of my PhD, I tried to understand the mechanisms at the basis of their cooperative function using mouse transgenics, bulk RNA sequencing, chromatin immunoprecipitation followed by sequencing and mass spectrometry-based methods. Our result suggests that their deletion perturbs a similar set of gene regulatory networks. Unexpectedly, their common direct targets are rather limited, but all encode important regulators of cortical fate. Exploration of their protein partners through mass spectrometry-based methods points to possible mechanisms contributing to their functional disparity, wherein they utilise a different set of interactors that confers their distinct functional properties. In the second part of my thesis, I also explored the unique role played by Dmrt5 in the development of the choroid plexus tissue, a brain-associated epithelial-endothelial convolute tissue that is involved in most of the cerebrospinal fluid production. The choroid plexus epithelium derives from the neuroepithelial tissue, which selectively expresses Dmrt5 as opposed to Emx2. Dmrt5 conditional ablation in the medial pallium does not result in any identifiable specification defects of the choroid plexus. Yet, mice in which Dmrt5 is conditionally deleted postnatally develop hydrocephalous, a condition often linked with defective choroid plexus function. Results obtained suggest that this p, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le virus humain T lymphotropique de type 1 (HTLV-1) est l'agent étiologique de la leucémie aiguë T chez l'adulte. L'infection par le HTLV-1 se caractérise par une phase de latence virale, qui représente une stratégie d'évasion du système immunitaire de l'hôte. Cette latence virale se manifeste par une répression de la protéine trans-activatrice Tax codée en orientation sens à partir du 5’LTR. La protéine cellulaire BCL11b a été démontrée comme étant importante pour la maintenance et l’établissement de la latence virale du HTLV-1 par son recrutement aux promoteurs du HTLV-1 et la répression de la protéine trans-activatrice Tax. De plus, p300 a été démontrée comme permettant l’acétylation de BCL11b. La lysine K686 de BCL11b a été identifiée comme étant importante pour l’acétylation globale de la protéine BCL11b mais également pour son rôle fonctionnel et sa localisation. Ensemble, les résultats ont permis de mettre en évidence le facteur BCL11b comme une cible thérapeutique potentielle dans le domaine de l’oncogenèse liée au HTLV-1., Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Prdm12 has been identified as one of the few genes found mutated in patients suffering from Congenital Insensitivity to Pain (CIP), and the only one encoding an epigenetic factor, marking it as a potential therapeutic target in pain conditions. Previous works detailed that during neurogenesis Prdm12 is highly enriched in sensory ganglia in which it is selectively expressed in nociceptors and that it is pivotal for their survival and maturation. Prdm12 expression remains expressed in mature nociceptors of adults, suggesting a potential role in their functional properties, a hypothesis that we explored during this thesis, using loss of function genetic approaches to delete Prdm12 in TGs and DRGs of adult mice. The consequences of this ablation were analyzed at the molecular, electrophysiological and behavioral levels. The results obtained indicate that Prdm12 is not required anymore for the survival nociceptors at adulthood, but that it modulates the expression of a set of ion channel and receptor genes and therefore controls their excitability.Moreover, other than some in vitro studies investigating the epigenetic properties of Prdm12, there are little to no evidence of its exact mechanism of action, its potential interacting partners and the cis-regulatory elements controlling its expression in the nociceptors. During the last half of my PhD studies, in vitro assays and transgenic mouse models were used to provide insight into the mechanisms that regulate Prdm12 expression in the DRGs and how Prdm12 interacts with master epigenetic regulators EZH2 and G9a to regulate gene expression in the nociceptors. Data presented in this thesis reveal some potential upstream regulatory elements of Prdm12 that could drive its selective expression in mouse developing nociceptors. Finally, while Prdm12 is co-express in dorsal root ganglia with EZH2 and G9a during murine development and interact with them in vitro, using a conditional knockout G9a mouse model to investigate the func, Prdm12 a été identifié comme l'un des rares gènes dont les mutations induisent chez l’homme une insensibilité congénitale à la douleur (ICD), et le seul parmi ces gènes codant pour un facteur épigénétique, ce qui en fait une cible thérapeutique potentielle dans les affections douloureuses. Les travaux précédents ont montré que durant la neurogenèse Prdm12 est enrichi dans les ganglion sensoriels où il exprimé sélectivement dans les nocicepteurs et qu’il joue un rôle essentiel dans leur survie et leur maturation. L'expression de Prdm12 reste exprimée sélectivement dans les nocicepteurs matures chez l’ adulte, suggérant un rôle potentiel dans leurs propriétés fonctionnelles, une hypothèse que nous avons explorée au début de cette thèse en utilisant des approches génétiques de perte de fonction pour supprimer Prdm12 sélectivement dans les TGs et les DRGs de souris adultes. Les conséquences de cette ablation ont été analysées aux niveaux moléculaires, électrophysiologique et comportemental. Les résultats obtenus indiquent que Prdm12 n'est plus nécessaire à la survie des nocicepteurs chez l’adulte, mais qu’il module l’expression d’une batterie de codant pur des canaux ioniques et récepteurs et contrôle ainsi leur excitabilité.De plus, à l'exception de certaines études in vitro portant sur les propriétés épigénétiques de Prdm12, il existe peu voire aucune preuve de son mécanisme d'action exact, de ses partenaires potentiels d'interaction et des éléments de régulation cis-contrôlant son expression dans les nocicepteurs. Au cours de la dernière moitié de mes études doctorales, des essais in vitro et des modèles de souris transgéniques ont été utilisés pour fournir des informations sur les mécanismes régulant l'expression de Prdm12 dans les DRGs et sur la manière dont Prdm12 interagit avec les régulateurs épigénétiques maîtres EZH2 et G9a pour réguler l'expression des gènes dans les nocicepteurs. Les données présentées dans cette thèse révèlent certains éléments de régulatio, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le nématode Caenorhabditis elegans (C. elegans) est le seul modèle animal pourlequel le connectome complet du système nerveux est décrit jusqu'à chaque connexionsynaptique. L'hermaphrodite adulte C. elegans présente un système nerveux simple etcompact composé de seulement 302 neurones, classés en 118 classes neuronalesanatomiquement distinctes. Profitant des données récentes de séquençage d'ARNunicellulaire du stade larvaire L2 C. elegans, nous avons généré une carte moléculaire deson système nerveux. Nous avons développé une approche itérative d'analyse de clusteringqui nous a permis d'attribuer avec succès 97 des 118 classes neuronales à un cluster. 62clusters ont été attribués à une seule classe neuronale et 15 clusters à un sous-ensemblede classes neuronales partageant des identités moléculaires proches. Nous avons effectuéune analyse de pseudotiming révélant le processus de maturation de certains neurones (parexemple, PDA). Sur la base des profils d'expression de tous les neurones identifiés, nousavons prédit les régulateurs de destin cellulaire et validé expérimentalement le facteur detranscription unc-86 pour la différenciation physiologique des neurones RMG. De plus, nousavons effectué une analyse d'ontologie des gènes révélant des familles de gènes diversifiantles neurones sensoriels, les interneurones et les motoneurones. Finalement, nous avonsgénéré 15 nouveaux promoteurs spécifiques de classe neuronale et les avons validés invivo. Parmi eux, 10 représentent le seul promoteur spécifique signalé à ce jour.Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons caractérisé un circuit du réseauneuronal de C. elegans composé de 4 neurones: les interneurones bilatéraux PVP et lesneurones unilatéraux sensoriels à l'oxygène AQR et PQR. Nous démontrons par imageriecalcique que les interneurones PVP peuvent intégrer les réponses des neurones sensorielsà l'oxygène initiées par AQR et PQR. Nous attribuons donc un nouveau rôle physiologiqueaux neurones PVP dans le réseau n, Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine), info:eu-repo/semantics/nonPublished

La douleur est un problème de santé publique majeur puisqu'elle touche 20 % de la population mondiale. Les traitements actuels procurent souvent un soulagement limité et sont associés à des effets secondaires. Il y a donc un besoin urgent de meilleurs traitements contre la douleur. La douleur résulte de l'activation d'un sous-ensemble de neurones somatosensoriels appelés nocicepteurs qui sont spécialisés pour détecter les stimuli potentiellement douloureux. Prdm12 est un régulateur épigénétique sélectivement exprimé dans les nocicepteurs dans le système nerveux en développement dont la mutation provoque une insensibilité congénitale à la douleur, une maladie génétique rare caractérisée par l'incapacité à ressentir la douleur. Au cours des années précédentes, notre laboratoire a montré que Prdm12 est nécessaire durant la neurogenèse sensorielle pour la génération du lignage nociceptif. L’expression de Prdm12 est maintenue dans les nocicepteurs matures suggérant un rôle fonctionnel potentiel chez l'adulte. Nos résultats ont montré que la perte de Prdm12 dans les nocicepteurs matures provoquait une dérégulation des gènes codant pour des récepteurs et des canaux ioniques impliqués dans la nociception, modifie l'excitabilité neuronale ainsi que les réponses comportementales à la formaline et à la capsaïcine. En conclusion, nos données ont montré que Prdm12 exerce également une influence sur le bon fonctionnement des nocicepteurs chez la souris adulte.Pain is a major health burden as it affects 20% of the worldwide population. Current therapies often provide limited relief and are associated with side effects. There is thus an urgent need for better analgesics. Pain results from the activation of a subset of somatosensory neurons called nociceptors that are specialized to detect potentially painful stimuli. Prdm12 is an epigenetic regulator selectively expressed in nociceptors in the developing peripheral nervous system whose mutation causes congenital insensitivity to pa, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Molecular dissection of brain endothelial barrier function: a cross-species transcriptomic-guided approachThe vertebrate brain endothelium ensures central nervous system homeostasis and neuroprotection, by tight control of molecular and cellular transit across the blood-brain-barrier (BBB). However, knowledge on the molecular control of BBB function during development and maintenance remains fragmentary. Identification of novel players in BBB formation relies on transcriptomic analysis, but this approach proved to be limited for the effective selection of genes and pathways to functionally investigate. To meaningfully prioritize candidate regulatory genes, a cross-species comparative transcriptomic analysis was implemented of larval zebrafish with analogous mouse datasets, and human brain endothelial gene expression datasets, allowing the identification of a shared evolutionary conserved genetic blueprint of BBB enriched genes. Novel genetic tools were developed to streamline in vivo investigation of the functional impact of selected genes on BBB integrity. This work uncovered the conserved genetics of the vertebrate BBB, and opens avenues for functional BBB investigation., Dissection moléculaire de la fonction de la barrière endothéliale cérébrale :une approche inter-espèces guidée par la transcriptomiqueL'endothélium du cerveau des vertébrés assure l'homéostasie et la neuroprotection du système nerveux central, en contrôlant le transit des molécules et des cellules à travers la barrière hémato-encéphalique (BHE). Cependant, les connaissances sur le contrôle moléculaire de la fonction de la BHE au cours du développement et chez l’adulte, restent fragmentaires. L'identification de nouveaux acteurs dans la formation de la BHE repose sur l'analyse transcriptomique, mais cette approche s'est révélée limitée pour la sélection efficace des gènes et des voies pour l'investigation fonctionnelle. Afin de prioriser les gènes candidats, une analyse comparative du transcriptome de larves de poisson zèbre, des données analogues de la souris, et l'expression génique de l'endothélium du cerveau humain, a été mise en œuvre, permettant l'identification des gènes et de voies de signalisation enrichis au niveau de la BHE à travers l’évolution. Des nouveaux outils génétiques ont été développés pour permettre l'étude in vivo de l'impact fonctionnel des gènes sélectionnés sur l'intégrité de la BHE. Ces travaux ont dévoilé la génétique conservée de la BHE des vertébrés, et ouvrent des voies pour l'étude fonctionnelle de la BHE., Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

The heart is a vital organ of our body whose correct function is essential to life. During embryonic development, it arises from various pools of cardiovascular progenitors (CPs) that are specified in a precise spatiotemporal pattern during gastrulation. Correct specification of the various populations of CPs is dependent upon coordinated action of transcription factors (TFs) that together control gene expression in space and time, thereby defining the cellular identity of CPs. These molecular events are to date poorly described in nascent CPs. Mesp1 is a master TF that promotes CP specification and differentiation. Using mouse pluripotent stem cells (PSCs) as a model for gene regulation during early development, we performed RNA-seq, Mesp1, H3K27Ac and H3K4me1 ChIP-seq as well as ATAC-seq during differentiation of PSCs in which the expression of Mesp1 can be induced in a doxycycline-dependent manner. We uncovered the various patterns of gene regulation that are arise within 24 hours of Mesp1 induction, including rapid activation of some genes and delayed activation of others. Using Mesp1 ChIP-seq, we characterized the direct and indirect Mesp1 target genes in a genome-wide manner. We then defined and validated the activity of distal regulatory elements that enable the activation of Mesp1 target genes. Motif enrichment analysis at Mesp1 binding sites uncovered several potential cofactors of Mesp1. Using a variety of in vitro and in vivo validation methods, we identified Zic2 and Zic3 as essential cofactors of Mesp1, which together regulate its ability to open the chromatin as well as regulate its target gene expression during CP specification. Then, we explored the mechanisms of Mesp1-mediated enhancer activation in CPs through enhancer reporter assays, demonstrating the potential and specificity of Mesp1-bound enhancers to activate gene expression in a cell-type specific manner, opening the way to dissecting the motif grammar of CP-specific enhancers in future expe, Le cœur est un organe dont le bon fonctionnement est essentiel à la vie. Pendant le développement embryonnaire, il se forme à partir de différentes populations de progéniteurs cardiovasculaires (PCs) qui se spécifient selon un schéma spatiotemporel précis durant la gastrulation. L’agencement et la genèse de ces derniers dépend de l’action coordonnée de facteurs de transcription (FT) qui régulent l’expression des gènes dans le temps et dans l’espace, définissant ainsi l’identité de ces progéniteurs. Ces évènements moléculaires restent peu décrits dans les PCs précoces. Mesp1 est un FT qui promeut la spécification et la différentiation des PCs. En utilisant les cellules souches pluripotentes (CSP) dans lesquelles l’expression de Mesp1 peut être induite par la doxycycline comme modèle pour la régulation des gènes pendant l’embryogenèse précoce, nous avons réalisé du RNA-seq, Mesp1, H3K27Ac et H3K4me1 ChIP-seq ainsi que de l’ATAC-seq pendant la différentiation de ces CSP avec et sans induction de Mesp1. Nous avons découvert que Mesp1 active différents gènes avec des cinétiques d’expression distinctes, certains gènes répondant plus rapidement à l’induction de Mesp1 que d’autres. En analysant le Mesp1 ChIP-seq, nous avons caractérisé les gènes qui sont directement versus indirectement régulés par Mesp1 dans le génome entier. Ensuite, nous avons défini et validé la fonction de régions régulatrices liées par Mesp1 pour l’activation de certains de ces gènes cibles. L’analyse de ces sites par enrichissement de motif prédit les cofacteurs potentiels de Mesp1. En utilisant une large gamme de méthodes in vivo et in vitro, nous avons validé que Zic2 et Zic3 agissent comme des cofacteurs essentiels à Mesp1, en régulant sa capacité à ouvrir la chromatine et l’expression de ces gènes cibles. Ensuite, nous avons exploré les mécanismes d’activation des régions régulatrices liées par Mesp1 via des constructions reportrices, démontrant ainsi le potentiel et la spécificité de ces séquenc, Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine), info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le développement et l’évolution du cerveau humain sont depuis longtemps des sujets d’études fascinants, et d’autant plus depuis quelques années par l’avancée des données génomiques, transcriptomiques, et des modèles d’études disponibles. Durant ce projet, je me suis focalisée sur CROCCP2, un gène spécifique à la lignée des hominidés qui est apparu durant l’évolution a partir d’une duplication partielle du gène ancestral CROCC (Ciliary Rootlet Coiled Coil), aussi appelé rootletin. CROCC est le composant majeur du ciliary rootlet, un organelle dont le role est encore très mal connu, situé a la base du cil primaire. Au cours de cette étude nous avons découvert que CROCCP2 est exprimé fortement au cours du développement cortical humain mais pas au cours du développement cortical des autres primates. Le gain de fonction de CROCCP2 au cours de la corticogenèse murine in vivo est associé avec une réduction de la ciliogenèse, une hyper-activation de la voie mTOR, et une augmentation de la taille des cellules de glie radiaire, qui ont pour conséquence une amplification des progéniteurs corticaux et de la neurogenèse. L’action de CROCCP2 sur la dynamique ciliaire et la neurogenèse implique l’inhibition de IFT20, une protéine impliquée dans le transport ciliaire. De plus nous avons obtenu des données préliminaires suggérant que CROCCP2 est actif au cours de la corticogenèse humaine.En conclusion nous avons identifié une protéine présente dans le cortex humain ayant un rôle majeur dans l’expansion des progéniteurs corticaux via la modulation de la dynamique ciliaire ., Doctorat en Sciences médicales (Médecine), info:eu-repo/semantics/nonPublished

Our everyday lives are full of motor action sequences that we employ to reach our goals. We have learned and acquired the skills to execute these actions to a degree where they have become very precise and no active thinking is necessary to engage in them. But the environment around us is constantly changing and any learned pattern is eventually subjected to a change in contingencies. Therefore, we must maintain the flexibility to adapt well learned movement sequences. The striatum is the main input nucleus of the basal ganglia and integrates afferent information from cortex and thalamus, amongst others. One prominent aspect of the dorsal striatum is its role in motor coordination and motor skill learning processes. Here, the two efferent subpopulations of principal medium spiny neurons are hypothesized to have a facilitating and inhibitory role on motor execution, respectively. Furthermore, the lateral and medial portion of the dorsal striatum were shown to have different roles throughout motor skill learning and habit formation. Lately, these views have been challenged, showing a more complex and coordinated role of the two subpopulations and of subregions. Especially the integration of sensorimotor information with the template representation of a learned motor task must be computed by striatal neurons in a more sophisticated way to allow flexible adaptation of learned patterns to novel contingencies.In this work presented here, a new Rotarod motor skill task was developed to test flexible adaptation to changes of a well-learned sequential motor pattern (motor flexibility). The advantage of the high spatial and temporal resolution capabilities of in vivo electrophysiological recordings were employed to probe the dorsal striatum for a neuronal activity signature of motor flexibility. Furthermore, using optogenetic control over neuronal activity, this work deciphers how thalamic and cortical modulation of the dorsal striatum influences the execution of motor flexib, Notre vie quotidienne utilise un grand nombre de séquences d'actions motrices pour atteindre nos objectifs. Nous avons appris et acquis les compétences pour exécuter ces actions à un degré tel qu'elles sont devenues très précises et qu'aucune pensée conciente n'est encore nécessaire pour les réaliser. Mais l'environnement qui nous entoure est en constante évolution et tout modèle appris est éventuellement soumis à un changement de contingence. Par conséquent, nous devons conserver la flexibilité nécessaire pour adapter nos séquences de mouvements apprises. Le striatum est le principal noyau d'entrée des ganglions de la base et intègre les informations afférentes provenant principalement du cortex et du thalamus. Un aspect important du striatum dorsal est son rôle dans la coordination motrice et les processus d'apprentissage des habiletés motrices. Les deux populations efférentes du striatum, composes de neurones épineux moyens, ont un rôle soit facilitateur ,soit inhibiteur sur l'exécution motrice. En outre, il a été démontré que les parties latérale et médiane du striatum dorsal jouent des rôles différents dans l'apprentissage des habiletés motrices et la formation des habitudes. Récemment, ces points de vue ont été remis en question, montrant un rôle plus complexe et coordonné des deux populations et des sous-régions du striatum. En particulier, l'intégration des informations sensorimotrices avec la représentation du modèle d'une tâche motrice apprise par les neurones striataux doit être comprise d’une manière plus sophistiquée pour intégréer la flexibilité nécessaires de nouvelles contingences à un apprentissage acquis.Dans le travail présenté ici, une nouvelle tâche d'habileté motrice via un Rotarod a été développée pour tester l'adaptation flexible aux changements d'un schéma moteur séquentiel bien appris (flexibilité motrice). L'avantage des capacités de haute résolution spatiale et temporelle des enregistrements électrophysiologiques in vivo a été utilisé pou, Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine), info:eu-repo/semantics/nonPublished

\x55\x6c\x74\x72\x61\x73\x6f\x75\x6e\x64\x20\x64\x65\x74\x65\x63\x74\x69\x6f\x6e\x20\x6f\x66\x20\x66\x65\x74\x61\x6c\x20\x61\x62\x6e\x6f\x72\x6d\x61\x6c\x69\x74\x69\x65\x73\x2c\x20\x77\x68\x69\x63\x68\x20\x6f\x63\x63\x75\x72\x20\x69\x6e\x20\x61\x70\x70\x72\x6f\x78\x69\x6d\x61\x74\x65\x6c\x79\x20\x32\x2d\x34\x25\x20\x6f\x66\x20\x70\x72\x65\x67\x6e\x61\x6e\x63\x69\x65\x73\x2c\x20\x69\x73\x20\x61\x6e\x20\x65\x73\x73\x65\x6e\x74\x69\x61\x6c\x20\x70\x61\x72\x74\x20\x6f\x66\x20\x72\x6f\x75\x74\x69\x6e\x65\x20\x6f\x62\x73\x74\x65\x74\x72\x69\x63\x73\x20\x63\x61\x72\x65\x2e\x20\x57\x68\x65\x6e\x20\x66\x65\x74\x61\x6c\x20\x73\x74\x72\x75\x63\x74\x75\x72\x61\x6c\x20\x61\x6e\x6f\x6d\x61\x6c\x69\x65\x73\x20\x61\x72\x65\x20\x73\x75\x73\x70\x65\x63\x74\x65\x64\x2c\x20\x69\x6e\x76\x61\x73\x69\x76\x65\x20\x70\x72\x6f\x63\x65\x64\x75\x72\x65\x73\x20\x28\x69\x2e\x65\x2e\x2c\x20\x61\x6d\x6e\x69\x6f\x63\x65\x6e\x74\x65\x73\x69\x73\x2c\x20\x63\x68\x6f\x72\x69\x6f\x6e\x69\x63\x20\x76\x69\x6c\x6c\x69\x20\x73\x61\x6d\x70\x6c\x69\x6e\x67\x20\x28\x43\x56\x53\x29\x29\x20\x61\x72\x65\x20\x75\x73\x75\x61\x6c\x6c\x79\x20\x6f\x66\x66\x65\x72\x65\x64\x20\x66\x6f\x72\x20\x70\x72\x65\x6e\x61\x74\x61\x6c\x20\x64\x69\x61\x67\x6e\x6f\x73\x69\x73\x2c\x20\x69\x6e\x63\x6c\x75\x64\x69\x6e\x67\x20\x67\x65\x6e\x65\x74\x69\x63\x20\x74\x65\x73\x74\x69\x6e\x67\x2e\x20\x42\x65\x66\x6f\x72\x65\x20\x74\x68\x65\x20\x61\x64\x76\x65\x6e\x74\x20\x6f\x66\x20\x4e\x65\x78\x74\x20\x47\x65\x6e\x65\x72\x61\x74\x69\x6f\x6e\x20\x53\x65\x71\x75\x65\x6e\x63\x69\x6e\x67\x20\x28\x4e\x47\x53\x29\x2c\x20\x67\x65\x6e\x65\x74\x69\x63\x20\x64\x69\x61\x67\x6e\x6f\x73\x69\x73\x20\x72\x65\x6c\x69\x65\x64\x20\x6d\x6f\x73\x74\x6c\x79\x20\x6f\x6e\x20\x69\x64\x65\x6e\x74\x69\x66\x79\x69\x6e\x67\x20\x63\x68\x72\x6f\x6d\x6f\x73\x6f\x6d\x61\x6c\x20\x61\x62\x6e\x6f\x72\x6d\x61\x6c\x69\x74\x69\x65\x73\x20\x28\x75\x73\x69\x6e\x67\x20\x6b\x61\x72\x79\x6f\x74\x79\x70\x65\x20\x74\x65\x73\x74\x69\x6e\x67\x2c\x20\x63\x68\x72\x6f\x6d\x6f\x73\x6f\x6d\x61, Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine), info:eu-repo/semantics/nonPublished

Chromosomal rearrangements of the nucleoporin genes NUP214 and NUP98 are recurrent in aggressive cases of acute myeloid and lymphoid leukemias. NUP214 and NUP98 are components of the nuclear pore complex, a giant multiprotein structure that mediates nucleocytoplasmic shuttling. The two nucleoporins are enriched in phenylalanine-glycine (FG) repeats, which form the NPC permeability barrier and are essential for the interaction with nuclear transport receptors. NUP214 and NUP98 exhibit high affinity for the nuclear export receptor chromosomal region maintenance 1 (CRM1), which, alone, mediates the nuclear export of thousands of proteins and ribonucleoproteins. In the first part of this project, we report that the leukemogenic fusion proteins SET-NUP214 and DEK-NUP214 affect nucleocytoplasmic transport by perturbing the localization of essential nuclear transport factors, including endogenous nucleoporins and CRM1 nuclear export complexes. We further demonstrate that the two fusion proteins are sensitive to CRM1 inhibition and that targeted inhibition of nuclear export is sufficient to reduce the cell viability and proliferation of patient-derived cell lines with SET-NUP214 and DEK-NUP214 rearrangements. In the second part of the project, we used proximity-dependent biotin identification (BioID) to study the landscape of the NUP98-HOXA9 and SET-NUP214 environments. Though distinct endogenous binding partners have been documented for NUP214 and NUP98 chimeras, their total interactome has not been fully disclosed. Our results suggest that both fusion proteins interact with major regulators of RNA processing, with translation-associated proteins, and that both chimeras perturb the transcriptional program of the tumor suppressor p53. We further purpose that the two fusion proteins affect distinct cellular processes. According to our results, NUP98-HOXA9 likely perturbs Wnt, MAPK and estrogen receptor signaling pathways, as well as the cytoskeleton, the latter likely due to, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

La spécification de l’identité ventrale ou dorsale des progéniteurs au cours du développement du télencéphale est la première étape cruciale du développement du cortex cérébral. Les gènes doublesex and mab-3 related (Dmrt) Dmrt3 et Dmrt5 codent pour des facteurs de transcription à doigt de Zinc. Ces gènes sont coexprimés selon un gradient fort caudomédialement à plus faible rostrolatéralement dans le primordium du cortex cérébral. Nous avons d’abord démontré qu’ils étaient tous deux nécessaires pour la formation normale de l’hème corticale, l’hippocampe et le néocortex caudomédian. Nous avons plus récemment adressé le rôle de Dmrt3 et Dmrt5 dans le contrôle de la régionalisation dorsale/ventrale du télencéphale chez la souris, en comparant les phénotypes d’embryons simple knock out (KO) aux double KO (dKO), et par une expression ectopique de Dmrt5 dans le télencéphale ventral. Nous avons mis en évidence que DMRT3 et DMRT5 agissent comme des régulateurs critiques de l’identité dorsoventrale des cellules progénitrices en réprimant les régulateurs ventralisants. Les régulateurs transcriptionnels précoces de la destinée ventrale exprimés dans la partie dorsale de l’éminence ganglionnaire latérale tel que Gsx2 sont régulés positivement dans le télencéphale dorsal embryons dKO et régulés négativement lorsque les progéniteurs du télencéphale ventral expriment Dmrt5 de manière ectopique. La surexpression conditionnelle de Dmrt5 au sein du télencéphale entier génère un profil d’expression et des défauts très similaires à ceux observés lors d’une activité Gsx2 diminuée. De plus, les embryons Emx2 ;Dmrt5 double KO montrent un phénotype similaire à celui des embryons dKO. DMRT3, DMRT5 et le facteur de transcription à homéobox EMX2 peuvent se lier à un enhancer spécifique du télencéphale ventral dans le locus Gsx2. Ensemble, nos résultats montrent des fonctions coopératives de DMRT3, DMRT5 et EMX2 dans la distinction entre identité dorsale et ventrale au sein du télencéphale., Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Des mutations au sein de PRDM12, un gène codant pour un régulateur épigénétique exprimé durant le développement du système nerveux périphérique chez les vertébrés, ont été identifiées chez l’homme chez des patients atteints d’insensibilité congénitale à la douleur (Chen Y-C. et al. Nature Genetics 2015). Afin de mieux comprendre pourquoi ces patients ne ressentent pas la douleur, l’objectif de ma thèse a été de déterminer la fonction de Prdm12 dans la formation des ganglions sensoriels. Nos résultats ont montré que Prdm12 est exprimé dans les ganglions trigéminaux (TG) et supérieurs-jugulaires (SJG) innervant les tissus de la tête, et dans les ganglions rachidiens (DRG) innervant la nuque et le reste du corps, spécifiquement dans les neurones nocicepteurs, caractérisés par l’expression de récepteurs comme TrkA et de canaux ioniques comme Nav1.8, et ce à tous les stades de leur formation, depuis les précurseurs dérivés de la crête neurale et des placodes jusqu’aux nocicepteurs matures chez l’adulte.Afin de déterminer la fonction de Prdm12 dans le développement des nocicepteurs, le phénotype d’embryons de souris où le gène Prdm12 est invalidé de manière constitutive ou conditionnelle, spécifiquement dans les neurones sensoriels juste après leur génération, a été analysé. Il en ressort que Prdm12 est important pour la survie et la spécification des nocicepteurs, via son rôle crucial dans l’initiation et le maintien de l’expression du récepteur TrkA, et via la répression de programmes transcriptionnels associés au développement d’autres types cellulaires, notamment de cellules gliales dans les DRG. Dans le but d’approcher la fonction de Prdm12 dans les nocicepteurs matures, nous avons généré une lignée de souris où le gène Prdm12 est invalidé de manière conditionnelle et inductible dans des neurones sensoriels à l’âge adulte (Prdm12 cKOi). L’analyse par approche RNA-seq des DRG de souris Prdm12 cKOi permettra de déterminer si Prdm12 intervient aussi dans le contrôle de, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

La voie Wnt est une voie de signalisation importante pour l’embryogenèse, la morphogenèse et l’homéostasie des tissus au stade adulte. Des mutations dans cette voie de signalisation sont souvent associées à une létalité embryonnaire ou à des pathologies sévères.Une caractéristique singulière de la signalisation Wnt est sa grande complexité génétique. Chez les vertébrés, ce sont 19 ligands Wnt différents qui peuvent potentiellement lier les 10 membres de la famille des récepteurs Frizzled (Fz). De plus, la liaison d’un ligand Wnt à un récepteur Fz peut conduire à l’activation d’au moins trois voies de transduction distinctes. Pourtant, l’interaction Wnt/Fz est incompatible avec une reconnaissance monospécifique étant donné que Wnt et Fz interagissent via des résidus conservés dans les deux familles. Les patrons d’expression des différents Wnt et des différents Fz sont complexes et souvent chevauchant. Malgré cela, la délétion sélective d’un Wnt peut conduire à des phénotypes spécifiques non-observés lors de la délétion d’un autre ligand Wnt co-exprimé. C’est notamment le cas des ligands Wnt7a et Wnt7b. Seules leurs expressions par les progéniteurs neuronaux permettent d’activer la voie de signalisation Wnt/β-caténine dans les cellules endothéliales malgré l’expression simultanée d’autres ligands Wnt. Dès lors, comment les cellules des vertébrés sont-elles capables de discriminer les différents ligands Wnt ?L’étude de l’activation des signalisations induites par les ligands Wnt7a et Wnt7b permet d’illustrer par quel mécanisme moléculaire des co-récepteurs, tels que Gpr124 et Reck, médient la reconnaissance spécifique d’un ligand Wnt et permettent la formation d’un signalosome spécifique. Reck est un récepteur spécifique des ligands Wnt7a et Wnt7b qui permet de les discriminer de tous les autres ligands Wnt. Il interagit avec ceux-ci via une région intrinsèquement désordonnée et divergente dans la famille Wnt appelée « le peptide linker ». Etant donné que cette région, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le striatum est composé principalement de neurones épineux de taille moyenne, subdivisés en neurones striatopallidaux et striatonigraux en fonction de leurs projections et de leur expression en récepteurs et neuropeptides. Ces deux populations neuronales sont respectivement à l’origine des voies indirecte (ou inhibitrice) et directe (ou activatrice) des noyaux de la base, présentant des effets opposés à la fois au niveau moteur et motivationnel. Ces deux voies sont également différemment affectées dans différentes pathologies des noyaux de la base, telles que les maladies de Huntington et de Parkinson et les addictions. Les mécanismes moléculaires et cellulaires de régulation des neurones STP et STN ne sont cependant pas encore pleinement compris. Dès lors, l’identification et l’étude de la fonction de gènes spécifiques de l’une ou l’autre de ces sous-populations pourraient constituer une étape importante vers une meilleure compréhension de leur fonctionnement. Dans cette optique, notre laboratoire a précédemment réalisé une étude comparative des profils d’expression de chacune des sous-populations striatales par microarray. Parmi les gènes potentiellement inégalement exprimés dans les neurones STP et STN, nous avons identifié GPRIN3, un membre de la famille G Protein-Regulated Inducer of Neurite outgrowth (GPRIN), comme étant une cible intéressante. Cette famille, bien qu’encore très peu caractérisée, interagit en effet avec les sous-unités Gαi/o des protéines G et joue par conséquent un rôle régulateur sur la fonction et la voie de signalisation de certains GPCRs, tels que le récepteur μ opioïde. De plus, contrairement aux autres membres de la famille GPRIN, nos résultats de microarray suggèrent également un niveau d’expression élevé de GPRIN3 dans les neurones striataux chez l’adulte. Etant donné le rôle crucial des GPCRs au niveau du striatum et plus particulièrement dans le comportement différentiel des neurones STP et STN, GPRIN3 pourrait dès lors constituer u, Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine), info:eu-repo/semantics/nonPublished

Au cours du développement du système nerveux, les cellules souches neurales donnent naissance à une grande variété de neurones ayant des fonctions spécialisées et participant à des processus tels que la cognition, la locomotion ou la perception des stimuli en provenance de notre environnement. Une meilleure compréhension de ces processus passe par l’étude des mécanismes moléculaires contrôlant la spécification des progéniteurs du système nerveux et en particulier l’identification des gènes contrôlant le comportement des progéniteurs neuraux. Les gènes Prdm (PR domain containing methyltransferases) codent pour des régulateurs épigénétiques jouant des fonctions essentielles au cours du développement embryonnaire. Parmi ceux-ci Prdm12, un gène non caractérisé évolutivement conservé, est remarquable par son expression restreinte à des régions spécifiques du système nerveux en développement, suggérant qu’il pourrait jouer un rôle dans la régionalisation du tissu neural. C’est ainsi que les travaux réalisés durant cette thèse ont eu à dessein d’aborder la fonction de Prdm12 dans deux territoires où il est fortement exprimé dans l’embryon en développement, la partie ventrale de la moelle épinière où sont localisé les neurones moteurs et les ganglions rachidiens contenant les corps des neurones somatosensoriels mécanorécepteurs, propriocepteurs et nocicepteurs qui innervent le corps. Dans la moelle épinière embryonnaire, Prdm12 est exprimé spécifiquement dans les progéniteurs p1 qui se différencient en interneurones V1, des interneurones inhibiteurs se connectant directement aux neurones moteurs et impliqués dans les mouvements rythmiques de la locomotion. Nos études réalisées chez le xénope, le poulet et la souris ont permis de démontrer la fonction cruciale de Prdm12 dans le maintien de l’identité cellulaire des progéniteurs p1, via la répression directe des facteurs de transcription Nkx6.1/2 et Dbx1 dirigeant les progéniteurs vers d’autres destinées, ainsi que dans la sp, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les ribosomes sont des complexes ribonucéoprotéiques responsables de la traduction de l’information génétique. Ces nanomachines sont essentielles pour la viabilité cellulaire. Une perturbation de la synthèse ou de la fonction des ribosomes va engendrer des pathologies humaines nommées ribosomopathies. La première partie de mon travail a permis une meilleure compréhension des ribosomopathies au travers l’étude de la Fibrillarine (FBL), une 2’-O-méthyltrasnférase responsable de la modification des ARNr, au cours du développement chez le Xénope. Grâce à cette étude, j’ai proposé un modèle avec des évidences démontrant que les ribosomes sont distribués de manière asymétrique au sein des différents tissus, apportant un complément d’information sur la spécificité des manifestations cliniques retrouvées dans les ribosomopathies. Dans la seconde partie de ma thèse, j’ai cartographié les sites 2’-O-méthylés durant le développement, en utilisant une nouvelle méthode quantitative, le Ribometh Sequencing. Elle a permis de mettre en évidence l’existence de ribosomes spécialisés, jouant un rôle vital durant le développement embryonnaire.Ribosomes are ribonucleoprotein complexes responsible for translating genetic information. These nanomachines are essential for cell viability. A disruption in synthesis or function of ribosomes leads to human pathologies called ribosomopathies. The first part of my work provides a better understanding of the ribosomopathies through the study of Fibrillarin (FBL), a 2’-O-methyltransferase, responsible of rRNA modification, during the development of Xenopus. Herein, I proposed the model and provided evidences that there is an asymmetric distribution of ribosomes among tissues, which is the reason why only certain tissues or organs are strongly affected in ribosomopathies. In the second part of my thesis, I mapped 2’-O- ribose methylation sites during development, using a new quantitative method, called Ribometh Sequencing. This study highlights the, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Chez les vertébrés, le système cardiovasculaire est composé d’un réseau hiérarchisé de vaisseaux sanguins couplés à la pompe cardiaque. Ce système tubulaire se ramifie dans chaque organe afin d’y acheminer l’oxygène et les nutriments et d’éliminer les sous-produits métaboliques. Au-delà de cette fonction ancestrale et malgré sa continuité anatomique, les segments constituant ce système sont fortement hétérogènes, s’adaptant localement à la fonction de chaque organe. Cette spécification organotypique se manifeste le plus distinctement par la barrière hémato-encéphalique (BHE), un ensemble de propriétés protectrices adoptées par l’endothélium cérébral. Il est établi que tant la formation du système vasculaire cérébral que sa maturation en BHE résultent d’une intense et complexe communication entre le système neural et vasculaire, et que cette communication reste active jusque chez l’adulte.Au cœur de cette thématique, le GPR124, un GPCR d’adhésion orphelin, fut caractérisé à l’entame de ce travail de thèse comme le premier facteur endothélial spécifiquement impliqué dans la vascularisation du système nerveux central chez les mammifères. Malgré cette découverte pionnière pour le domaine, la nature des signaux activant le Gpr124 ainsi que les mécanismes de signalisation de ce récepteur restaient totalement élusifs et ont été explorés au cours de ce travail de doctorat.Nous avons ainsi déterminé que le Gpr124 est requis pour l’activation de la voie Wnt/β-caténine dans l’endothélium cérébral et que cette voie est essentielle à l’angiogenèse cérébrale en contrôlant sélectivement les cellules de tête du bourgeon angiogénique. Nous avons également identifié Reck comme partenaire d’interaction essentiel du Gpr124. Le complexe Gpr124/Reck confère aux cellules la capacité unique de discriminer parmi les différents membres de la famille de ligands Wnt et ainsi de transduire spécifiquement les signaux Wnt7a/b angiogéniques dérivant du système neural.Notre étude a permis de dévelo, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les circuits neuronaux des noyaux de la base sont impliqués dans la planification et la sélection des mouvements, dans des processus motivationnels et de renforcement, mais aussi dans des fonctions plus cognitives telles que les processus d’apprentissages instrumentaux. Le dysfonctionnement de ces noyaux entraîne des troubles moteurs graves, telles les maladies de Parkinson et Huntington, et des pathologies plus psychiatriques, comme les phénomènes de dépendances aux drogues, le syndrome Gilles de la Tourette ou encore les troubles déficitaires de l’attention avec hyperactivité. Le striatum, structure d’entrée du système des noyaux de la base, est composé en large majorité de neurones de projections GABAergiques épineux de taille moyenne (medium spiny neuron, MSN), qui sont subdivisés en deux populations: les neurones striatonigraux et les neurones striatopallidaux. Ces neurones forment des voies fonctionnelles parallèles et distinctes :celles ci prennent naissance au niveau du striatum après réception de l’information émanant du cortex, puis traversent les autres ganglions de la base (Globus Pallidus, Noyau sous-thalamique, Substance noire), qui ensuite aboutissent sur le thalamus qui retourne l’information traitée aux différentes aires corticales concernées. Ces neurones de projections sont morphologiquement identiques et distribués de manière homogène dans l’ensemble du striatum, rendant difficile leur étude spécifique sans outils génétiques.Dans ce travail, nous avons étudié les rôles respectifs de ces deux populations neuronales dans l’apprentissage instrumental séquentiel par une approche optogénétique. Cette technique permet de contrôler optiquement, à une échelle de temps physiologique et de façon réversible, l’activité d’une population de neurones génétiquement ciblée pendant un comportement. Dans un premier temps, nous avons développé des modèles de souris dans lesquelles chacune de ces deux populations est spécifiquement ciblée au moyen du système Cre/Lox, Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine), info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le ribosome est un macro complexe moléculaire en charge de la synthèse de toutes lesprotéines de la cellule. Depuis les premiers essais de reconstruction in vitro d’un ribosome procaryote,des générations de chercheurs se sont succédées durant plusieurs décennies pour tenter d’éluciderles voies par lesquelles les ribosomes sont assemblés par la cellule. Un regain d’intérêt pour l’étude dela biogenèse du ribosome est advenu récemment suite à la mise en évidence de maladies liées à desmutations dans des acteurs de la biogenèse du ribosome mais également, et surtout, suite à la miseen évidence du rôle fondamental du ribosome dans les processus de transformation oncogénique.Le ribosome est composé de deux sous-unités, une petite et une grande, formées, ellesmêmes,d’un assemblage intriqué d’ARN ribosomique et de protéines ribosomiques. La formation d’unribosome, appelée biogenèse du ribosome, est un processus complexe, intégré et extrêmementhiérarchisé impliquant, chez la levure, plus 200 facteurs accessoires. Bien que les principes sousjacentsà la biogenèse du ribosome eucaryote établis à partir d’études réalisées chez la levure semblentconservés chez l’Homme, de nombreux éléments suggèrent qu’elle y soit plus complexe. Ainsi, latransposition directe chez l’Homme des connaissances acquises chez la levure quant à la biogenèse duribosome serait, tout du moins partiellement, inexacte.Au cours de ma thèse, j’ai poursuivi différents objectifs s’intégrant tous dans le cadre de labiogenèse du ribosome eucaryote. D’une part, chez la levure, j’ai poursuivi la caractérisation du rôlede la protéine Las1 dans la biogenèse de la grande sous-unité ribosomique. D’autre part, chezl’Homme, mon objectif premier a été de participer à l’identification de nouveaux facteurs accessoiresimpliqués dans la biogenèse du ribosome et à la caractérisation fonctionnelle de certains d’entre eux.Dans un second temps, je me suis concentré sur l’implication de deux particules ribonucléoprotéiquesnucléolai, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

La moelle épinière assure la transmission des messages nerveux entre l’encéphale et le reste du corps et assure la coordination des mouvements rythmiques de la locomotion. Elle est constituée d’un grand nombre de types différents d’interneurones et de neurones moteurs, organisés en circuits neuronaux. Les circuits impliqués dans la transmission des informations sensorielles et dans les mouvements des membres sont localisés respectivement dans les parties dorsale et ventrale de la moelle épinière. Les mécanismes moléculaires contrôlant la spécification de ces différents types de neurones dans la moelle épinière restent actuellement mal connus. Au cours de mon travail de thèse, je me suis intéressée à la famille des gènes Prdm (PR Domain containing methyltransferase). Ces gènes sont conservés évolutivement. Ils codent pour des facteurs de transcription jouant des rôles importants dans le développement embryonnaire et sont fréquemment impliqués dans des maladies chez l’Homme. Ces facteurs sont caractérisés par la présence d’un domaine PR semblable au domaine SET trouvé dans des protéines à activité histone méthyltransférase et d’un nombre variable de doigts à zinc. Je me suis focalisée essentiellement sur les gènes Prdm12 et Prdm13, des gènes exprimés de manière précoce et localisés dans le système nerveux en développement et dont la fonction était totalement inconnue. Nos résultats ont montré que l’expression de Prdm12 dans la partie ventrale de la moelle épinière est dépendante de l’acide rétinoïque et du facteur de transcription Pax6 et que Prdm12 est restreint au domaine p1 via l’action répressive des facteurs de transcription Dbx1 et Nkx6 exprimés dans les domaines de progéniteurs adjacents. Prdm12 fonctionne comme déterminant de la destinée des interneurones V1, des interneurones impliqués dans le contrôle des mouvements de la locomotion et essentiels à la survie des neurones moteurs. Prdm12 agirait en réprimant, probablement directement, l’exp, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le cortex cérébral est composé d’un grand nombre de types de neurones organisés radialement en couches cellulaires et tangentiellement en aires corticales fonctionnellement distinctes. Son développement est régulé par des signaux fonctionnant comme morphogènes sécrétés par des centres organisateurs situés à la périphérie du télencéphale dorsal. Ces morphogènes contrôlent l’expression dans les progéniteurs corticaux de gènes codant pour des facteurs de transcription qui régulent la prolifération, la différenciation et la spécification des progéniteurs corticaux. Les cascades de gènes impliquées dans la mise en place du cortex cérébral dans lesquelles ces signaux et facteurs de transcription interviennent restent cependant actuellement mal connues.Les gènes Dmrt3 et Dmrt5 appartiennent à une famille de gènes fortement conservée évolutivement codant pour des facteurs de transcription à doigt de zinc connus pour leur rôle dans le développement sexuel. Des résultats obtenus dans le laboratoire ayant montré que Dmrt5 joue un rôle crucial dans la neurogenèse au niveau du système olfactif chez le xénope, j’ai voulu savoir, dans un premier temps, si la fonction de Dmrt5 dans la neurogenèse était une fonction ancestrale. Pour répondre à cette question, j’ai recherché des gènes Dmrts chez une espèce de Cnidaire, Nematostella vectensis, et ai étudié leur expression au cours du développement. L’un d’entre-eux, NvDmrtB, est fortement exprimé dans le système nerveux et s’est avéré être requis pour la différenciation des cellules nerveuses chez N. vectensis, suggérant que les gènes Dmrts avaient déjà un rôle dans la neurogenèse dans l’ancêtre commun des Bilatériens et des Cnidaires.Par ailleurs, d’autres travaux ont montré que chez la souris les gènes Dmrt5 et Dmrt3 sont exprimés dans le cerveau en développement au niveau du télencéphale dorsal. Afin d’approcher leur fonction dans le développement cortical, j’ai analysé leur expression au cours du développement embryonnaire, Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Extracellular nucleotides act as local intercellular messengers. In response to various stimuli, nucleotides can be released from the cytosol of damaged cells, exocytosis vesicles and efflux through membrane channel. In the extracellular fluids, nucleotides are rapidely degraded by ecto-nucleotidases, such as CD39,CD39L1 and CD73. Extracellular nucleotides activate the P2 receptor family .This family of receptors can be divided into 2 groups: P2X1-7R ( ionotropic receptors) and P2YR ( G protein-coupled receptors). Nowadays, there are eight accepted human P2Y receptors: P2Y1,2,4,6,11,12,13,14.To determine the physiological roles of P2Y receptor family, our laboratory generated different strains of P2Y knockout mice (P2Y4 ,6 and 13). In collaboration with A. Gartland ,I. And Arnett TR Orriss ( Sheffield and London University) ,it has been observed that the P2Y13R-/- mice exhibit an impaired bone tissue metabolism that leads to a reduction in the volume of the femoral trabecular bone and the number of trabeculae. This phenotype is correlated with the decrease in the number of osteoblasts at the endo-cortical bone surface .We therefore examined whether P2Y13 R activation was involved in the osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs). In the first part of our work we have shown that :Induction of the MSCs differentiation is associated with the release of ATP and its conversion to ADP (agonist of the P2Y13R). ATP release probably involves the pannexine1 while the conversion of ATP into ADP is probably due to the activity of the ecto-nucleotidase CD39L1.ADP stimulation of P2Y13 R+/+ (but not P2Y13 R-/-) adherent bone marrow stromal cells (BMSC) increased significantly the formation of alkaline phosphatase-colony forming units (CFU-ALP), as well as the expression of osteoblastic genes such as Osterix involved in the maturation of pre-osteoblasts into osteoblasts. The number of CFU-ALP obtained from P2Y13 R-/- BMSC and the level of osteoblastic g, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Une étape initiale fondamentale dans le développement des vertébrés est l'organisation des cellules de l'embryon en trois feuillets embryonnaires primordiaux: ectoderme, mésoderme et endoderme. Chez l'embryon de xénope, le développement de l'endoderme et l’induction du mésoderme est initié par le gène maternel VegT codant pour un facteur de transcription à boîte T dont l'ARNm est localisé au pôle végétatif de l'ovocyte. Actuellement, les facteurs et mécanismes impliqués dans la formation de l'ectoderme, qui reste pluripotent jusqu'à la gastrulation, sont mal connus.Des travaux récents du laboratoire ont montré que le gène XSeb4R, codant pour une protéine de liaison à l'ARN à motif RRM, présente maternellement de manière ubiquitaire dans la blastula, interagit directement avec la région 3'UTR de l'ARNm VegT, stabilisant et stimulant sa traduction. La déplétion de XSEB4R inhibe la formation de l'endoderme et du mésoderme et sa surproduction produit l’effet inverse. Ces observations ont montré que XSeb4R joue un rôle essentiel via VegT dans la formation de l'endoderme et du mésoderme. Dans cette étude, nous avons testé l’hypothèse selon laquelle XSeb4R jouerait également un rôle au pôle animal dans la spécification de l’ectoderme. Nos résultats montrent que la protéine XSEB4R lie les régions 3’UTR des transcrits Sox3, Zic2a et Zic2b. Nous avons observé que la surexpression de XSeb4R stabilise les transcrits maternels Sox3 et Zic2 a et b, et qu’elle active la traduction des transcrits Zic2b mais pas celle de Sox3 ou Zic2a. Enfin, nous avons montré que la perte de fonction de XSeb4R induit une expansion du mésoderme vers l’ectoderme dans l’embryon au stade blastula. Ces résultats démontrent que XSeb4R joue un rôle important dans la spécification de l’ectoderme chez l’embryon de xénope., Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Le but des recherches du laboratoire de génétique du développement est de mieux comprendre les mécanismes moléculaires qui contrôlent le développement neural des vertébrés. C’est la raison pour la quelle, j’ai identifié deux EST (BC071005 et BC077938) spécifiques de l’expression génique chez le Xenopus laevis. Sur base de la littérature, ces deux gènes présentent des profils d’expression intéressants, caractéristiques des gènes impliqués dans la neurogenèse.Le premier clone d’ADNc code pour l’homologue du facteur de transcription Homez, contenant trois homéodomaines et deux motifs leucine zipper et dont la fonction est inconnue. Mes résultats ont montré que chez l’embryon de xénope au stade neurula, Homez est exprimé préférentiellement dans la plaque neurale, l’expression la plus forte étant détectée dans les domaines où les neurones primaires apparaissent. Plus tard, Homez est détecté dans le tube neural dans des cellules neurales postmitotiques en cours de différenciation. En accord avec ce profil d’expression, j’ai observé que Homez est régulé positivement par l’atténuation des signaux BMPs et par le facteur proneural Ngnr1 et négativement par la voie Notch. Bien que le facteur Homez ne soit pas suffisant pour induire une expression ectopique de marqueurs neuronaux dans l’embryon de xénope, j’ai pu montrer, en utilisant une approche de morpholino antisens, que celui-ci est requis en aval du facteur Ngnr1 pour la différenciation des précurseurs neuraux en neurones primaires. Le deuxième clone code pour l’homologue du facteur CBFβ qui s’associe avec une famille de protéines CBFα1-3/Aml1-3/Runx1-3 pour former un complexe hétérodimérique liant l’ADN. Alors que chez la souris, les facteurs Runx1 et Runx3 jouent un rôle important dans la neurogenèse dans les ganglions spinaux et que chez le xénope, Runx1 est requis pour la formation des neurones Rohon-Beard, le rôle de CBFβ au cours du développement du système nerveux est actuellement mal connu. Mes résulta, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Après intégration dans le génome cellulaire de l’hôte, l’expression des rétrovirus dépend d’éléments agissant en cis localisés dans la longue répétition terminale 5’ (LTR5’) et la région leader, de facteurs de transcription cellulaires et viraux agissant en trans ainsi que de l’organisation chromatinienne du provirus intégré. Notre laboratoire a précédemment identifié dans le génome du rétrovirus HIV-1 (Human Immunodeficiency Virus type 1) une région intragénique importante (nt 4079-6026, où nt +1 est le début de U3 dans le LTR5’) composée du fragment 5103, du site hypersensible aux nucléases SH7 et du fragment 5105. Lors de ce travail, nous avons caractérisé physiquement et fonctionnellement différents sites de liaison pour des facteurs de transcription cellulaires localisés dans la région intragénique du virus HIV-1, dont trois sites de liaison pour le facteur inductible AP-1, dans des expériences de retard de migration sur gel et de transfection transitoire. Nous avons montré l’importance de ces trois sites AP-1 pour la réplication virale au niveau transcriptionnel dans des expériences d’infection et d’immunoprécipitation de la chromatine. De plus, nous avons caractérisé l’activité transcriptionnelle associée à la région intragénique du virus HIV-1. D’autre part, la structure nucléosomale du provirus intégré et les modifications épigénétiques associées jouent un rôle crucial pour l’expression des rétrovirus. La répression transcriptionnelle du rétrovirus oncogène BLV (Bovine Leukemia Virus) lui permet d’échapper au système immunitaire de son hôte bovin et favorise ainsi l’apparition de tumeurs. Dans ce contexte, nous avons montré que la méthylation de l’ADN au niveau du promoteur viral permet le maintient de la latence transcriptionnelle. En effet, la méthylation des dinucleotides CpGs localisés dans le LTR5‘ empêche le recrutement in vivo des facteurs de transcription activateurs CREB/CREM/ATF. Nous avons également montré que l’activation transcriptionnelle de l, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Congenital Hypothyroidism (CH) is the most common endocrine disorder, affecting one out of 2000-4000 newborns. Most CH are due to a defect in thyroid embryonic development and they can lead to severe phenotypes if not treated correctly. Multiple observations argue in favor of a genetic cause in a minority of thyroid dysgenesis, but to date, only few cases could be explained by a mutation in one of the genes coding for the factors known to be important in thyroid development and/or function (NKX2-1, PAX8, FOXE1, TSHR). This is the reason why it was important to develop new models allowing the discovery of new genes/mechanisms potentially implicated in the gland organogenesis. To that purpose, we set up in the laboratory a structure enabling the use of zebrafish as an animal model. The latter is indeed more and more used by developmental biologists, including by scientists interested in thyroid development.The first step of our project consisted in a deeper characterization of the model, notably by the study of the expression patterns of the thyroid functional differentiation markers. Furthermore, the exact role of the Tsh/Tshr signaling – main regulator of thyroid growth and function in mammals – was dissected. In a second part of the project, we generated a stable transgenic line (tg(tg:mCherry)) allowing the visualization of thyroid development in living embryos and in a dynamic manner, thanks to real-time imaging techniques. On the one hand, this tool enabled us to better understand the morphological aspect of the different stages of thyroid development, such as the budding, evagination, relocalization or folliculogenesis. On the other hand, the use of double transgenic fishes obtained by crossing tg(tg:mCherry) with other lines expressing GFP in surrounding structures of interest, allowed us to highlight the contacts between the cardiovascular system and thyroid, and this along the whole gland development. The introduction of this model within the laborator, Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique, info:eu-repo/semantics/nonPublished

La sumoylation représente, après l’ubiquitination, l’exemple le plus étudié de modification post-traductionnelle impliquant la liaison d’une protéine à une autre. Cependant, alors que l’ubiquitination est impliquée principalement dans la dégradation des protéines par le protéasome, la sumoylation semble réguler les propriétés biochimiques de ses substrats (localisation cellulaire, interaction protéique, activité, …). Pour venir lier une protéine appelée Sumo (Small Ubiquitin-like Modifier) sur un substrat, la sumoylation emprunte une voie enzymatique analogue à celle de l’ubiquitination mais utilise des enzymes différentes. A ce jour, bien que plusieurs centaines de substrats de la sumoylation aient été identifiés, seules 5 structures de protéines sumoylées ont été résolues. Elles ne sont vraisemblablement pas représentatives de l’ensemble des substrats de la sumoylation et mon travail de thèse vise à élargir les connaissances structurales sur la sumoylation pour permettre de dégager des concepts généraux. Les études sur la sumoylation se heurtent généralement à la difficulté d’obtenir les substrats sumoylés. Ce projet a donc nécessité, au niveau technique, la mise au point d’un système de sumoylation in vivo en bactérie permettant de modifier des quantités importantes de protéines et de les purifier efficacement. Des analyses bioinformatiques nous ont permis d’identifier des substrats de la sumoylation propices à une étude structurale de leur forme sumoylée. Au terme de ces analyses, nous avons retenu 3 protéines :DJ-1, PPARγ et IκBα. Bien que la complexité du sujet nous ait ensuite amené à écarter DJ-1 et PPARγ, nous sommes parvenus à purifier la forme sumoylée d’IκBα. Ce résultat nous a permis d’entreprendre une campagne de cristallogenèse d’IκBα complexé au facteur de transcription NF-κB. L’obtention d’IκBα sumoylé permettra également d’aborder des études fonctionnelles pour améliorer la compréhension du rôle de la sumoylation de ce substrat. Nos analys, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les infections génitales par les virus du papillome humains (HPV) sont les infections virales sexuellement transmises, les plus communes chez les femmes en âge de procréer. Il est désormais bien établi que l’infection persistante par les HPV classés «à haut risque» est l’un des facteurs indispensables au développement de lésions précancéreuses et cancéreuses du col de l’utérus. Ces HPV semblent aussi être impliqués dans le développement d’autres cancers de la région ano-génitale et pourraient être également impliqués dans les cancers de la tête et du cou. Durant cette dernière décennie, des études croissantes tendent à établir un rôle étiologique des HPV dans les dysfonctionnements gestationnels. La détection des ADN HPV dans les placentas issus d’avortements spontanés et leur capacité exceptionnelle à se répliquer in vitro dans les cellules trophoblastiques cultivées en monocouche, ont apporté de nouvelles perspectives quant à la possibilité que le placenta pourrait constituer aussi un tropisme naturel des infections par HPV.Six jours après la fécondation et suite à l’accolement du blastocyste à l’épithélium utérin, le trophoblaste s’engage dans des processus actifs de prolifération, d’invasion et de différenciation complexe pour la construction de l’interface physiologique indispensable aux échanges essentiels entre la mère et l’enfant ;le placenta. De façon intéressante, ses propriétés sont similaires à celles de la cellule tumorale maligne. Néanmoins, ses mécanismes sont étroitement régulés dans le trophoblaste, à la fois dans l’espace et le temps, assurant un développement normal à chaque étape de la grossesse.Devant toutes ces données, nous avions émis l’hypothèse que l’expression des protéines précoces E5, E6 et E7 d’HPV de type 16 (de haut risque), pourraient modifier le développement des trophoblastes infectés. Les résultats obtenus durant ce travail de doctorat démontrent que la protéine virale E5, hautement hydrophobe, est cytotoxique et affecte la, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les facteurs de transcription de la famille Rel/NF-κB régulent l’expression d’un grand nombre de gènes impliqués dans les réponses immunitaires et inflammatoires ainsi que dans la régulation de la prolifération et de la survie cellulaire. Le caractère transitoire de l’activation de NF-κB est donc crucial pour poterger les cellules de l’autoxicité due à une trop forte expression des gènes cibles de ce facteur de transcription. Dans le cadre de notre thèse de doctorat, nous avons étudié les mécanismes moléculaires régulant la cinétique d’activation de NF-κB, en accordant une attention toute particulière au complexe kinase IKK, qui semble être le regulateur clef de l’activation de NF-κB. Nos résultats suggèrent que p300 pourrait réguler la durée d’activation des IKKs d’une part par acétylation directe, et d’autre part, indépendamment de son activité HAT, en stabilisant les IKKs et donc en prolongeant leur demie-vie et par conséquent leur activation.Certains virus utilisent la voie de signalisation NF-κB afin de promouvoir leur propre réplication. C’est le cas du virus HIV-1 (Human Immunodeficiency Virus type 1), qui contient dans son promoteur deux sites de liaison pour NF-κB. Notre laboratoire a précédemment montré que l’utilisation du TNFα en combinaison avec la TSA, active l’expression virale de manière synergique. L’administration combinée d’un activateur du facteur NF-κB et d’un inhibiteur de désacétylases pourrait, en présence d’une thérapie anti-HIV-1 efficace, être envisagée dans le but d’éliminer les cellules réservoirs infectées de manière latente. L’utilisation thérapeutique du TNFα ou de la TSA étant inenvisageable en raison de leur toxicité, nous avons étudié l’effet d’autres substances ayant un plus grand potentiel thérapeutique et nous avons apporté une preuve de principe du potentiel thérapeutique de la coadministration de plusieurs activateurs viraux (inhibiteurs de HDACs[HDACIs]+inducteurs de la voie NF-κB) pour réduire le pool des réservoirs cellu, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le TNF-α est une cytokine pro-inflammatoire du système immunitaire qui, lorsque sa production est déréglée, induit de nombreuses pathologies chez l’homme (cachexie, arthrite rhumatoïde, etc.) Outre une régulation transcriptionnelle de cette cytokine, il existe aussi une régulation post-transcriptionnelle permettant un contrôle affiné de sa production. Le laboratoire de Biologie du Gène étudie cette régulation post-transcriptionnelle faisant intervenir une séquence consensus dans l’ARNm appelée séquence AU-riche (ou ARE pour AU-rich element) et les protéines qui y sont impliquées. Généralement, les ARNm porteurs d’ARE codent pour des protéines dont l’expression est transitoire. Ces gènes requièrent un contrôle très précis de leur expression et c’est pourquoi, en plus d’être soumis à de nombreux contrôles transcriptionnels, la traduction et la stabilité de leurs ARNm sont très finement régulées. La réponse immune innée implique de nombreux ARNm de ce type. Jusqu’à présent, la fonction de la protéine TIAR dans la régulation de l’expression du TNF-α n’a pas été complètement élucidée. Outre le TNF-α, la participation à la réponse immune innée de nombreuses protéines encodées par des ARNm porteurs d’ARE pourrait conférer à la protéine TIAR un rôle de régulateur essentiel dans le contrôle de l’inflammation. Nous avons donc générés plusieurs lignées de macrophages RAW 264.7 surexprimant la protéine TIAR entière ou différents mutants de TIAR afin de déterminer, par une analyse globale par puces à ADN, les ARNm cibles de TIAR au cours de la réponse immune. Cette approche nous a permis de démontrer que la protéine TIAR exerce un contrôle sur le métabolisme de l’ARNm du TNF-α et de MKP-1 (MAP kinase phosphatase 1), une phosphatase majeure dans la voie de signalisation de la MAPK p38. Cette voie de signalisation joue un rôle essentiel dans la stabilisation et la traduction de nombreux ARNm porteurs d’ARE encodant des protéines de la réponse inflammatoire. D’autre part, nous avon, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

La crête neurale (CN) est une structure transitoire apparaissant en bordure de la plaque neurale chez les embryons de vertébrés. Au cours du développement embryonnaire, les cellules de la CN prolifèrent, subissent une transition épithélio-mésenchymateuse, migrent et se différencient en de nombreux types cellulaires tels que des neurones et cellules gliales du système nerveux périphérique, des mélanocytes, des cellules musculaires lisses ou des élements du squelette cranio-facial. Afin de mieux comprendre les mécanismes moléculaires contrôlant la prolifération et la spécification des cellules de la CN, nous avons étudié le rôle de deux facteurs de transcription, Hairy2 et Stat3, via des expériences de perte et gain de fonction chez l’embryon de xénope. Le gène Hairy2 code pour un facteur de transcription bHLH-O répresseur. Il est exprimé précocement au niveau de la bordure de la plaque neurale incluant la CN présomptive. Nous avons montré que Hairy2 est requis pour la prolifération des cellules de la CN en aval de signaux FGFs et qu’il maintient les cellules dans un état indifférencié en réprimant l’expression précoce des gènes spécifiques de la CN. Hairy2 réprime aussi la transcription du gène Id3 codant pour un facteur HLH essentiel à la prolifération des cellules de la CN. Id3 affecte également Hairy2. Nous avons observé que la protéine Id3 interagit physiquement avec Hairy2 et bloque son activité, démontrant que les interactions entre Hairy2 et Id3 jouent un rôle important dans la prolifération et la spécification des cellules de la CN., Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

L'objectif de ce travail est de développer et d'évaluer des approches méthodologiques pour laprédiction de séquences cis-régulatrices. Ces approches ont été intégrées dans la suite logicielleRSAT (Regulatory Sequences Analysis Tools). Ces séquences jouent un rôle important dans larégulation de l'expression des gènes. Cette régulation, au niveau transcriptionnel, s'effectue àtravers la reconnaissance spécifique entre les facteurs de transcription et leurs sites de fixation(TFBS) au niveau de l'ADN.Nous avons développé et évalué une série d'outils bioinformatiques qui utilisent les matricesposition-poids pour prédire les TFBS ainsi que les modules cis-régulateurs (CRM). Nos outilsprésentent l'avantage d'intégrer les différentes approches déjà proposées par d'autres auteurs touten proposant des fonctionnalités innovantes.Nous proposons notamment une nouvelle approche pour la prédiction de CRM basé sur ladétection de régions significativement enrichies en TFBS. Nous les avons appelés les CRER (pourCis-Regulatory Elements Enriched Regions). Un autre aspect essentiel de toute notre approcheréside dans le fait que nous proposons des mesures statistiques rigoureuses pour estimerthéoriquement et empiriquement le risque associé aux différentes prédictions. Les méthodes deprédictions de séquences cis-regulatrices prédisent en effet un taux de fausses prédictionsgénéralement élevé. Nous intégrons un calcul des P-valeurs associées à toutes les prédictions.Nous proposons ainsi une mesure fiable de la probabilité de faux positifs.Nous avons appliqué nos outils pour une évaluation systématique de l'effet du modèle debackground sur la précision des prédictions à partir de la base de données de TRANSFAC. Nosrésultats suggèrent une grande variabilité pour les modèles qui optimisent la précision desprédictions. Il faut choisir le modèle de background au cas par cas selon la matrice considérée.Nous avons ensuite évalué la, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Hox transcription factors are extensively investigated in diverse fields of molecular and evolutionary biology. Hox genes belong to the family of homeobox transcription factors characterised by a 60 amino acids region called homeodomain. These genes are evolutionary conserved and play crucial roles in the development of animals. In particular, they are involved in the specification of segmental identity, and in the tetrapod limb differentiation. In vertebrates, this family of genes can be divided into 14 groups of homology. Common methods to classify Hox proteins focus on the homeodomain. Classification is however hampered by the high conservation of this short domain. Since phylogenetic tree reconstruction is time-consuming, it is not suitable to classify the growing number of Hox sequences. The first goal of this thesis is therefore to design an automated approach to classify vertebrate Hox proteins in their groups of homology. This approach classifies Hox proteins on the basis of their scores for a combination of protein generalised profiles. The resulting program, HoxPred, combines predictive accuracy and time efficiency. We used this program to detect and classify Hox genes in several teleost fish genomes. In particular, it allowed us to clarify the evolutionary history of the HoxC1a genes in teleosts. Overall, HoxPred could efficiently contribute to the bioinformatics toolbox commonly used to annotate vertebrate Hox sequences. This program was then evaluated in non-vertebrate species. Although not intended for the classification of Hox proteins in distantly related species, HoxPred showed a high accuracy in bilaterians. It has also given insights into the evolutionary relationships between bilaterian posterior Hox genes, which are notoriously difficult to classify with phylogenetic trees.As transcription factors, Hox proteins regulate target genes by specifically binding DNA on cis-regulatory elements. Only a few of these target genes have been identifie, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Au cours de ce travail de thèse, nous avons abordé l’étude des gènes BTBD6 et Dmrt5 au cours du développement embryonnaire en utilisant les avantages complémentaires de plusieurs organismes modèles., Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le virus de la leucémie bovine (BLV) est un rétrovirus complexe B-lymphotrope, identifié comme l'agent étiologique de la leucose bovine enzootique, une maladie lymphoproliférative qui affecte le bétail. L'infection par le BLV se caractérise par l'absence de virémie due à la latence du virus dans la majorité des cellules infectées. Cette latence résulte de la répression transcriptionnelle de l'expression virale in vivo et favorise très probablement le développement tumoral en permettant aux cellules infectées d'échapper à la réponse immunitaire développée par l'hôte infecté. Dès lors, une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires régulant la latence du virus BLV ainsi que sa réactivation devrait permettre d'envisager de nouvelles stratégies afin de contrer le processus de transformation cellulaire développé par cet oncovirus.Notre laboratoire a précédemment mis en évidence le rôle de l’acétylation des histones dans la régulation transcriptionnelle du BLV. Au cours de ce travail, nous avons poursuivi l’étude du contrôle épigénétique de l’expression génique du BLV en nous focalisant sur une autre modification épigénétique généralement associée à la répression des gènes :la méthylation de l’ADN. Nous avons montré une activation transcriptionnelle du promoteur BLV par différents inhibiteurs de la méthylation de l’ADN. Nous avons également mis en évidence, grâce à la technique du séquençage au bisulfite de sodium, que l’hyperméthylation des régions U3 et R du LTR5’ d’un provirus intégré est associée à un état de latence vraie dans une lignée cellulaire dérivée d’un lymphome (La lignée L267) mais pas à un état de latence dite défective (la lignée YR2). La surexpression des méthyltransférases de l’ADN (DNMTs) DNMT1 et 3A mais pas DNMT3B répriment l’activité du promoteur BLV. Plus encore, les inhibiteurs de DNMTs augmentent de manière synergique l’activation transcriptionnelle du promoteur BLV par la protéine transactivatrice TaxBLV, et ce, de manière dépenda, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Au cours d'une étude sur le contrôle transcriptionnel du gène de l'alpha-foetoprotéine, le laboratoire s'était intéressé aux facteurs de transcription de la famille SP/KLF et S. Scohy avait découvert une séquence définissant un nouveau membre: SP6.Afin de déterminer la structure du gène chez la souris, nous avons isolé un fragment génomique contenant la totalité du gène et nous l'avons séquencé. Une analyse informatique de cette séquence, l'isolement d'ESTs ainsi qu'une expérience d'extension d'amorce, nous ont permis d'affirmer que le gène Sp6 murin possède deux exons, générant une protéine de 376 acides aminés à partir d'un ATG repéré au début de l'exon 2.En même temps, des travaux réalisés sur un gène nommé epiprofin ont été publiés (Nakamura et al. 2004). Ce gène s'est avéré correspondre au gène Sp6 car il code pour la même protéine. Les exons 2 sont en effet identiques, seuls les exons 1 diffèrent.Nos études sur l'expression du gène Sp6 ont indiqué qu'elle est ubiquiste mais que c'est durant le développement embryonnaire, et surtout pendant les stades les plus tardifs de celui-ci, qu'il est le plus exprimé. Cette expression se localise surtout au niveau des dents, de l'épithélium olfactif, du cerveau, des bourgeons de membres et des follicules pileux de l'embryon. A l'état adulte, l'expression de Sp6 se réduit fortement dans tous les tissus; seuls les poumons présentent un taux d'expression relativement important.Ce travail a également permis de mettre en évidence l'existence d'un transcrit non-codant issu d'une transcription antisens du locus Sp6 et dont le premier exon inclu la totalité de l'exon 2 du gène Sp6. Nous l'avons appelé Sp6os et avons montré que son expression est absente dans de nombreux tissus et est très faible dans les tissus où on détecte le transcrit. Une comparaison de l'expression des transcrits Sp6 et Sp6os nous a permis d'imaginer un rôle pour Sp6 dans le développement et une possible modulation de son activité, par Sp6os, Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Mdm2 and Mdm4 are critical negative regulators of the p53 tumor suppressor. Mdm4-null mutants are severely anemic and exhibit impaired proliferation of the fetal liver erythroid lineage cells. This phenotype may indicate a cell-intrinsic function of Mdm4 in erythropoiesis. In contrast, red blood cell count was nearly normal in mice engineered to express low levels of Mdm2, suggesting that Mdm2 might be dispensable for red cell production. In the first part of the thesis, we further explore the tissue-specific functions of Mdm2 and Mdm4 in the erythroid lineage by crossing the conditional Mdm4 and Mdm2 alleles to an erythroid-specific-cre (EpoRGFP-Cre ) knock-in allele. Our data show that Mdm2 is required for rescuing erythroid progenitors from p53-mediated apoptosis during primitive erythropoiesis. In contrast, Mdm4 is only required for the high erythropoietic rate during embryonic definitive erythropoiesis. Thus, in this particular cellular context, interestingly, Mdm4 only contributes to p53 regulation at a specific phase of the differientation program.Moreover, a large body of evidence indicates that aberrant expression of either MDM2 or MDM4 impairs p53 tumor suppression function and consequently favors tumor formation. Overexpression of MDM2 was observed in 10% of 8000 human cancers from various sites, including lung or stomach, and MDM4 was found amplified and/or overexpressed in 10-20% of over 800 diverse tumors including lung, colon, stomach and breast cancers. Remarkably, selective MDM4 amplification occurs in about 65% of human retinoblastomas. In contrast, MDM2 amplifications are relatively rare (about 5%) in retinoblastomas, indicating that depending on the tumor context (cell type, initiating oncogene, …), MDM4, rather than MDM2, overexpression might be selected for as a more efficient mean of suppression of p53 function. As part of a large effort to better understand why different cell types require distinct combinations of mutations to form tumo, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les reins jouent un rôle majeur dans la régulation de l'homéostasie acide-base. La production et l'excrétion rénale d'ammonium assurent environ deux tiers de l'excrétion nette d'acides dans les conditions normales et jusqu'à 90% en situation d'acidose métabolique. Bien que l'excrétion d'ammonium soit un processus finement régulé et capital au maintien de l'équilibre acido-basique, à ce jour aucun transporteur spécifique d'ammonium n'a été décrit chez les mammifères. Les protéines Rhésus Rhcg et Rhbg, membres distants de la famille des transporteurs d'ammonium Mep/Amt, semblaient de bons candidats à cette fonction. L'invalidation du gène Rhcg puis celle de Rhbg ont donc été entreprises chez la souris afin d'estimer leur rôle potentiel dans le transport de l'ammonium., Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Dans les cellules eucaryotes, l’expression d’un gène peut être régulée à de nombreux niveaux. Les études réalisées sur le contrôle de l’expression génique se sont généralement intéressées aux mécanismes de contrôle transcriptionnel. Cependant de nombreux exemples mettent de plus en plus en évidence l’importance des mécanismes post-transcriptionnels dans cette régulation. Les contrôles post-transcriptionnels de l’expression génique reposent essentiellement sur des interactions spécifiques entre les régions 5’ et 3’ non traduites de l’ARNm et des protéines agissant en trans qui contrôlent spécifiquement la maturation des ARNs messagers (ARNms), leur localisation cytoplasmique, leur stabilité et/ou leur traduction. Les éléments riches en adénine et en uridine (ARE), localisés dans la région 3’ non traduite de nombreux ARNms, font partie des séquences régulatrices les plus étudiées. Elles sont notamment présentes dans les ARNms codant pour des cytokines et des proto-oncogènes. Les protéines de liaison à l’ARN jouent donc un rôle central dans la régulation de l’expression des gènes. Les protéines TIA-1 et TIAR appartiennent à la famille des protéines qui fixent l’ARN et qui contiennent des domaines RRM (RNA Recognition Motif). Elles sont impliquées dans des mécanismes permettant la régulation de l’expression génique tels que l’épissage alternatif et la traduction. En particulier, elles participent à l’arrêt général de la traduction qui accompagne un stress environnemental en séquestrant les ARNms poly(A)+ non traduits dans des foci cytoplasmiques appelés granules de stress (SGs). Elles sont également impliquées dans la répression traductionnelle d’ARNms spécifiques en liant les ARE présents dans les extrémités 3’ non traduites de certains ARNms, et notamment des ARNs messagers codant pour le TNF-α et la cyclooxygénase-2 (Cox-2). L’invalidation des gènes tia-1 et tiar chez la souris conduit à une létalité embryonnaire élevée suggérant que ces protéines jouent également un, Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire, info:eu-repo/semantics/nonPublished

A la suite d’un criblage in silico nous avons identifié un nouveau gène codant pour une protéine à domaine BTB-POZ, XBTBD6.Nous avons déterminé que la protéine XBTBD6 est une protéine cytoplasmique. Dans les cellules Hela, CHO, U2OS et COS7 la protéine XBTBD6 est localisée dans des corpuscules cytoplasmiques, localisation similaire à celle des protéines XBTBD3, HBTBD1 et HBTBD2. Nous avons observé que la partie N-terminale de la protéine, contenant le domaine BTB-POZ, est localisée dans la cellule comme la protéine entière ;par contre la partie C-terminale est exclusivement nucléaire. De plus, nous avons observé que XBTBD6 est localisée de façon diffuse dans le cytoplasme des cellules Neuro2A, 9L et 518A2e. Nous avons montré que la protéine XBTBD6 homodimérise et hétérodimérise avec XBTBD3 et XBTBD2 et qu’elle interagit avec l’ubiquitine ligase E3 XCullin 3. L’ensemble de ces interactions nécessite la présence du domaine BTB-POZ. Ces données montrent que les protéines BTBD6, BTBD3, BTBD1 et BTBD2 possèdent des propriétés communes indiquant qu’elles appartiennent à un sous groupe de la famille des protéines à domaine BTB-POZ.Le profil d’expression a été analysé par la technique de protection à la RNAse et par hybridation in situ. Les résultats montrent que ce gène est fortement exprimé dans le système nerveux adulte et embryonnaire. Des expériences de surexpression par micro-injection d’ARNm ont permis de placer le gène XBTBD6 dans la cascade d’activation des gènes proneuraux en aval de XNgnr-1, XNeuroD, Xath3 et Xebf3. Ces résultats montrent que XBTBD6 est un marqueur neuronal chez le xénope. Au cours de l’étude de la fonction du gène XBTBD6, nous avons montré que la surexpression et la perte de fonction de ce gène dans l’embryon de xénope n’induit pas de variation du nombre de neurones dans la plaque neurale. Par contre nous avons observé que la surexpression du gène XBTBD6 dans des cellules Neuro2A en différentiation régule négativement la croissance des, Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire, info:eu-repo/semantics/nonPublished

The Mdm2 and Mdm4 oncoproteins are key negative regulators of the p53 tumor suppressor. However, their physiological contributions to the regulation of p53 stability and activity remain highly controversial. Here, we combined a p53 knock-in allele, in which p53 is silenced by a transcriptional stop element flanked by loxP sites, with the Mdm2- and Mdm4-null alleles. This approach allows Cre-mediated conditional p53 expression in tissues in vivo and cells in vitro lacking Mdm2, Mdm4, or both. Using this strategy, we show that Mdm2 and Mdm4 are essential in a nonredundant manner for preventing p53 activity in the same cell type (Mouse Embryonic Fibroblasts (MEFs), neuronal progenitor cells and postmitotic neurons) and irrespective of the proliferation/differentiation status of the cells. Although Mdm2 prevents accumulation of the p53 protein, Mdm4 contributes to the overall inhibition of p53 activity independent of Mdm2. We propose a model in which Mdm2 is critical for the regulation of p53 levels and Mdm4 is critical for the fine-tuning of p53 transcriptional activity, both proteins acting synergistically to keep p53 in check. Finally, we show that neither Mdm2 nor Mdm4 regulate cell cycle progression independently of its ability to modulate p53 function., Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Au cours de la différenciation neuronale, les gènes proneuraux induisent l'expression de nombreux gènes appartenant à différentes familles. Deux de ces familles constituent l'intérêt de cette étude à savoir les facteurs de transcription à doigts à zinc Myt/NZF et IA1/INSM1. Chez le xénope, il a été démontré que XMyT1 coopère avec les facteurs bHLH afin d'induire la neurogenèse de manière insensible à la voie de signalisation Delta/Notch (Bellefroid et al. 1996). Son mode d'action n'est pas connu et nécessite d'être approfondi afin de mieux comprendre son rôle au cours de la neurogenèse. Lors d'expériences utilisant un gène rapporteur, la protéine XMyT1 a été décrite comme activateur de la transcription tandis que la protéine orthologue NZF3 chez le rat se comporte comme répresseur de la transcription (Yee et al. 1998). Récemment, il a été rapporté que les protéines NZF1 et NZF2 chez la souris interagissent avec le corépresseur Sin3&, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Chez les vertébrés, le système excréteur se développe de manière séquentielle sous la forme de trois types de reins différents :le pro-, le méso- et le métanéphros. Le pronéphros des embryons de xénope et de poisson zèbre se développe rapidement et présente une structure simple formée d’un unique néphron, ce qui en fait un excellent modèle d’étude de la néphrogenèse. Au cours du développement, le mésoderme pronéphrique est régionalisé en plusieurs domaines à l’origine des différents composants du néphron partagés par tous les reins des vertébrés :le glomus, les tubules proximaux, le tubule distal et le canal. Cette régionalisation fait appel à des mécanismes moléculaires encore peu connus. Parmi ceux-ci, le facteur de transcription WT1 inhiberait, dans les cellules à l’origine du glomus, l’expression des gènes caractéristiques des tubules proximaux. De plus, la voie de signalisation Notch est requise séquentiellement d’abord pour la formation du glomus et ensuite lors de la différenciation des tubules proximaux. Le gène Evi1 code pour un facteur de transcription à doigts à zinc notamment exprimé dans le métanéphros des vertébrés supérieurs et jouant un rôle majeur mais mal compris dans le développement. Chez l’embryon de xénope, le gène Evi1 est exprimé dès la fin de la neurulation dans la région ventro-postérieure de l’ébauche pronéphrique à l’origine du tubule distal et du canal. Son expression est inhibée par le facteur de transcription xWT1 et l’activation de la voie de signalisation Notch. Via des expériences de surproduction de la protéine Evi1 sauvage ou d’une fusion Evi1-VP16, fonctionnant de manière antagoniste à la protéine sauvage, nous avons montré que la protéine Evi1 joue un rôle important dans la néphrogenèse précoce en inhibant la formation du glomus et des tubules proximaux dans les cellules à l’origine du segment distal du néphron.Afin de déterminer l’importance du facteur de transcription xWT1 dans la régulation de l’expression du gène Evi1, Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire, info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’alpha-foetoprotéine (AFP) est la protéine majoritaire du sérum fœtal de mammifère. C’est une glycoprotéine produite et sécrétée par l’endoderme viscéral du sac vitellin, les hépatocytes fœtaux et dans une moindre mesure, par l’intestin fœtal. Son profil d’expression est onco-fœtal :la synthèse de cette protéine chute fortement après la naissance mais peut reprendre en cas de régénération hépatique ou en cas de tumeurs diverses. Cette protéine est capable de fixer les oestrogènes et jouerait un rôle dans la différenciation sexuelle du cerveau femelle., Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le laboratoire d’Embryologie Moléculaire étudie les mécanismes moléculaires contrôlant le développement embryonnaire et utilise comme système expérimental l’embryon de xénope. En collaboration le laboratoire du Dr Daniel Christophe, nous avons abordé l’étude du gène XHRT1 chez le xénope. Ce gène est l’orthologue du gène HRT-1/Hey1/Hesr-1/HERP2/CHF2 de souris. Celui-ci, avec deux autres protéines apparentées (HRT2 et HRT3) forme une sous-famille de facteurs de transcription de type bHLH-O qui se différencient des autres facteurs bHLH-O par l’absence d’un motif carboxy-terminal de séquence « WRPW » et par la présence d’un nouveau motif carboxy-terminal conservé de séquence « TEI/VGAF ». Le rôle de ces facteurs HRT dans le développement est encore actuellement mal connu. Dans un premier temps, nous avons déterminé le profil d’expression de XHRT1 au cours de l’embryogenèse. Nous avons observé que ce gène est fortement exprimé au stade neurula dans le plancher du tube neural, et que plus tardivement celui-ci est exprimé dans différentes régions du système nerveux, dans les somites et le dans le pronéphros. Comme attendu pour un membre de la famille des facteurs bHLH-O, nous avons également observé que l’expression précoce de HRT1 au niveau du plancher du tube neural est bien régulée par la voie de signalisation Notch.Dans un deuxième temps, nous nous sommes intéressés au rôle et au mode d’action du facteur XHRT1 dans le développement du plancher du tube neural. Nous avons pu montrer que XHRT1 agit comme répresseur transcriptionnel et que cette répression nécessite la présence du domaine bHLH et de séquences en aval de celui-ci. Nous avons montré en embryon que la surexpression précoce de XHRT1 induit un blocage de l’expression des marqueurs du mésoderme et une augmentation de marqueur du plancher du tube neural, ce qui est en accord avec le modèle selon lequel la voie de signalisation Notch interviendrait dans le choix de la destinée des cellules de la région média, Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire, info:eu-repo/semantics/nonPublished