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The microRNA (miRNA)-guided RNA silencing pathway is a central and well-defined cellular process involved in messenger RNA (mRNA) translational control. This complex regulatory process is achieved by a well orchestrated machinery composed of a relatively few protein components, among which the ribonuclease III (RNase III) Dicer and Argonaute 2 (Ago2) play a central role. These two proteins are essential and it is of particular interest to measure and detect their catalytic activity under various situations and/or conditions. In this chapter, we describe different protocols that aim to study and determine the catalytic activity of Dicer and Ago2 in cell extracts, immune complexes, and size-fractionated cell extracts. Another protocol aimed at assessing miRNA binding to Ago2 is also described. These experimental approaches are likely to be useful to researchers investigating the main steps of miRNA biogenesis and function in human health and diseases.

Recent experimental evidences support the existence of an increasingly complex and multifaceted interaction between viruses and the microRNA-guided RNA silencing machinery of human cells. The discovery of small interfering RNAs (siRNAs), which are designed to mediate cleavage of specific messenger RNAs (mRNAs), prompted virologists to establish therapeutic strategies based on siRNAs with the aim to suppress replication of several viruses, including human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1). It has been appreciated only recently that viral RNAs can also be processed endogenously by the microRNA-generating enzyme Dicer or recognized by cellular miRNAs, in processes that could be viewed as an adapted antiviral defense mechanism. Known to repress mRNA translation through recognition of specific binding sites usually located in their 3′ untranslated region, miRNAs of host or viral origin may exert regulatory effects towards host and/or viral genes and influence viral replication and/or the host response to viral infection. This article summarizes our current state of knowledge on the relationship between HIV-1 and miRNA-guided RNA silencing, and discusses the different aspects of their interaction.

Within the past few years, microRNAs (miRNAs) and other noncoding RNAs (ncRNAs) have emerged as elements with critically high importance in posttranscriptional control of cellular and, more recently, viral processes. Endogenously produced by a component of the miRNA-guided RNA silencing machinery known as Dicer, miRNAs are known to control messenger RNA (mRNA) translation through recogni-tion of specific binding sites usually located in their 3¢ untranslated region. Recent evidences indicate that the host miRNA pathway may represent an adapted antiviral defense mechanism that can act either by direct miRNA-mediated modulation of viral gene expression or through recognition and inactivation of structured viral RNA species by the protein components of the RNA silencing machinery such as Dicer. This latter process, however, is a double-edge sword, as it may yield viral miRNAs exerting gene regula-tory properties on both host and viral mRNAs. Our knowledge of the interaction between viruses and host RNA silencing machineries, and how this influences the course of infection, is becoming increasingly complex. This chapter aims to summarize our current knowledge about viral miRNAs/ncRNAs and their targets, as well as cellular miRNAs that are modulated by viruses upon infection

Platelet microparticles (MPs) represent the most abundant MPs subtype in the circulation, and can mediate intercellular communication through delivery of bioactives molecules, such as cytokines, proteins, lipids and RNAs. Here, we show that platelet MPs can be internalised by primary human macrophages and deliver functional miR-126–3p. The increase in macrophage miR-126–3p levels was not prevented by actinomycin D, suggesting that it was not due to de novo gene transcription. Platelet MPs dose-dependently downregulated expression of four predicted mRNA targets of miR-126–3p, two of which were confirmed also at the protein level. The mRNA downregulatory effects of platelet MPs were abrogated by expression of a neutralising miR-126–3p sponge, implying the involvement of miR-126–3p. Transcriptome-wide, microarray analyses revealed that as many as 66 microRNAs and 653 additional RNAs were significantly and differentially expressed in macrophages upon exposure to platelet MPs. More specifically, platelet MPs induced an upregulation of 34 microRNAs and a concomitant downregulation of 367 RNAs, including mRNAs encoding for cytokines/chemokines CCL4, CSF1 and TNF. These changes were associated with reduced CCL4, CSF1 and TNF cytokine/chemokine release by macrophages, and accompanied by a marked increase in their phagocytic capacity. These findings demonstrate that platelet MPs can modify the transcriptome of macrophages, and reprogram their function towards a phagocytic phenotype

Platelets have a crucial role in the maintenance of hemostasis as well as in thrombosis and vessel occlusion, which underlie stroke and acute coronary syndromes. Anucleate platelets contain mRNAs and are capable of protein synthesis, raising the issue of how these mRNAs are regulated. Here we show that human platelets harbor an abundant and diverse array of microRNAs (miRNAs), which are known as key regulators of mRNA translation in other cell types. Further analyses revealed that platelets contain the Dicer and Argonaute 2 (Ago2) complexes, which function in the processing of exogenous miRNA precursors and the control of specific reporter transcripts, respectively. Detection of the receptor P2Y₁₂ mRNA in Ago2 immunoprecipitates suggests that P2Y₁₂ expression may be subjected to miRNA control in human platelets. Our study lends an additional level of complexity to the control of gene expression in these anucleate elements of the cardiovascular system.

The ribonuclease III Dicer (Dcr1) has been shown to be required for chromosome segregation and gene silencing in Schizosaccharomyces pombe. These effects are thought to be transcriptional, mediated by formation and maintenance of heterochromatin, and guided by small RNAs derived from Dcr1 along a process known as RNA interference. In order to get further insights into the gene regulatory role of Dcr1, we performed comparative analyses of dcr1 knockout and wild-type fission yeast strains. Analysis of part of the soluble proteomes identified eight cellular proteins whose expression is under Dcr1 control, three of which are integral constituents of the glycolysis pathway. Further correlations with their respective mRNA transcript levels are compatible with the existence of a post-transcriptional gene regulatory mechanism involving Dcr1 or a Dcr1 complex. Experiments designed to identify components of Dcr1 complexes unveiled two novel Dcr1 interactors, namely the zinc finger protein Byr3 and the ribosomal protein L12. Consistently enriched in Dcr1 immune complexes, Byr3 and L12 may link Dcr1 to the transcriptional and translational machineries, respectively, and contribute to post-transcriptional gene regulation in fission yeast.

Encoded by the genome of most eukaryotes examined so far, microRNAs (miRNAs) are small ~21-nucleotide (nt) noncoding RNAs (ncRNAs) derived from a biosynthetic cascade involving sequential processing steps executed by the ribonucleases (RNases) III Drosha and Dicer. Following their recent identification, miRNAs have rapidly taken the center stage as key regulators of gene expression. In this review, we will summarize our current knowledge of the miRNA biosynthetic pathway and its protein components, as well as the processes it regulates via miRNAs, which are known to exert a variety of biological functions in eukaryotes. Although the relative importance of miRNAs remains to be fully appreciated, deregulated protein expression resulting from either dysfunctional miRNA biogenesis or abnormal miRNA-based gene regulation may represent a key etiologic factor in several, as yet unidentified, diseases. Hence is our need to better understand the complexity of the basic mechanisms underlying miRNA biogenesis and function.

The detoxification enzyme UDP-glucuronosyltransferase UGT2B10 is specialized in the N-linked glucuronidation of many drugs and xenobiotics. Preferred substrates possess tertiary aliphatic amines and heterocyclic amines such as tobacco carcinogens and several anti-depressants and anti-psychotics. We hypothesized that alternative splicing (AS) constitutes a mean to regulate steady state levels of UGT2B10 and enzyme activity. We established the transcriptome of UGT2B10 in normal and tumoral tissues of multiple individuals. Highest expression was in the liver, where ten AS transcripts represented 50% of the UGT2B10 transcriptome in 50 normal livers and 44 hepatocellular carcinomas. One abundant class of transcripts involves a novel exonic sequence and leads to two alternative (alt.) variants with novel in-frame C-termini of 10 or 65 amino acids. Their hepatic expression was highly variable among individuals, correlated with canonical transcript levels, and was 3.5 fold higher in tumors. Evidence for their translation in liver tissues was acquired by mass spectrometry. In cell models, they co-localized with the enzyme and influenced the conjugation of amitriptyline and levomedetomidine by repressing or activating the enzyme (40-70%; P<0.01), in a cell context-specific manner. A high turnover rate for the alt. proteins, regulated by the proteasome, was observed in contrast to the more stable UGT2B10 enzyme. Moreover, a drug-induced remodelling of UGT2B10 splicing was demonstrated in the HepaRG hepatic cell model, which favored alt. variants expression over the canonical transcript. Our findings support a significant contribution of AS in the regulation of UGT2B10 expression in the liver with an impact on enzyme activity.

The detoxification enzyme UDP-glucuronosyltransferase UGT2B10 is specialized in the N-linked glucuronidation of many drugs and xenobiotics. Preferred substrates possess tertiary aliphatic amines and heterocyclic amines, such as tobacco carcinogens and several antidepressants and antipsychotics. We hypothesized that alternative splicing (AS) constitutes a means to regulate steady-state levels of UGT2B10 and enzyme activity. We established the transcriptome of UGT2B10 in normal and tumoral tissues of multiple individuals. The highest expression was in the liver, where 10 AS transcripts represented 50% of the UGT2B10 transcriptome in 50 normal livers and 44 hepatocellular carcinomas. One abundant class of transcripts involves a novel exonic sequence and leads to two alternative (alt.) variants with novel in-frame C termini of 10 or 65 amino acids. Their hepatic expression was highly variable among individuals, correlated with canonical transcript levels, and was 3.5-fold higher in tumors. Evidence for their translation in liver tissues was acquired by mass spectrometry. In cell models, they colocalized with the enzyme and influenced the conjugation of amitriptyline and levomedetomidine by repressing or activating the enzyme (40%–70%; P < 0.01) in a cell context–specific manner. A high turnover rate for the alt. proteins, regulated by the proteasome, was observed in contrast to the more stable UGT2B10 enzyme. Moreover, a drug-induced remodeling of UGT2B10 splicing was demonstrated in the HepaRG hepatic cell model, which favored alt. variants expression over the canonical transcript. Our findings support a significant contribution of AS in the regulation of UGT2B10 expression in the liver with an impact on enzyme activity.

Platelet microparticles (MPs) represent the most abundant MPs subtype in the circulation, and can mediate intercellular communication through delivery of bioactives molecules, such as cytokines, proteins, lipids and RNAs. Here, we show that platelet MPs can be internalised by primary human macrophages and deliver functional miR-126–3p. The increase in macrophage miR-126–3p levels was not prevented by actinomycin D, suggesting that it was not due to de novo gene transcription. Platelet MPs dose-dependently downregulated expression of four predicted mRNA targets of miR-126–3p, two of which were confirmed also at the protein level. The mRNA downregulatory effects of platelet MPs were abrogated by expression of a neutralising miR-126–3p sponge, implying the involvement of miR-126–3p. Transcriptome-wide, microarray analyses revealed that as many as 66 microRNAs and 653 additional RNAs were significantly and differentially expressed in macrophages upon exposure to platelet MPs. More specifically, platelet MPs induced an upregulation of 34 microRNAs and a concomitant downregulation of 367 RNAs, including mRNAs encoding for cytokines/chemokines CCL4, CSF1 and TNF. These changes were associated with reduced CCL4, CSF1 and TNF cytokine/chemokine release by macrophages, and accompanied by a marked increase in their phagocytic capacity. These findings demonstrate that platelet MPs can modify the transcriptome of macrophages, and reprogram their function towards a phagocytic phenotype

The process of specific gene transcription by RNA polymerase II (Pol II) is initiated by thebinding of specific transcription factors to DNA. A global understanding of the mechanisms of genetranscriptional regulation of Saccharomyces cerevisiae goes through the description of the targets andthe behavior of those transcription factors.The GATA factors are specific transcription factors intervening in the regulation of NitrogenCatabolite Repression (NCR)-sensitive genes, a mechanism encompassing the transcriptionalregulations leading to the preferential use of good nitrogen sources of the growth medium of yeast inthe presence of less good nitrogen sources. Those 4 GATA factors involved in NCR comprise 2activators (Gat1 and Gln3) and 2 repressors (Gzf3 and Dal80).Generally speaking, the promoters of genes have always been described like the main place forthe integration of the transcription regulation signals relayed by the general and specific transcriptionfactors and the chromatin remodeling factors. Furthermore, the GATA factors have been described asintegrating the external signals of nitrogen availability thanks to their specific DNA binding toconsensus GATA sequences in the promoter of NCR-sensitive genes. The results presented hereintroduce many nuances to the model, notably implying new proteins but also new regions in theregulation process of the NCR-sensitive gene regulation. Indeed, the first goal of this work is todiscover and understand the mechanisms of NCR-sensitive gene regulation that will explain thevariations in their expression levels in the presence of various nitrogen sources and their dependencytowards the GATA factors.Strikingly, it appeared that GATA factor positioning was not limited to the promoter, butoccurred also in the transcribed region. It seems that the transcription factors may have been drivenby the general transcription machinery (Pol II). The binding of a chromatin remo, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

The microRNA (miRNA)-guided RNA silencing pathway is a central and well-defined cellular process involved in messenger RNA (mRNA) translational control. This complex regulatory process is achieved by a well orchestrated machinery composed of a relatively few protein components, among which the ribonuclease III (RNase III) Dicer and Argonaute 2 (Ago2) play a central role. These two proteins are essential and it is of particular interest to measure and detect their catalytic activity under various situations and/or conditions. In this chapter, we describe different protocols that aim to study and determine the catalytic activity of Dicer and Ago2 in cell extracts, immune complexes, and size-fractionated cell extracts. Another protocol aimed at assessing miRNA binding to Ago2 is also described. These experimental approaches are likely to be useful to researchers investigating the main steps of miRNA biogenesis and function in human health and diseases.

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

Platelets have a crucial role in the maintenance of hemostasis as well as in thrombosis and vessel occlusion, which underlie stroke and acute coronary syndromes. Anucleate platelets contain mRNAs and are capable of protein synthesis, raising the issue of how these mRNAs are regulated. Here we show that human platelets harbor an abundant and diverse array of microRNAs (miRNAs), which are known as key regulators of mRNA translation in other cell types. Further analyses revealed that platelets contain the Dicer and Argonaute 2 (Ago2) complexes, which function in the processing of exogenous miRNA precursors and the control of specific reporter transcripts, respectively. Detection of the receptor P2Y₁₂ mRNA in Ago2 immunoprecipitates suggests that P2Y₁₂ expression may be subjected to miRNA control in human platelets. Our study lends an additional level of complexity to the control of gene expression in these anucleate elements of the cardiovascular system.

La vitesse de réplication du HIV-1(Human Immunodeficiency Virus type 1), qui semble corrélée de manière directe à la vitesse de progression de la maladie vers le stade SIDA, est essentiellement contrôlée au niveau transcriptionnel. La transcription du HIV-1 est régulée par la structure chromatinienne, des éléments agissant en cis localisés dans les LTRs, des facteurs de transcription agissant en trans et par la protéine virale trans-activatrice Tat (revu dans Quivy et al. 2007, Bisgrove et al. 2005, Rohr et al. 2003, Rabson and Graves 1997). En plus de l’enhancer localisé dans le LTR5’ du HIV-1, un enhancer intragénique, localisé dans le gène pol du HIV-1, inductible par le phorbol 12-myristate 13-acétate (PMA) a été identifié. La localisation progressive de l’activité enhancer a permis de définir deux domaines distincts et indépendants dans cet enhancer intragénique :les fragments 5103 et 5105 localisés respectivement dans la partie centrale du gène pol et dans une région couvrant la fin du gène pol, le gène vif, le gène vpr et le premier exon codant des gènes tat et rev (Verdin et al. 1990). Les fragments 5103 et 5105 se comportent tous deux comme des enhancers inductibles par le PMA lorsqu’ils sont clonés en amont du promoteur de la thymidine kinase dans un vecteur rapporteur en cellules HeLa. Notre laboratoire a précédemment identifié trois sites de liaison pour les facteurs de transcription AP-1 dans le fragment 5103 (Van Lint et al. 1991). Au cours de notre thèse, nous avons poursuivi la caractérisation de ces sites de liaison AP-1 et avons montré que les facteurs c Fos, JunB et JunD interagissent in vitro avec ces motifs. Pour chaque site, nous avons identifié des mutations qui abolissent la liaison des facteurs AP-1 sans altérer la séquence en acides aminés sous-jacente de la transcriptase inverse. Par des expériences de transfection transitoire, nous avons démontré que les sites AP 1 intragéniques sont entièrement responsables de l’activité enhancer P, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Face à un environnement changeant, la cellule a dû développer des systèmes de régulation lui permettant de s’adapter et d’assurer son développement et sa survie. Ces systèmes de régulation s’organisent autour de réseaux de régulation transcriptionnelle permettant l’expression des gènes codant pour les protéines dont la cellule a besoin. Dans la plupart des réseaux trancriptionnels, la régulation de la transcription des gènes est « raffinée » par la présence de circuits de rétroaction positifs et négatifs à l’origine de deux types de comportements différents: la multistabilité d’une part, et les comportements homéostatiques ou oscillants d’autre part. Deux réseaux de régulation transcriptionnelle de complexité différente ont été étudiés au cours de cette thèse :le réseau p53-Mdm2 impliqué dans l'arrêt de la croissance cellulaire, la réparation de l’ADN et l’apoptose chez les mammifères, et le réseau de facteurs transcriptionnels GATA impliqué dans la régulation du catabolisme de l’azote chez la levure Saccharomyces cerevisiae. L’analyse théorique du réseau p53-Mdm2 a eu pour principal objectif de reproduire et d’interpréter les données expérimentales disponibles dans la littérature concernant la réponse oscillante de la p53 lorsque l’ADN de la cellule est endommagé. L’analyse théorique des comportements du réseau GATA, quant à elle, a été couplée à une étude expérimentale dans les milieux de qualité intermédiaire en azote peu investigués jusqu’à présent. Pour analyser les propriétés dynamiques de ces deux réseaux, plusieurs approches complémentaires, se situant à différents niveaux de description, ont été utilisées: l’approche logique, différentielle et stochastique.La première partie de cette thèse a été consacrée à l’étude du réseau p53-Mdm2 pour lequel nous avons développé un modèle simple composé d’un circuit de rétroaction positif imbriqué dans un circuit de rétroaction négatif. Les résultats de notre analyse logique montrent que les principales propriétés dy, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

MicroRNAs (miRNAs) are key regulatory RNAs known to repress mRNA translation through recognition of specific binding sites located mainly in their 3′-untranslated region (UTR). Loss of specific miRNA control of gene expression is thus expected to underlie serious genetic diseases. Intriguingly, previous post-mortem analyses showed higher β-amyloid precursor protein-converting enzyme (BACE) protein, but not mRNA, levels in the brain of patients that suffered from Alzheimer disease (AD). Here we also observed a loss of correlation between BACE1 mRNA and protein levels in the hippocampus of a mouse model of AD. Consistent with an impairment of miRNA-mediated regulation of BACE1 expression, these findings prompted us to investigate the regulatory role of the BACE1 3′-UTR element and the possible involvement of specific miRNAs in cultured neuronal (N2a) and fibroblastic (NIH 3T3) cells. Through various experimental approaches, we validated computational predictions and demonstrated that miR-298 and miR-328 recognize specific binding sites in the 3′-UTR of BACE1 mRNA and exert regulatory effects on BACE1 protein expression in cultured neuronal cells. Our results may provide the molecular basis underlying BACE1 deregulation in AD and offer new perspectives on the etiology of this neurological disorder.

The ribonuclease III Dicer (Dcr1) has been shown to be required for chromosome segregation and gene silencing in Schizosaccharomyces pombe. These effects are thought to be transcriptional, mediated by formation and maintenance of heterochromatin, and guided by small RNAs derived from Dcr1 along a process known as RNA interference. In order to get further insights into the gene regulatory role of Dcr1, we performed comparative analyses of dcr1 knockout and wild-type fission yeast strains. Analysis of part of the soluble proteomes identified eight cellular proteins whose expression is under Dcr1 control, three of which are integral constituents of the glycolysis pathway. Further correlations with their respective mRNA transcript levels are compatible with the existence of a post-transcriptional gene regulatory mechanism involving Dcr1 or a Dcr1 complex. Experiments designed to identify components of Dcr1 complexes unveiled two novel Dcr1 interactors, namely the zinc finger protein Byr3 and the ribosomal protein L12. Consistently enriched in Dcr1 immune complexes, Byr3 and L12 may link Dcr1 to the transcriptional and translational machineries, respectively, and contribute to post-transcriptional gene regulation in fission yeast.

Recent experimental evidences support the existence of an increasingly complex and multifaceted interaction between viruses and the microRNA-guided RNA silencing machinery of human cells. The discovery of small interfering RNAs (siRNAs), which are designed to mediate cleavage of specific messenger RNAs (mRNAs), prompted virologists to establish therapeutic strategies based on siRNAs with the aim to suppress replication of several viruses, including human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1). It has been appreciated only recently that viral RNAs can also be processed endogenously by the microRNA-generating enzyme Dicer or recognized by cellular miRNAs, in processes that could be viewed as an adapted antiviral defense mechanism. Known to repress mRNA translation through recognition of specific binding sites usually located in their 3′ untranslated region, miRNAs of host or viral origin may exert regulatory effects towards host and/or viral genes and influence viral replication and/or the host response to viral infection. This article summarizes our current state of knowledge on the relationship between HIV-1 and miRNA-guided RNA silencing, and discusses the different aspects of their interaction.

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

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

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

Encoded by the genome of most eukaryotes examined so far, microRNAs (miRNAs) are small ~21-nucleotide (nt) noncoding RNAs (ncRNAs) derived from a biosynthetic cascade involving sequential processing steps executed by the ribonucleases (RNases) III Drosha and Dicer. Following their recent identification, miRNAs have rapidly taken the center stage as key regulators of gene expression. In this review, we will summarize our current knowledge of the miRNA biosynthetic pathway and its protein components, as well as the processes it regulates via miRNAs, which are known to exert a variety of biological functions in eukaryotes. Although the relative importance of miRNAs remains to be fully appreciated, deregulated protein expression resulting from either dysfunctional miRNA biogenesis or abnormal miRNA-based gene regulation may represent a key etiologic factor in several, as yet unidentified, diseases. Hence is our need to better understand the complexity of the basic mechanisms underlying miRNA biogenesis and function.

La grande famille des facteurs de transcription Ets est caractérisée par un domaine de liaison à l’ADN, le domaine ETS, qui présente une structure de type hélice-tour-hélice ailé et qui reconnaît la séquence nucléotidique GGAA/T. Ces facteurs sont des protéines modulaires, dont les domaines sont structurellement conservés, régulent la transcription de leurs gènes cibles. L’action régulatrice de ces facteurs de transcription, ainsi que leur spécificité, dépendent de leurs sites d’expression, du taux auquel ils sont exprimés ainsi que des modifications post-traductionnelles qui les touchent. Au sein de la famille Ets, les trois membres du groupe PEA3 - Erm, Pea3 et Er81 - sont impliqués dans divers processus tant physiologiques tels que le développement des neurones sensitifs et moteurs que pathologiques tels que la croissance et l’invasion tumorale ou l’apparition de métastases, au niveau mammaire notamment.Notre travail a eu pour ambition de mieux comprendre les relations structure/fonction des membres du groupe PEA3, et plus particulièrement de Erm., Doctorat en sciences biomédicales, info:eu-repo/semantics/nonPublished

La méthylation des cytosines de l’ADN est un niveau de contrôle essentiel de la transcription génique. Elle joue un rôle primordial dans plusieurs étapes du développement comme l’inactivation du chromosome X et l’empreinte génomique. De plus, il est de plus en plus évident que la méthylation de l’ADN participe à la cancérogenèse.Actuellement, le monde de la méthylation de l’ADN n’en est encore qu’à l'aube de son histoire. En effet, les mécanismes moléculaires la gouvernant sont encore peu connus. La méthylation de l’ADN est caractérisée par deux concept clés :le verrouillage de la transcription des gènes et le ciblage en des régions spécifiques du génome. Au cours de notre travail de thèse de doctorat, nous avons poursuivi les avancées réalisées dans ces deux domaines.Dans un premier temps, nous nous sommes attachés à l’étude de la répression transcriptionnelle entraînée par la méthylation de l’ADN. Grâce à plusieurs études récentes, il paraît de plus en plus clair que la méthylation agit de paire avec la structure de la chromatine. Nous avons donc concentré nos recherches sur l’interconnexion de celle-ci avec deux machineries impliquées dans la régulation de son degré de compaction :la désacétylation et la méthylation des histones. Par diverses expérimentations, nous avons démontré un lien étroit entre ces machineries répressives pour l’imposition d’un état silencieux de la transcription.Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons dirigé notre attention sur le ciblage des Dnmt. Pour cela, nous avons mené deux stratégies de front. La première est une approche ciblée et consiste en l’étude de l’association des Dnmt avec l’oncoprotéine bien connue, Myc. La seconde approche est plus large. Grâce à l’utilisation de la technique du double hybride en levure, nous avons identifié de nouveaux partenaires des Dnmt, dont un qui pourrait s’avéré particulièrement intéressant :le protéine Cart1 (cartilage homeoproteine 1) impliquée dans le développement d, Doctorat en sciences biomédicales, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les protéines de la Famille Ets sont des facteurs de transcription qui reconnaissent par l'intermédiaire d'un domaine de liaison à l'ADN, appelé le domaine ETS, une séquence nucléotidique centrée sur un core consensus 5'-GGAA/T-3'. Le gène fev, un membre de cette famille, a été isolé chez l'humain après avoir été identifié dans une tumeur de Ewing chez l'enfant comme le résultat d'une translocation chromosomique. Une étude préliminaire de 1997 indiquait que chez l'Homme, Fev possède une expression tissulaire restreinte au petit intestin et à la prostate "adulte". Dans la première partie de ce travail, nous avons observé une surexpression de l'ARNm de ce facteur de transcription dans une large série d'adénocarcinomes prostatiques de différenciation variable en comparaison au profil d'expression observé dans un groupe témoin de prostates hyperplasiées. En recherchant des lignées cellulaires qui expriment ce facteur, nous avons mis en évidence la présence de ce messager dans la lignée humaine d'origine prostatique LNCaP. De même, les lignées humaines d'origine hématopoïétiques Dami/HEL92.1.7, K-562, KU-812 F et U-937 expriment ce facteur. Parallèlement, nous avons réalisé l'étude de l'expression de Fev dans le cerveau humain. En effet, chez le rat et chez la souris, l'homologue de Fev (mPet-1/Pet-1) est exprimé spécifiquement dans les neurones sérotoninergiques. Nous avons ainsi montré sur le cerveau humain que l'ARNm de Fev est exclusivement exprimé dans les noyaux du raphé qui contiennent les neurones sérotoninergiques. Il est co-exprimé avec deux marqueurs de ces neurones, la SERT/5-HTT et la TPH2.Parallèlement, nos travaux de caractérisation fonctionnelle de la protéine Fev ont permis de définir ce facteur comme un répresseur transcriptionnel. En effet, ce facteur possède un domaine carboxy-terminal riche en résidus alanines qui lui confère, en partie, sa fonction de répresseur de la transcription (répression active); la délétion de cette région conduisant à une, Doctorat en sciences biomédicales, info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’expression d’un gène donné est généralement le résultat de la dualité qui existe entre l’activation et la répression transcriptionnelle de ce gène. Au laboratoire, nous tentons de mieux comprendre la régulation de la transcription génique, et c’est dans ce cadre que nous étudions certaines protéines qui appartiennent à la famille de facteurs de transcription Ets.Ces derniers sont caractérisés par un domaine de liaison à l’ADN hautement conservé, le domaine ETS, qui se lie sur les promoteurs de leurs gènes cibles au niveau de sites comportant le motif central 5’- GGAA/T -3’. Certaines de ces protéines ont été montrées comme étant impliquées dans des processus du développement normal et cancéreux. Dans la première partie de ce travail, nous avons étudié le facteur transcriptionnel Fev dont l’expression est restreinte au noyau du raphé dans le cerveau, à la prostate et à l’intestin grêle. Nous avons participé à la caractérisation fonctionnelle de ce facteur permettant de le définir comme répresseur transcriptionnel. Plus particulièrement, nous avons identifié la partie carboxy-terminale riche en résidus alanine comme étant impliquée dans la répression. Afin de mieux comprendre le mécanisme moléculaire qui régit la répression induite par Fev, nous avons tenté d’identifier les partenaires protéiques impliqués dans ce processus transcriptionnel. Dans un premier temps, nous avons montré que Fev interagit physiquement avec les co-répresseurs transcriptionnels à activité histone désacétylase HDAC1 et HDAC3. Aussi, nous proposons de définir le rôle biologique de cette interaction. Par la suite, nous avons utilisé le système de criblage de banques par « double hybride en levures ». En utilisant comme appât soit Fev, soit sa partie carboxy-terminale, nous avons isolé plusieurs candidats interacteurs, dont la protéine DP103 qui est impliquée dans la régulation transcriptionnelle induite par d’autres facteurs de transcription de la famille Ets. Après avoir montré pa, Doctorat en sciences biomédicales, info:eu-repo/semantics/nonPublished