Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Commutation isotypique – Aspect moléculaire“

Les immunoglobulines sont synthétisées par les lymphocytes B. La diversité présente dans le répertoire des cellules B résulte de deux étapes majeures. La première se produit lors du développement des cellules B dans la moelle osseuse, où le mécanisme de recombinaison V(D)J assemble les régions variables VH et VL. La seconde a lieu au cours des réponses immunitaires, grâce à deux mécanismes distincts : l'hypermutation somatique (HMS) et la commutation isotypique (CI). Tant la CI que l'HMS dépendent de l'action de l'enzyme AID (activation-induced cytidine deaminase). Malgré son rôle crucial dans l'immunité humorale, AID présente un potentiel oncogénique significatif en raison de sa capacité à causer des dommages à l'ADN en dehors des loci des immunoglobulines. L'identification des protéines régulatrices d'AID permet une meilleure compréhension de la manière dont cet équilibre est régulé. L'approche de ce projet consiste à identifier les protéines associées à AID par une méthodologie protéomique, en les isolant au moyen de réactions de co-immunoprécipitation et en les identifiant à l'aide de la spectrométrie de masse. Ce travail de recherche a abouti à l'identification de plus de 300 protéines, ainsi qu'à la découverte et à la caractérisation fonctionnelle de quatre complexes protéiques d'importance, jouant un rôle crucial dans la régulation d'AID. Il a été démontré que, lors des réponses immunitaires, des zones d'hypoxie sont observées au sein des centres germinaux (GC), et que la réponse à l'hypoxie module la réponse humorale. Mes recherches ont ainsi mis en lumière que l'expression d'AID et l'efficacité de la recombinaison de classe des immunoglobulines sont conditionnées par le facteur inductible par l'hypoxie (HIF)
Immunoglobulins are produced by B lymphocytes, and the diversity found in the B cell repertoire arises from two major stages. The initial stage occurs during the development of B cells in the bone marrow, where the V(D)J recombination mechanism orchestrates the assembly of variable regions VH and VL. The second takes place during immune responses, facilitated by two distinct mechanisms: somatic hypermutation (SHM) and class switch recombination (CSR). Both CSR and SHM depend on the action of the enzyme AID (activation-induced cytidine deaminase). Despite its crucial role in humoral immunity, AID has significant oncogenic potential due to its ability to cause DNA damage outside of immunoglobulin loci. Identifying the regulatory proteins of AID allows a better understanding of how this balance is regulated. The approach of this project involves identifying proteins associated with AID through a proteomic methodology, isolating them through co-immunoprecipitation reactions, and identifying them using mass spectrometry. This research has led to the identification of over 300 proteins and the discovery and functional characterization of four important protein complexes crucial in AID regulation. It has been demonstrated that, during immune responses, hypoxic areas are observed within germinal centers (GC), and the response to hypoxia modulates the humoral response. My research has highlighted that the expression of AID and the efficiency of class switch recombination of immunoglobulins are conditioned by the hypoxia-inducible factor (HIF)

La generation du repertoire des anticorps s'effectue en deux etapes: la generation du repertoire primaire dans la moelle osseuse et celle du repertoire secondaire dans les organes lymphoïdes secondaires. Dans les organes lymphoïdes secondaires, l'activation des lymphocytes b par l'antigene (ag) sous la dependance des lymphocytes t aboutit a la generation des centres germinatifs dans lesquels les deux evenements majeurs de la maturation terminale des anticorps interviennent: la commutation isotypique (csr) permettant la production d'immunoglobulines (ig) d'isotypes diversifies, et la generation des mutations somatiques des regions variables (v) des ig (shm). Des anomalies de la voie de maturation terminale des lymphocytes b resultent en des deficits immunitaires primitifs rares caracterises par un defaut de csr associe ou non a un defaut des shm. Parmi les defauts de csr dus a un defaut intrinseque du lymphocyte b, les defauts en activation-induced cytidine deaminase (aid) et en uracil-n glycosylase (ung) ont mis en evidence le role majeur de aid dans la maturation des anticorps. Cependant, la plupart des defauts de csr dus a un defaut intrinseque du lymphocyte b restent de cause moleculaire inconnue et ont fait l'objet de notre etude pendant cette these. Nous avons caracterise deux nouveaux defauts de csr : l'un lie a un defaut en pms2, l'autre associe a une anomalie de la reparation de l'adn. La definition moleculaire des differents defauts de csr presente un interet en clinique humaine et permet une meilleure comprehension des mecanismes complexes de la maturation des anticorps chez l'homme
Antibody diversity generation occurs in two steps: the primary antibody repertoire is generated in the fetal liver and in the bone marrow by means of the v(d)j recombination process and the secondary antibody repertoire is shaped in secondary lymphoid organs. The terminal maturation of b lymphocytes occurs in the germinal centers of the secondary lymphoid organs following antigen (ag) and t-cell-driven activation. Two major events take place: class switch recombination (csr) resulting in the production of immunoglobulin (ig) of different isotypes and somatic hypermutations (shm). Defects in the terminal maturation of b cells result in ig-csr deficiencies. Ig-csr deficiencies are rare primary immunodeficiencies characterized by a defective ig-csr variably associated with defective shm. Activation-induced cytidine deaminase (aid) and uracil-n glycosylase (ung) deficiencies have established the major role of aid in antibody maturation. Meanwhile, most cases of intrinsic b-cell defects responsible for ig-csr deficiencies are not due to aid or ung deficiencies and are related to unknown molecular basis. The major aim of my thesis was to contribute to the molecular characterization of these immunodeficiencies. We have characterized two new ig-csr deficiencies: the first one is due to pms2 deficiency, the second is assosiated with defective dna repair. The ongoing delineation of inherited ig-csr deficiencies is essential from a medical point of view and contributes to a better understanding of the complex mechanisms underlying antibody maturation in humans

Les matériaux photo-commutation moléculaires qui modulent les propriétés physiques via un stimulus externe ont reçu beaucoup d'attention dans le développement de nouveaux appareils. Les diaryléthènes sont particulièrement intéressants en raison de leurs excellentes propriétés de photoswitching. Ces molécules photocyclisent de la forme ouverte (o) à la forme fermée (c) sous rayonnement UV, la lumière visible permettant de revenir à la forme o. Les structures de type terarylène ont été optimisées pour présenter des rendements quantiques de photoréaction important ainsi qu'un bonne stabilité thermique. Dans cette thèse, l'accent est mis sur une seule réaction de photoswitching et son effet sur la géométrie locale et les propriétés physiques de la molécule obtenue. Dans la première partie, cette thèse montre qu'un petit nombre de réactions de photoswitching sur une sous-unité de terarylène peut arrêter ou déclencher le mouvement de rotation d'un moteur moléculaire à deux étages. La rotation est activée par l'injection d'électrons sur le rotor par une pointe STM. La lumière offre donc une deuxième entrée de commande indépendante. Un nouveau moteur contenant un substituant terarylène a été conçu dans lequel la forme ouverte flexible peut être convertie en sa forme fermée rigide pour bloquer la rotation via des interactions stériques agissant ainsi comme un frein induit par la lumière. L'introduction du fragment photochrome a nécessité une nouvelle voie synthétique dans le moteur est présentée et le contrôle de rotation est démontré par RMN à température variable et suivi de l'irradiation par spectroscopie UV-Visible. Dans la deuxième partie de cette thèse, il est démontré que l'isomérisation des terarylènes peut se propager aux molécules voisines. Il est donc possible d'améliorer le rendement quantique de l'isomérisation pour de nouvelles applications sans qu'il y ait besoin de stimulus lumineux. Des exemples comprenant une oxydation chimique ou électrochimique se déroulent avec une efficacité élevée de manière (électro) catalytique, avec une efficacité de réaction apparente dépassant largement 100% par une réaction en cascade. En introduisant des groupes aromatiques sur les carbones réactifs du système photochrome, l'efficacité de la réaction de cycloréversion électrocatalytique a été augmentée à 100 000 %. Un nouveau système thiophényl riche en électrons a aussi été conçu pour augmenter la stabilité cationique. Il permet de détecter de faible quantité de photons à haute énergie tels que les rayons X. Dans la troisième partie est proposé un nouveau système de combustible solaire thermique moléculaire (MOST) utilisant également la réaction en cascade. La plupart des systèmes de carburant capturent l'énergie photonique, conservant le photocourant sous forme de liaison chimique, au lieu d'un stockage électrochimique couramment utilisé dans les batteries. La densité d'énergie élevée du combustible MOST offre un dégagement de chaleur important, avec une cycloréversion par dissociation des liaisons à des niveaux équivalents à la photosynthèse artificielle sans impact environnemental. Une petite quantité d'oxydation électrochimique ou chimique peut induire la libération en cascade de l'énergie thermique stockée. De plus, un procédé de stockage de l'énergie lumineuse optimisé par l'introduction de cycles phényle sur les atomes de carbone réactifs au terarylène a été développé. Ceux-ci présentent une efficacité MOST élevée et les résultats sont soutenus par une étude théorique détaillée
Molecular switching materials that modulate physical properties through an external trigger have received much attention in the development of new devices. They require precise switching performance and large scale propagation on single and multiple molecular levels. Diarylethene has attracted much attention due to its excellent photoswitching properties. These molecules photocyclize from the open (o) form to the closed (c) form with UV light, with visible light inducing reversion to the o form. Terarylene structures have been optimized for switching in areas including photoreaction quantum yields, thermal stability and desorption of functional groups upon structural change. In this thesis the focus is placed upon a single photoswitching reaction and the affect this has on local geometry and physical properties. First, this thesis shows that a small number of photoswitching reactions on a terarylene subunit can stop or start dynamic movement, namely the rotation of a molecular motor. The rotation was activated depending on which part of the rotor is approached by an electron injecting STM tip; with light irradiation offering a second independent control input. A new motor containing a terarylene substituent was designed in which the flexible open form can be converted to its rigid closed form to block rotation via steric interactions thus acting as a light-induced brake. With the initial target unit for this motor chosen using computational calculations of these interactions. A new synthetic methodology for the introduction of the photoswiching unit into the motor is presented and then the rotational control was discussed using spectral changes in the NMR upon irradiation. In the second part of this thesis, the effect c to o form isomerization of terarylenes has on nearby molecules through synergetic effects are presented. Work to enhance the quantum yield of the isomerization provides new applications using alternative stimulus without light irradiation. Examples including chemical or electrochemical oxidation proceed with high efficiency in a (electro)catalytic way, with apparent reaction efficiency exceeding 100% through a cascade reaction. By introducing aromatic groups on the reactive carbons of a photoreactive system, the efficiency of the electrocatalytic cycloreversion reaction was increased to 100000% and applied to the amplified detection of a small amount of high energy photons such as X-rays. In the third part, new molecular solar thermal (MOST) fuel is presented using the cascade reaction. MOST fuel systems capture photonic energy, retaining photocurrent in the formed chemical bond, instead of battery based electrochemical storage. The high energy density of MOST fuel offers large heat release, with cycloreversion via bond disassociation at levels equivalent to artificial photosynthesis without environmental impact. A small amount of electrochemical or chemical oxidation can induce the cascade release of stored thermal energy. In addition, a storing process of the light energy optimized by introduction of phenyl rings on the terarylene reactive carbon atoms has been developed. These present high MOST efficiency and the results are supported by a detailed computational study

TRRAP est un composant de différents complexes histone-acetyltransférases (HAT). Elle peut également s'associer au complexe MRN dépourvu d'activité HAT. TRRAP est impliquée dans différents processus nécessitant une accessibilité accrue de l'ADN tels que la transcription et la réparation de l'ADN. La délétion du gene Trrap chez la souris est létale aux stades précoces du développement embryonnaire. Nous avons donc recouru a une inactivation conditionnelle, restreinte aux lymphocytes B, en utilisant le système Cre-loxP, ou Cre se trouve sous le contrôle des éléments transcriptionnels de CD19, un marqueur spécifique de la lignée B. L'analyse phénotypique et moléculaire de populations cellulaires B des souris Trrap-/-/CD19Cre/Cre m'a permis de montrer que TRRAP jouait un rôle important dans le développement B et dans la CSR. Une analyse plus poussée au niveau de la cellule unique par" single-cell PCR " à différents stades de développement, a révélé que TRRAP était absolument requise pour la prolifération des cellules B, et que les effets de sa déficience sont plus prononcés dans les cellules proliférantes que quiescentes. Mes résultats suggèrent fortement que TRRAP possède un rôle central et général dans la régulation du cycle cellulaire. La protéine MSH2 est impliquée dans le mécanisme de réparation des mésappariements(mismatch repair). Son rôle précis dans la CSR est encore inconnu, sa déficience provoque une faible diminution de la CSR. Le modèle en vogue stipule qu'elle jouerait un rôle crucial dans les cassures double brin générées en dehors des motifs répétés des régions S. Pour tester ce modèle, j'ai analyse la CSR dans des souris déficientes en MSH2 et en motifs répétés de la region Sµ. L'analyse des souris mutantes a montre que la double déficience abolissait complètement la CSR. Ce blocage n'est pas du a une inhibition de la transcription des régions S ni a un défaut de prolifération (deux pré-requis a la CSR) mais plutôt a l'absence de cassures au niveau de l'ADN malgré la présence de "points chaud" pour AID. Par ailleurs, mes résultats montrent que le domaine d'action de MSH2 dans la region Sµ s'étend bien au-delà des domaines delimités par les boucles R
TRRAP is a common component of histone-acetyltransferase (HAT) complexes. TRRAPalso takes part in MRN complexe, without any HAT activity. TRRAP is implicated in severalprocesses where DNA accessibility is required, such as transcription and DNA repair. Trrapdeletion in mouse results in embryonic lethality. To avoid this lethality, we took advantage ofthe Cre-LoxP system with Cre under the control of CD19 transcriptional regulatory elements;CD19 being only expressed in B cells. Phenotypic and molecular analyses of Trrap-/-/CD19Cre/Cre mice B cells demonstrated thatTRRAP is strongly implicated in B cell development and CSR. Analyses by single cell PCR at eachdevelopmental stage revealed that TRRAP is absolutely required for proliferation; Effects ofTRRAP deletion are more pronounced in proliferating cells than in quiescent cells. My resultsalso suggest that TRRAP plays a central role in cell cycle regulationMSH2 takes part in mismatch repair. Its precise role in CSR is still unknown althoughMSH2 deficiency results in slight reduction of CSR. Currently MSH2 is thought to be implicated indouble strand breaks (DSB) generated outside S regions tandem repeats during CSR. To test this model, I analyzed CSR in MSH2 and Sµ tandem repeats deficient mice. Analysis of those mutants shows a complete CSR abolishment. Neither S region transcription norcell proliferation (both required for CSR) are implicated. It seems likely that a lack of DSB isresponsible for the absence of CSR, despite AID hotspots presence. Besides, my resultsdemonstrate that MSH2 affects Sµ region but also domains outside R-loops