Dissertations / Theses: 'Mitochondria'

1

Jugé, Romain. "Étude de la dynamique mitochondriale dans des cellules cutanées humaines : Mise en place de modèles pour des applications en cosmétologie." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEN007.

Full text

Abstract:

La peau est un épithélium spécialisé vital et fragile, qui évolue avec l’âge et est influencé par l’environnement, notamment les radiations solaires. Des données sont disponibles sur la réponse du réseau mitochondrial et le devenir des mitochondries endommagées en réponse à des stress chimiques et environnementaux dans plusieurs systèmes expérimentaux, mais ces processus restent peu étudiés dans les cellules cutanées. Dans ce contexte, le projet de thèse visait à analyser l’effet (i) de l’irradiation UVB sur la dynamique mitochondriale (en particulier la fragmentation des mitochondries) dans des kératinocytes primaires humains normaux, qui constituent la première ligne de défense contre les agressions externes ; (ii) d’un traitement par des poisons mitochondriaux sur les mitochondries contenues dans des kératinocytes ou des fibroblastes primaires humains normaux. Dans un premier axe de la thèse, nous avons mis au point une méthode originale (Mitoshape) basée sur l’imagerie confocale, permettant d’estimer à la fois qualitativement et quantitativement la morphologie du réseau mitochondrial dans des cellules vivantes après irradiation UVB. Grâce à cette technologie, nous avons pu montrer que les UVB induisaient une fragmentation du réseau mitochondrial dans les kératinocytes primaires, dont nous avons étudié les acteurs biochimiques. Dans un deuxième axe, nous avons montré que les poisons mitochondriaux avaient la capacité d’endommager les mitochondries dans des kératinocytes et des fibroblastes humains primaires et induisaient une autophagie générale sans toutefois exclure la présence d’une mitophagie dépendante de la voie PINK1/PARKIN. Outre son intérêt fondamental, ce travail (réalisé en collaboration avec la société de cosmétologie SILAB dans le cadre d’un partenariat industriel CIFRE) ouvre la voie à l’identification d’actifs naturels capables de préserver et/ou restaurer les paramètres fonctionnels mitochondriaux suite à des stress
The skin is a specialized type of epithelium, both vital and fragile, which evolves with age and is continuously exposed to environmental stresses, such as solar radiations. While data is available about the response of the mitochondrial network and the fate of damaged mitochondria after chemical or environmental stresses in numerous experimental systems, little is known about these processes in skin cells. The aim of the present thesis was to study the impact (i) of UVB irradiation on mitochondrial dynamics (especially mitochondrial fragmentation) in normal human epidermal keratinocytes, which represent the first line of defence against environmental insults; (ii) of poisoning mitochondria of keratinocytes and normal human fibroblasts with chemical drugs. In a first axis, we developed an original method (called Mitoshape) based on confocal microscopy, to estimate qualitatively and quantitatively the morphology of the mitochondrial network within live cells following UVB irradiation. Using this technology, we demonstrated that UVB irradiation induces mitochondrial fragmentation in normal human keratinocytes, and studied the biochemical actors involved in this response. In a second axis, we showed that the use of mitochondrial poisons could damage mitochondria of keratinocytes and normal human fibroblasts and induce bulk autophagy, although it is not possible to formally rule out the involvement of a PINK1/PARKIN-dependent pathway of mitophagy. In addition to its fundamental interest, this work (performed in collaboration with the cosmetic company SILAB in the context of a CIFRE PhD fellowship from ANRT) paves the way for the screening of novel bioactive agents able to protect and restore mitochondria following stresses

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

2

Mortz, Mathieu. "Flexibilités bioénergétique et génomique mitochondriales chez l’oiseau." Thesis, Lyon, 2019. https://n2t.net/ark:/47881/m6v40tjz.

Full text

Abstract:

Les oiseaux sont des organismes endothermes faisant preuve d’une flexibilité métabolique remarquable en réponse aux contraintes énergétiques inhérentes à leur mode de vie. Cette flexibilité est notamment stimulée lors de transitions nutritionnelles pour adapter leur intensité métabolique selon les ressources énergétiques disponibles, est déterminante pour la survie chez ces animaux. Les mitochondries constituant le principal carrefour métabolique, en permettant l’essentiel de la production d’ATP cellulaire, sont largement impliquées dans les modulations observées au cours d’un jeûne et lors de la réalimentation. Le but de cette thèse était d’étudier la flexibilité de la fonction mitochondriale face à un jeûne alimentaire et lors de la réalimentation chez le canard de Barbarie. Plusieurs aspects allant de la bioénergétique, à l’organisation anatomique jusqu’à la génomique et l’évolution des espèces ont été analysés pour mieux comprendre les modulations impliquées et leurs interrelations potentielles pour ajuster le fonctionnement mitochondrial aux contraintes énergétiques. Une 1ère étude a décrit la cinétique de l’installation d’un hypométabolisme musculaire associé à l’augmentation de l’efficacité bioénergétique mitochondriale en réponse au jeûne, avec une acclimatation maximale après 3 jours. L’étude en parallèle du remodelage des réseaux grâce à une double approche par anticorps et microscopie confocale a montré une flexibilité bidirectionnelle de l’organisation des réseaux de mitochondries musculaires, avec une fusion accrue au tout début du jeûne précédant une fragmentation accrue après 4 jours. Une 2ème étude a montré l’implication potentielle de l’activité de la monoxyde d’azote synthase (NOS) mitochondriale dans les modulations de la bioénergétique mitochondriale induites par le jeûne alimentaire. L’activité de la NOS mitochondriale est accrue par le jeûne et sa modulation in vitro reproduit de façon rapidement réversible sur des mitochondries musculaires d’oiseaux nourris les effets induits par le jeûne alimentaire. Une 3ème étude a exploré la flexibilité du génome mitochondrial pour détecter la présence de cadres ouverts de lecture (ORF) codant pour des peptides bioactifs, similaires à ceux qui chez les mammifères sont codés par les gènes 12S et 16S et sont métaboliquement actifs. Les analyses génétiques ont mis en évidence chez les oiseaux la présence d’ORFs incorporés dans le gène codant pour l’ARNr 16S et dont l’évolution moléculaire est similaire à celle des gènes mitochondriaux codant pour des sous-unités de la chaîne respiratoire. Parmi les ORFs détectés, certains correspondent à ceux décrits chez les mammifères (humanine, SHLP6). Une 4ème étude a montré que la très forte conservation chez les mammifères, les oiseaux et les ectothermes terrestres, des ORFs situés sur le gène 16S ne peut être un artéfact lié à une contrainte imposée par la structure de l’ARNr codé, n’étant pas retrouvée sur des simulations de séquences générées en tenant compte de la structure secondaire et tertiaire. Chez les 3 groupes de vertébrés étudiés, l’ORF codant pour l’humanine, un peptide identifié chez l’homme, a subi au cours de l’évolution une pression de sélection purifiante maintenant sa composition en acides aminés. Ce travail souligne la remarquable flexibilité bioénergétique et génomique des mitochondries chez les oiseaux qui peut contribuer aux ajustements de l’activité énergétique lors des transitions nutritionnelles. Les résultats obtenus ont ouvert un nouveau champ d’investigations sur les nouveaux peptides codés par le génome mitochondrial et dont les rôles biologiques restent à explorer
Birds are endotherms that exhibit a remarkable metabolic flexibility in response to energetic constraints related to their lifestyles. This flexibility is notably involved during nutritional transitions in order to adjust metabolic intensity to the available energy resources, a prerequisite for survival. Mitochondria, that produce most of cellular ATP production, are involved in the modulations observed during a fast and during refeeding. The aim of this thesis was to investigate the flexibility of mitochondrial functions in response to fasting and refeeding in Muscovy ducks (Cairina moschata). Several aspects, ranging from bioenergetics and anatomical organization to genomics and evolution of species, were analysed to better understand the modulations involved to adjust mitochondrial functioning to energy constraints. A first study described the kinetics of the installation of fasting-induced muscle hypometabolism and the associated improved mitochondrial bioenergetics efficiency and showed that maximum acclimation was reached after 3 days. Mitochondrial networks remodelling, investigated by antibodies (Western blot) and confocal microscopy, showed a bidirectional flexibility with an increased fusion at the beginning of the fast preceding an increased fragmentation observable after 4 days of fasting. A second study suggested the potential involvement of a nitric oxide synthase (NOS) activity detected in mitochondrial fractions in the modulations of mitochondrial bioenergetics induced by fasting. The activity of mitochondrial NOS was found to be increased by fasting and its in vitro modulation mimicked the effects induced by fasting in nourished birds, in a rapid and reversible manner. A third study explored the flexibility of the mitochondrial genome in order to detect the presence of open reading frames (ORF) potentially encoding bioactive peptides similar to those described in mammals and that are encoded by small regions included in the 12S and 16S genes. Our genetic analyses demonstrated the presence of ORFs incorporated into the 16S rRNA coding gene of most avian species. The molecular evolution of these ORFs among bird species was found to be similar to that calculated for all mitochondrial genes coding for subunits of the respiratory chain. Among the detected ORFs, some corresponded to those described in mammals (humanin and SHLP6) but others had never been described. A fourth study showed that the very strong nucleotide conservation of ORFs located in the 16S gene, and observed in mammals, birds and terrestrial ectotherms, was not an artifact linked to a constraint imposed by the structure of the encoded rRNA. Indeed, the strong nucleotide conservation was not found on alignments of sequences generated by simulations of evolution that took into account the secondary and tertiary structures of 16S rRNA. In the 3 groups of vertebrates, the ORF coding humanin, a peptide identified in humans, underwent a specific negative selection pressure in order to maintain its amino-acid composition during evolution. In conclusion, this thesis highlighted the remarkable bioenergetics and genomic flexibilities of mitochondrial function in birds, which could contribute to the metabolic adjustments required during nutritional transitions. Our results have also opened up a new field of investigation concerning the putative peptides encoded by the mitochondrial genome and their biological roles remain to be explored

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

3

Al, Amir Dache Zahra. "Étude de la structure de l'ADN circulant d'origine mitochondriale." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTT059.

Full text

Abstract:

Le plasma transporte des cellules sanguines avec un mélange de composés, y compris les nutriments, déchets, anticorps, et messagers chimiques... dans tout l'organisme. Des facteurs non solubles tels que l’ADN circulant et les vésicules extracellulaires ont récemment été ajoutés à la liste de ces composants et ont fait l'objet d'études approfondies en raison de leur rôle dans la communication intercellulaire. Or, l’ADN circulant (ADNcir) est composé de fragments d’ADN libres ou associés à d’autres particules, libérés par tous les types cellulaires. Cet ADN est non seulement de l'ADN génomique mais aussi de l'ADN mitochondrial extra-chromosomique. De nombreux travaux réalisés au cours des dernières années indiquent que l’analyse quantitative et qualitative de l’ADNcir représente une avancée dans les applications cliniques en tant que biomarqueur non invasif de diagnostic, de pronostic et de suivi thérapeutique. Cependant, malgré l'avenir prometteur de cet ADNcir dans les applications cliniques, notamment en oncologie, les connaissances sur ses origines, sa composition et ses fonctions qui pourraient pourtant permettre d’optimiser considérablement sa valeur diagnostique, font encore défaut. Le principal objectif de ma thèse a été d’identifier et de caractériser les propriétés structurales de l’ADN extracellulaire d’origine mitochondrial. En examinant l'intégrité de cet ADN, ainsi que la taille et la densité des structures associées, ce travail a révélé la présence de particules denses d’une taille supérieure à 0,2 µm contenant des génomes mitochondriaux complets et non fragmentés. Nous avons caractérisé ces structures notamment par microscopie électronique et cytométrie en flux et nous avons identifié des mitochondries intactes dans le milieu extracellulaire in vitro et ex-vivo (dans des échantillons de plasma d’individus sains). Une consommation d'oxygène par ces mitochondries a été détectée par la technique du Seahorse, suggérant qu'au moins une partie de ces mitochondries extracellulaires intactes pourraient être fonctionnelles. Par ailleurs, j’ai participé à d’autres travaux réalisées dans l’équipe, dont (1) une étude visant à évaluer l’influence des paramètres pré-analytiques et démographiques sur la quantification d’ADNcir d’origine nucléaire et mitochondrial sur une cohorte composée de 104 individus sains et 118 patients atteints de cancer colorectal métastatique, (2) une étude dont l’objectif était d’évaluer l’influence de l’hypoxie sur le relargage de l’ADN circulant in vitro et in vivo, et (3) une étude visant à évaluer le potentiel de l’analyse de l’ADN circulant dans le dépistage et la détection précoce du cancer. Ce manuscrit présente une synthèse récente de la littérature sur l’ADNcir, ses différents mécanismes de relargage, qui vont de pair avec la caractérisation structurelle de cet ADN, ses aspects fonctionnels et ses différentes applications en cliniques. De plus, cette thèse apporte des connaissances nouvelles sur la structure de l’ADN mitochondrial extracellulaire tout en ouvrant de nouvelles pistes de réflexion notamment sur l’impact que pourrait avoir la présence de ces structures circulantes sur la communication cellulaire, l’inflammation et des applications en clinique
Plasma transports blood cells with a mixture of compounds, including nutrients, waste, antibodies, and chemical messengers...throughout the body. Non-soluble factors such as circulating DNA and extracellular vesicles have recently been added to the list of these components and have been the subject of extensive research due to their role in intercellular communication. Circulating DNA (cirDNA) is composed of cell-free and particle-associated DNA fragments, which can be released by all cell types. cirDNA is derived not only from genomic DNA but also from extrachromosomal mitochondrial DNA. Numerous studies carried out lately indicate that the quantitative and qualitative analysis of cirDNA represents a breakthrough in clinical applications as a non-invasive biomarker for diagnosis, prognosis and therapeutic follow-up. However, despite the promising future of cirDNA in clinical applications, particularly in oncology, knowledge regarding its origins, composition and functions, that could considerably optimize its diagnostic value, is still lacking.The main goal of my thesis was to identify and characterize the structural properties of extracellular DNA of mitochondrial origin. By examining the integrity of this DNA, as well as the size and density of associated structures, this work revealed the presence of dense particles larger than 0.2 µm containing whole mitochondrial genomes. We characterized these structures by electron microscopy and flow cytometry and identified intact mitochondria in the extracellular medium in vitro and ex vivo (in plasma samples from healthy individuals). Oxygen consumption by these mitochondria was detected by the Seahorse technology, suggesting that at least some of these intact extracellular mitochondria may be functional.In addition, I contributed to other studies carried out in the team, such as studies aiming at evaluating (1) the influence of pre-analytical and demographic parameters on the quantification of nuclear and mitochondrial cirDNA on a cohort of 104 healthy individuals and 118 patients with metastatic colorectal cancer, (2) the influence of hypoxia on the release of cirDNA in vitro and in vivo, and (3) the potential of cirDNA analysis in the early detection and screening of cancer.This manuscript present a recent review on cirDNA and its different mechanisms of release, which go hand in hand with the structural characterization of this DNA, its functional aspects and its clinical applications. In addition, this thesis provides new knowledge on the structure of extracellular mitochondrial DNA and opens up new avenues for reflection, particularly on the potential impact that could have those circulating mitochondria on cell-cell communication, inflammation and clinical applications

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

4

Beinat, Marine. "Caractérisation génétique des atteintes hépatiques mitochondriales." Thesis, Paris 5, 2013. http://www.theses.fr/2013PA05T007/document.

Full text

Abstract:

Les maladies mitochondriales sont les anomalies congénitales du métabolisme les plus fréquentes. Elles sont caractérisées par une très grande hétérogénéité clinique et génétique, et le gène responsable de la maladie n’a pu être identifié que pour seulement 30% d’entre elles. Malgré l’hétérogénéité de ces maladies, il est possible d’identifier des groupes de patients cliniquement homogènes. C’est notamment le cas des atteintes hépatiques mitochondriales, qui peuvent se présenter sous une forme syndromique ou isolée. Les patients ayant une forme isolée ont soit une déplétion de l’ADNmt, soit une quantité d’ADNmt normale. Les patients avec déplétion de l’ADNmt sont très bien caractérisés génétiquement et sont mutés dans les gènes DGUOK, POLG, PEO1 ou MPV17, alors que les atteintes hépatiques sans déplétion de l’ADNmt n’ont commencé à l’être que plus récemment et montrent une très grande hétérogénéité génétique.Nous avons dans ce travail de recherche constitué une cohorte cliniquement homogène de 70 patients provenant des hôpitaux Necker-Enfants Malades et du Kremlin-Bicêtre présentant une atteinte hépatique mitochondriale isolée ou syndromique, sans déplétion de l’ADNmt, dont nous disposions de matériel (fibroblastes, ADN) nécessaire à leur étude. Nous avons tout d’abord identifié des mutations dans le gène TRMU, codant pour une enzyme de modification des ARNt mitochondriaux, responsables d’une anomalie de la traduction mitochondriale. Nous avons par ailleurs établi l’hétérogénéité génétique de ce groupe de patients, puisque nous avons pu exclure la présence de mutations dans les gènes TRMU, TSFM, GFM1 et LARS chez 40 patients, démontrant qu’il n’y a pas de gènes majeurs associé aux atteintes hépatiques sans déplétion de l’ADNmt. Pour deux familles multiplex pour lesquels l’ADN de plusieurs membres de la famille était disponible, nous avons réalisé une cartographie génétique combinée avec un séquençage exome et une étude du transcriptome, qui n’a pas permis de mettre en évidence de gène causal. Pour 38 autres patients, essentiellement des cas sporadiques, nous avons utilisé les stratégies du transcriptome et du séquençage exome, ce qui nous a permis d’identifier des variations robustes dans de nouveaux gènes MRPS5, ALDH1B, NOX5, MTUS1, AARS2, PPA2, MTHFD1, ALDH6A1, NME4 et GLDC pour 17 patients. Enfin, nous avons étudié particulièrement les mutations identifiées dans le gène NOX5, retrouvées chez 3 patients de la cohorte. Ce gène code pour une protéine NADPH de fonction inconnue, que pensons être impliquée dans la traduction mitochondriale
Genetic characterization of mitochondrial liver damage

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

5

Reinhardt, Camille. "Impact de la voie d’import mitochondrial contrôlée par le complexe AIF/CHCHD4 sur la survie des cellules cancéreuses et la réponse aux traitements anticancéreux." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS542.

Full text

Abstract:

Dans la majorité des cas, les mitochondries sont nécessaires à la tumorigenèse et à la réponse des cellules cancéreuses aux signaux générés par les facteurs micro-environnementaux (exemples : privation de nutriments, hypoxie) ou par les traitements anticancéreux (exemples : chimiothérapie, radiothérapie). Presque toutes les protéines mitochondriales sont codées par le génome nucléaire et importées dans l'organelle. Des machineries d'import ont donc évolué afin de répondre aux besoins d'import protéique. Dans ce contexte, la machinerie régulée par CHCHD4/Mia40 fonctionne dans l’espace intermembranaire et contrôle l’import d’un groupe de protéines (substrats) qui joue des rôles importants dans la survie et la réponse au stress. Les substrats de CHCHD4/Mia40 sont impliqués dans un vaste panel d’activités mitochondriales qui inclut la biogenèse des complexes de la chaîne respiratoire, l’homéostasie lipidique, le stockage du calcium, ainsi que l'ultrastructure et la dynamique mitochondriale. Ce programme de thèse a été dédié à l’étude de la voie d’import CHCHD4/Mia40 dans les cellules cancéreuses et a porté un intérêt tout particulier à l'un des substrats CHCHD4/Mia40 qui façonne l'ultrastructure mitochondriale. En utilisant des techniques d’ARN interférence et de sur-expression de protéines recombinantes, dans un modèle de cancer du côlon, nous avons montré que l’expression du substrat étudié a un effet crucial sur la prolifération et la croissance tumorale. Nos données ont également impliqué cette protéine dans la réponse aux traitements anticancéreux. Dans l'ensemble, ces travaux ouvrent un nouveau champ d'investigations qui non seulement permettra de mieux comprendre la plasticité métabolique des cellules cancéreuses, mais aidera également à identifier de nouveaux biomarqueurs métaboliques
In the vast majority of cases, mitochondria are required for tumorigenesis and also for the tumoral response to signals generated by the microenvironmental factors (e.g. nutrient deprivation, hypoxia) or to the effects of anti-cancer treatments (e.g. chemotherapy, radiotherapy). As almost all mitochondrial proteins are nuclear-encoded and imported into the organelle, specialized import machineries have evolved in order to meet the need for protein import. Among these machineries, the one that operates in the intermembrane space and is controlled by CHCHD4/Mia40, regulates the import of a group of proteins (substrates) that play important roles in survival and stress response. Substrates of CHCHD4/Mia40 are involved in a broad panel of mitochondrial activities that includes the biogenesis of respiratory chain complexes, lipid homeostasis, calcium storage, as well as ultrastructure and mitochondrial dynamics. This thesis program was dedicated to the study of the CHCHD4/Mia40 import pathway in cancer cells, with a particular interest for one of the CHCHD4/Mia40 substrates that shapes mitochondrial ultrastructure. Using RNA interference approach and recombinant protein overexpression technique, in a colon cancer model, we showed that the expression of this substrate had a crucial effect on proliferation and tumor growth. Our data also involved this protein in the response to anti-cancer treatments. All together, this work opens a new field of investigations that will not only shed new lights on the metabolic plasticity of cancer cells but also help to identify new metabolic biomarkers

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

6

Renken, Christian Wolfgang. "The structure of mitochondria /." Diss., Connect to a 24 p. preview or request complete full text in PDF format. Access restricted to UC campuses, 2004. http://wwwlib.umi.com/cr/ucsd/fullcit?p3141929.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

7

Craig, Elaine. "Protein import into cardiac mitochondria." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1999. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/ftp02/NQ39261.pdf.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

8

Esteves, Pauline. "Etude de l’action anti-tumorale de la protéine mitochondriale UCP2." Thesis, Paris 5, 2014. http://www.theses.fr/2014PA05T024.

Full text

Abstract:

Les cellules tumorales sont caractérisées par un métabolisme hautement glycolytique à l’inverse des cellules normales qui utilisent préférentiellement un métabolisme oxydatif. Cette adaptation métabolique permet aux cellules d’être moins dépendantes de l’oxygène et favorise les processus d’invasion. D’autres mécanismes associés aux espèces réactives de l’oxygène qui induisent des dommages de l’ADN contribuent à la transformation cellulaire et à l’initiation tumorale. Le transporteur mitochondrial UCP2 est le deuxième membre identifié dans la famille des UCP dont la fonction mitochondriale reste encore mal comprise. Cependant, UCP2 a été impliquée dans un grand nombre de fonctions biologiques telles la régulation de la production de radicaux libres, l’inflammation, la prolifération cellulaire ou encore le métabolisme énergétique. UCP2 est donc un bon candidat pour comprendre le dialogue entre ces événements connus pour favoriser l'initiation, la progression et l'invasion du cancer. Au cours de ma thèse, dans une première partie, nous avons montré que la surexpression d’UCP2 dans différentes lignées de cellules cancéreuses entraîne une diminution de leur prolifération. En effet, les cellules cancéreuses surexprimant UCP2 changent leur métabolisme de la glycolyse vers l’oxydation phosphorylante et deviennent peu tumorigènes. La modification de l’expression des enzymes de la glycolyse et de la phosphorylation oxydative contribue à ce changement métabolique. De plus, la surexpression d’UCP2 augmente la signalisation d’AMPK et diminue l’expression de HIF. UCP2 agit donc dans le contrôle du routage des substrats mitochondriaux. Dans une seconde partie, nous avons étudié si UCP2 joue un rôle dans le développement des tumeurs in vivo en modulant le métabolisme énergétique cellulaire et la production des ROS. Ainsi, nous avons montré in vivo l’impact de l’invalidation du gène Ucp2 (souris Ucp2-/-) dans deux modèles murins de cancer colorectal : un modèle transgénique (souris APCmin/+) et un modèle chimique (azoxyméthane + dextran disulfate (AOM-DSS)). Chez des souris APCmin/+ Ucp2+/+ ou des souris Ucp2+/+ sous traitement AOM-DSS, les tumeurs présentent une augmentation d’expression d’UCP2 par rapport au tissu adjacent non tumoral. L’invalidation du gène Ucp2 dans le modèle APCmin/+ diminue la survie des animaux. Une augmentation du nombre total de tumeurs est observée dans les deux modèles. Ces résultats suggèrent que l’initiation tumorale pourrait être augmentée en absence d’UCP2
Dysregulation of cellular metabolism has been associated with malignant transformation. Switching from oxidative phosphorylation (OXPHOS) to glycolysis for ATP production allows cancer cells to be less oxygen dependent, thus favoring invasion processes. Effects on metabolism, and more particularly mitochondria metabolism, thus represent a potential therapeutic target for cancer therapy. Uncoupling protein 2 (UCP2) is a member of UCPs, a subfamily of the mitochondrial carriers. The function of UCP2 is still controversial but we recently showed its role in the modulation of cell metabolism. Therefore, UCP2 is a good candidate to address the crosstalk between metabolic alteration and promotion of cancer progression and invasion. We show that cancer cells overexpressing UCP2 shift their metabolism from glycolysis toward oxidative phosphorylation and become poorly tumorigenic. Altered expression of glycolytic and oxidative enzymes underlies the cell metabolic shift. Moreover, UCP2 overexpression is associated with an increased adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) signaling together with a downregulation of hypoxia-induced factor (HIF) expression. In line with our previous observations, UCP2 does not function as an uncoupling protein but rather controls mitochondrial substrate routing. To address UCP2 role in cancer in vivo, we investigate the impact of Ucp2 deletion in two colorectal cancer mice models: a transgenic mice model APCmin/+ and a chemical cancer mice model (azoxymethane + dextran disulfate (AOM-DSS)). These two models are complementary because they allow us to determine if the role of UCP2 in cancer differs in only one genetic background (APC) compared with an inflammatory model (AOM + DSS). We found in those two colorectal cancer models that UCP2 is more expressed in tumors instead of the adjacent healthy mucosa. Deletion of Ucp2 in APCmin/+ mice leads to decrease in animal survival and Ucp2 deletion is associated in both mice models with an increased number of tumors. Altogether the results suggest that tumor initiation could be increased with Ucp2 deletion. UCP2 thus appears as a critical regulator of cellular metabolism with a relevant action against tumor maintenance and malignancy

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

9

Ruby, Vincent. "Étude des évènements mitochondriaux impliqués dans le contrôle de l'apoptose par rbf1, l'homologue de drosophile du gène suppresseur de tumeur rb." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLV039/document.

Full text

Abstract:

Le gène rb est le premier suppresseur de tumeur découvert chez l’homme. Il prévient l’apparition de tumeurs notamment en régulant négativement le cycle cellulaire. Le rôle de pRb dans le contrôle de l’apoptose est plus complexe et les mécanismes moléculaires contrôlés par ce facteur de transcription ne sont pas complétement élucidés. Il existe un homologue de rb chez la drosophile : rbf1. J’ai contribué à caractériser les évènements mitochondriaux induits au cours de l’activation de l’apoptose par Rbf1 dans le disque imaginal d'aile, un tissu en prolifération de la larve de drosophile. Dans cette voie d’apoptose, la protéine Debcl, seule membre pro-apoptotique de la famille Bcl-2 chez la drosophile, est activée et induit le recrutement et l’oligomérisation de Drp1, protéine effectrice principale de la fission mitochondriale. C’est ainsi qu’est déclenchée la fragmentation mitochondriale et l’accumulation d’espèces activées de l’oxygène (EAOs) mitochondriales. Ces deux évènements participent à la transmission du signal apoptotique. J’ai par ailleurs pu mettre en évidence l’implication de facteurs participant au maintien du contrôle qualité mitochondriale. Celui-ci s’assure de l’intégrité des mitochondries et, le cas échéant, déclenche la digestion des éléments défaillants par mitophagie. Enfin, j’ai contribué à l’étude des liens entre la traduction et l’apoptose induite par Rbf1. Dans cette étude, nous montrons que la poly-A binding protein (PABP) peut supprimer le phénotype d’encoche induit par Rbf1 chez l’adulte alors que la mort cellulaire induite au cours du stade larvaire n’est pas inhibée mais augmentée. Ces résultats nous ont poussé à étudier les mécanismes de compensation induits par l’appareil traductionnel, ce qui nous a permis de montrer qu'une modulation de la traduction pourrait permettre de compenser la perte de tissu consécutive à l'apoptose induite par Rbf1 sans impliquer une inhibition de l'apoptose
The gene rb is the first tumor suppressor discovered in humans. Its prevents the appearance of tumors by regulating negatively the cell cycle. The role of pRb in apoptosis is more complex and the molecular mechanisms triggered by this transcription factor are not completely elucidated. There is a rb homologue in drosophila: rbf1. I participated in the characterization of mitochondrial events induced during activation of apoptosis by Rbf1 in a proliferating tissue of this model organism, the wing disc. In this apoptosis pathway, the Debcl protein, the only drosophila pro-apoptotic member of the Bcl-2 family, is activated and induces recruitment and oligomerization of Drp1, the main effector of mitochondrial fission. This triggers the mitochondrial fragmentation and the accumulation of mitochondrial reactive oxygen species (ROS). Both events participate to the transmission of the apoptotic signal. I have also been able to highlight the implication of factors involved in maintaining mitochondrial quality control which ensures the integrity of the mitochondria and, if necessary, triggers the degradation of damaged elements by mitophagy. Finally, I have contributed to the study of the links between translation and apoptosis induced by Rbf1. In this study, we show that the Poly-A Binding Protein (PABP) can suppress the Rbf1-induced notch phenotype in adults while cell death induced during larval stage was not inhibited but increased. These results prompted us to study the compensation mechanisms induced by the translational apparatus, which allowed us to show that a mRNA translation-related mechanism could counteract the loss of tissue resulting from Rbf1-induced apoptosis independently of apoptosis inhibition

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

10

Heller, Anne Sabine [Verfasser], and Achim [Akademischer Betreuer] Göpferich. "Targeting mitochondria by mitochondrial fusion, mitochondria-specific peptides and nanotechnology / Anne Sabine Heller. Betreuer: Achim Göpferich." Regensburg : Universitätsbibliothek Regensburg, 2013. http://d-nb.info/103321664X/34.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

11

Theurey, Pierre. "Implication of mitochondria endoplasmic-reticulum interactions in the control of hepatic metabolism." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10104.

Full text

Abstract:

Le foie est un organe indispensable dans le contrôle de l'homéostasie énergétique du corps humain. En particulier, le métabolisme hépatique est crucial pour l'homéostasie glucidique et lipidique. Les voies cataboliques et anaboliques sont en équilibre constant et régulées de façon synergique en fonction de la disponibilité en nutriments et de la demande en énergie. La perturbation de cet équilibre, notamment en cas d'obésité, peut conduire à l'accumulation intra-hépatique de lipides, qui est une des causes principales de la survenue de l'insulino-résistance hépatique (IRH), conduisant à l'hyperglycémie chronique et au diabète de type 2 (DT2). La cellule eucaryote est une structure hautement compartimentée, et à ce titre la compartimentalisation des processus cataboliques et anaboliques est une part intégrante de la gestion des voies métaboliques. Dans cet ensemble, la mitochondrie est un organite clef, qui abrite l'oxydation des lipides, le cycle de l'acide citrique (CAC) et la respiration cellulaire. De cette manière, la fonction mitochondriale est un élément crucial dans le maintien de l'état énergétique et d'oxydation-réduction de la cellule dans une gamme physiologique, ainsi que dans la régulation de l'activité du métabolisme du glucose et des lipides pour l'homéostasie du corps entier. La fonction mitochondriale est directement régulée par son interaction avec le réticulum endoplasmique (RE) via des zones de proximité entre les organites appelées Mitochondria-Associated-Endoplasmic-Reticulum-Membranes ou MAM. Dans ce contexte, j'ai participé au cours de mon travail de thèse à une étude qui a montré l'importance des interactions mitochondrie-RE dans la signalisation de l'insuline et mise en lumière la perturbation des MAM comme acteur principal dans l'IRH. De plus, j'ai étudié la régulation des MAM dans le contexte physiologique de la transition nutritionnelle dans le foie sain et insulino-résistant (IR)
The liver is an essential organ in the control of energetic homeostasis of the human body. Particularly, hepatic metabolism is crucial for glucose and lipid homeostasis. Catabolism and anabolism of both substrates are in constant equilibrium and synergically regulated in regard of nutrient availability and energetic demand. Disruption of this equilibrium, especially in the case of obesity, can lead to hepatic accumulation of lipids, which is a major cause of hepatic insulin resistance (HIR) leading to chronic hyperglycaemia and type 2 diabetes (T2D). The eukaryotic cell is a highly compartmented structure, and in this respect compartmentation of anabolic and catabolic processes is an integral part of managing metabolic pathways together. In this context, the mitochondrion is a key organelle, housing oxidation of lipids, the tricarboxylic acid (TCA) cycle and cellular respiration. In this way, mitochondrial function is a crucial element in maintaining energetic and reductionoxidation state of the cell within physiological ranges, as well in regulating the proper activity of glucose and lipid metabolism for the all body homeostasis. Mitochondrial function is directly regulated by its interaction with the endoplasmic reticulum (ER) via proximity points between the organelles called Mitochondria-Associated-ER-Membranes (MAM). In this context I have participated during my Ph.D. in a work that has shown the importance of mitochondria-ER interactions in insulin signalling and highlighted MAM disruption as a main actor in HIR. Furthermore, I have studied the regulation of MAM in the physiological context of nutritional transition in the healthy and insulin resistant (IR) liver. Particularly, we have shown that MAM disruption induces impaired insulin signalling, while their reinforcement protects against its appearance and restore insulin sensitivity in lipid-induced IR condition. Moreover, we have pointed out a consistent decrease of MAM quantity in the IR liver of ob/ob, high-fat high-sucrose diet (HFHSD) and Cyclophilin D - knock-out (CypD-KO) mice

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

12

Boyer, Hélène. "The mamalian circadian clock regulates the abundance and expression of mitochondrial DNA in the nuclear compartment." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEN015.

Full text

Abstract:

Le génome mitochondrial est minimal et la plupart des protéines mitochondriales sont aujourd’hui codées par des gènes nucléaires. Ainsi, bien que les génomes mitochondriaux et nucléaires soient physiquement séparés, ils communiquent via des signaux antérogrades (noyau vers mitochondrie) et rétrogrades (mitochondrie vers noyau), permettant la coordination de la biogenèse mitochondriale avec les besoins énergétiques cellulaires. Ces besoins énergétiques sont cycliques le plus souvent, et les horloges circadiennes régulent de nombreux aspects de la biologie des mitochondries, dont les dynamiques de fusion et fission qui façonnent l’architecture du réseau mitochondrial. Dans les foies de souris, le réseau oscille entre un état fusionné (pendant le jour) et des structures fragmentées (pendant la nuit). Un réseau fusionné est généralement associé à une production d’ATP plus efficace, alors que la fragmentation est associée à des niveaux de ROS et de mitophagie élevés. En d’autres termes, la fission offre à l’ADN mitochondrial une possibilité de s’échapper de son organelle. Des expériences de complémentations en levure ont montré que l’ADN mitochondrial (mtDNA) était capable de s’échapper de la mitochondrie et d’entrer dans le noyau. Chez les cellules humaines (HeLa), le génome mitochondrial entier et intact a été détecté dans le noyau. L’analyse de l’évolution des numts (séquences mitochondriales insérées dans le noyau) a montré que le processus d’intégration de nouvelles séquences mitochondriales dans le génome nucléaire était encore en cours. De plus, de nombreux évènements somatiques de fusion entre ADN mitochondrial et nucléaire (simts) ont été détectés dans des cellules cancéreuses humaines - c’est-à-dire dans un contexte d’instabilité génomique et de rythmes circadiens perturbés. La mitophagie est a priori responsable de la production de vésicules dans le cytoplasme contenant de mtDNA et potentiellement absorbables par le noyau. Puisque les dynamiques du réseau mitochondrial et la mitophagie sont régulés par les horloges circadiennes, nous avons étudié l’accumulation d’ADN mitochondrial dans le compartiment nucléaire en fonction du temps circadien. Cette question a été adressée dans le foie de souris, un tissus mammifère différentié. Nos travaux montrent que l’accumulation d’ADN mitochondrial dans le noyau de foie de souris est régulée par l’horloge circadienne, et atteint son zénith à la fin de la nuit circadienne. Dans le noyau, l’ADN mitochondrial est plus hydroxy-méthylé que dans le cytoplasme. Aussi, nous avons montré que perturber les horloges circadiennes modifiait la phase et l’amplitude des dynamiques d’ADN mitochondrial nucléaire. De plus, l’accumulation d’ARN mitochondrial nucléaire est concomitante à celle d’ADN mitochondrial nucléaire dans la plupart des conditions, et qu’elle est sensible aux challenges nutritionnels. Il est probable que ces dynamiques soient engendrées par le remodelage circadienne du réseau mitochondrial. La présence accrue d’insertions d’ADN mitochondrial dans les génomes nucléaires des tissus cancéreux ou âgés, pour lesquels les horloges circadiennes sont souvent perturbées, est peut-être due à une perte de la régulation des dynamiques de remodelage du réseau mitochondrial
The mitochondrial genome is minimal and most of the mitochondrial proteins are encoded in the nuclear genome. Thus, although mitochondrial and nuclear genomes are physically separated in the cell, anterograde (nuclear to mitochondrial) and retrograde (mitochondrial to nuclear) signals are essential for mitochondrial biogenesis to be coordinated with the cellular energetic demands. Those demands are cyclical in nature, and the circadian clock regulates numerous aspects of mitochondrial biology, including the dynamics of fusion and fission that shape the architecture of the mitochondrial network. In murine livers, the network oscillates between fused (during the day) and fragmented structures (during the night). A fused network is associated with a more efficient ATP production whereas fragmentation is associated with elevated mitochondrial ROS levels and mitophagy. In other words, if mtDNA was to ever escape mitochondria, fission would help. Complementation experiments in yeast have shown that mitochondrial DNA (mtDNA) is able to escape from the mitochondria and enter the nucleus. In human cells (HeLa), the intact and full-length mitochondrial genome has been detected in the nucleus. Evolutionary analyses of nuclear inserted mitochondrial sequences (numts) suggest an ongoing process of integration of mitochondrial sequences into the nuclear genome. Also, abundant somatically acquired mitochondrial- nuclear genome fusion events (simts) have been shown to occur in human cancer cells - an extreme context of genomic instability and disrupted circadian rhythms. The availability of mtDNA in the cytoplasm, protected by vesicles, to be taken up by the nucleus is thought to result from mitophagy. As mitophagy and mitochondrial dynamics are regulated by the circadian clock, we investigated whether mtDNA would accumulate in the nuclear compartment as a function of circadian time. We addressed this question in the mouse liver, a differentiate mammalian tissue. This work demonstrates that the nuclear abundance of mtDNA in murine livers is regulated by the circadian clock – with a zenith at the end of the circadian night. Nuclear mtDNA is differentially hydroxymethylated relative to the total mtDNA extracted from the same tissue. Also, circadian clock disruption altered the phase and abundance of nuclear mtDNA. Additionally, we observed that concurrent accumulation of nuclear mtRNA was sensitive to nutritional challenges. Probably, these dynamics are driven by mitochondrial network remodeling dynamics. Increased nuclear presence and insertions of mtDNA in cancer cells or aging tissues, which are often associated with disrupted circadian oscillators- may thus arise from the loss of a physiological rhythm in mitochondrial-network remodeling

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

13

Rebelo, Adriana. "Probing Mitochondrial DNA Structure with Mitochondria-Targeted DNA Methyltransferases." Scholarly Repository, 2009. http://scholarlyrepository.miami.edu/oa_dissertations/344.

Full text

Abstract:

The mitochondria contain their own genome, which is organized in a dynamic high-order nucleoid structure consisting of several copies of mitochondrial DNA (mtDNA) molecules associated with proteins. The mitochondrial nucleoids are the units of mtDNA inheritance, and are the sites of mtDNA transcription, replication and maintenance. Therefore, the integrity of mitochondrial nucleoids is a key determinant of mitochondrial metabolism and the bioenergetic state of the cell. Deciphering the interaction of mtDNA with proteins in nucleoprotein complexes is fundamental to understand the mechanisms of mtDNA segregation leading to mitochondrial dysfunction and to develop therapies to treat diseases associated with mtDNA mutations. The work presented in this dissertation provides essential insights into the dynamics of mtDNA interaction with nucleoid proteins. In order to unveil the organization of the mitochondrial genome, we have mapped major regulatory regions of the mtDNA in vivo using mitochondrial-targeted DNA methyltransferases. In chapter 2, we have demonstrated that DNA methyltranferases are powerful tools in probing mtDNA-protein interactions in living cells. The DNA methyltransferases' accessibility to their cognate sites in the mtDNA is negatively correlated with the frequency and binding strength that protein factors occupy a specific site. Our results show that the transcription termination region (TERM) within the tRNALeu(UUR) gene is consistently and strongly protected from methylation, suggesting frequent and high affinity binding of mTERF1 (mitochondrial transcription termination factor 1). DNA methyltransferases have also been shown to be effective in detecting changes in mitochondrial nucleoid architecture due to nucleoid remodeling. We were able to determine changes in the packaging state of mitochondrial nucleoids by monitoring changes in mtDNA accessibility. The impact of altered levels of major nucleoid proteins was assessed by monitoring changes in mtDNA methylation pattern. We observed a more condensed nucleoid state causing a decrease in mtDNA methylation when the levels of the mitochondrial transcription factor A (TFAM) were altered. Changes in mtDNA methylation pattern were also evident when cells were treated with ethidium bromide (EtBr) and hydrogen peroxide. The mtDNA nucleoids adopted a less compact state during rapid mtDNA replication after EtBr treatment. In contrast, we observed a more compact mtDNA, less accessible to DNA methyltransferase after hydrogen peroxide treatment. Our results indicate that mitochondrial nucleoids are not static, but are constantly been modulated in response to factors that affect the nucleoid environment. In chapter 3, we identified the in vivo DNA binding sites of major transcription regulatory proteins, TFAM and mTERF3 using a targeted gene methylation (TAGM) strategy. In this approach, the mtDNA binding protein is fused to a DNA methyltransferase as an attempt to selectively methylate the sites adjacent to the protein target DNA region. Knowledge on how proteins interact with the mtDNA in high-order structures, which function as a mitochondrial genetic unit, will help elucidate the segregation and accumulation of mutated mtDNA in diseased tissues.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

14

Gaspari, Martina. "Molecular mechanisms for transcription in mammalian mitochondria /." Stockholm : Karolinska institutet, 2006. http://diss.kib.ki.se/2006/91-7357-012-5/.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

15

Blaikie, Frances H., and n/a. "Synthesis and characterisation of probes that influence mitochondrial function." University of Otago. Department of Chemistry, 2008. http://adt.otago.ac.nz./public/adt-NZDU20080212.091116.

Full text

Abstract:

The production of reactive oxygen species by mitochondria is implicated in mitochondrial dysfunction associated with a range of diseases and ageing. In addition, reactive oxygen species produced by mitochondria are involved in redox signalling pathways that modulate a number of cell processes. Mitochondria targeted antioxidants comprised of an antioxidant moiety linked to a lipophilic triphenylphosphonium cation have recently been used to decrease oxidative damage to mitochondria and to investigate the involvement of mitochondrial reactive oxygen species in redox signalling. These lipophilic cations are selectively accumulated by mitochondria within cells due to the mitochondria membrane potential. This thesis presents the synthesis and characterization of mitochondria targeted membrane uncoupler, cyclic nitroxide and alkyl thionitrite derivatives, all of which had the potential to influence reactive oxygen species. The biological analysis of these compounds is also presented. A triphenylphosphonium derivative of the membrane uncoupler 2,4-dinitrophenol (DNP) was anticipated to act as a self regulating protonophore. The DNP moiety would influence the scale of the membrane potential while the triphenylphosphonium cation would respond to the membrane potential. These two factors would combine so that as the membrane potential was dissipated by the uncoupler, the phosphonium cation would be released from the mitochondria and the effect of the uncoupler would thereby be nullified until the membrane potential had increased again. The compound was prepared by nitration of 3-(4-hydroxyphenyl)propyl triphenylphosphonium bromide. An untargeted derivative was also prepared by nitration of 3-(4-hydroxyphenyl)-1-propanol. Unfortunately, while this compound had appropriate acidity and lipophilicity to act as a membrane uncoupler, and did enter mitochondria in response to the membrane potential, it did not act as an uncoupler. A chemically stable targeted cyclic nitroxide based on Tempol was prepared following literature procedure, although other synthetic routes were also trialled. This compound was shown to concentrate in mitochondria in response to the membrane potential, was reduced by ubiquinol of the coenzyme Q pool, acted as a superoxide dismutase mimetic, and protected membranes against lipid peroxidation. A mitochondria targeted thionitrite or nitric oxide (NO) donor was anticipated to exhibit an effect on respiration at low oxygen concentrations as the released NO interacted with aspects of the respiratory chain. The alkyl thionitrites were synthesised from appropriate thiol precursors, several of which were prepared. Two targeted alkyl thionitrites were prepared with primary or tertiary carbon arrays next to the thionitrite functionality. Another targeted thionitrite, based on S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP), was also prepared. These compounds were difficult to characterise because of issues surrounding their stability. However, modified high resolution positive ion electrospray mass spectrometry in combination with HPLC and NMR was used to identify the compounds and to gauge the purity of the samples. Initial biological investigations verified that the primary alkylthionitrite derivative accumulated in mitochondria, released NO, and had an effect on respiration at low oxygen concentrations.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

16

Smith, Christopher Paul. "Maintenance of an energized inner mitochondrial membrane." Laramie, Wyo. : University of Wyoming, 2007. http://proquest.umi.com/pqdweb?did=1467886731&sid=4&Fmt=2&clientId=18949&RQT=309&VName=PQD.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

17

Wredenberg, Anna. "Mitochondrial dysfunction in ageing and degenerative disease /." Stockholm : Karolinska institutet, 2007. http://diss.kib.ki.se/2007/978-91-7357-311-5/.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

18

Smeyers, Mathias. "Structure et fonction du VDAC: aspects phylogénétiques et biochimiques." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2005. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210913.

Full text

Abstract:

Le VDAC (Voltage-Dependent Anion-selective Channel) est un canal ionique de la membrane externe de la mitochondrie. Il est caractérisé par une haute conductance (4nS dans du KCl 1M) à des faibles différences de potentiel et des fermetures vers des niveaux de conductance inférieurs suite à l’application de voltages élevés. La selectivité de l’état de haute conductance est anionique alors que celle du principal état de faible conductance est fortement cationique. La structure secondaire et la fonction est bien conservée chez les animaux, les plantes et les champignons alors que les séquences sont très différentes (moins de 30% d’identités). Au sein des différents groupes, quelques isoformes coexistent.

La première partie du travail consiste à étudier l’évolution des isoformes de VDAC, à déterminer le nombre et les propriétés des isoformes. Nous montrons que les végétaux possèdent plus d’isoformes que les mammifères et que celles-ci sont également moins bien conservées. Nous avons défini trois classes d’isoformes sur base de leur charge nette :faiblement, moyennement ou fortement chargées. Les VDAC fortement exprimés et très bien conservés chez les champignons, les plantes et les animaux sont moyennement chargés. A l’opposé, les isoformes portant les plus hautes charges nettes sont très divergentes et peu exprimées. Ces particularités permettent pour la première fois de comparer les isoformes de groupes évolutivement distants.

Ensuite, pour relier la structure et la topologie du VDAC à sa fonction, nous avons construit un modèle topologique. Il consiste en feuillet bêta de 18 brins antiparallèles reployés de manière à former un tonneau transmembranaire présentant une courte hélice alpha à son extrémité aminoterminale. Le modèle est compatible avec les séquences de VDAC fongiques, végétaux et animaux. Il rend compte des résultats expérimentaux obtenus par spectroscopie infrarouge et par microscopie électronique de cristaux 2D. Enfin, les résultats d’études topologiques et fonctionnelles publiées dans la littérature supportent également notre modèle.

Nos travaux concernant le VDAC32 de Phaseolus coccineus a permis d’améliorer le protocole de purification et d’en obtenir la séquence. La structure et la stabilité du VDAC32 a été étudiée par spectroscopie infrarouge. L’étude de l’orientation du VDAC à l’aide de lumière infrarouge polarisée se base sur des modèles définissant deux angles, alpha et bêta correspondant à l’inclinaison de l’axe du tonneau par rapport à la normale à la membrane et l’inclinaison des brins par rapport à l’axe du tonneau. Nous proposons que l’angle alpha dépend également de l’asymétrie de la protéine. Nos mesures en spectroscopie infrarouge indiquent que la présence du VDAC diminue la température de transition de la membrane et que la structure protéique est sensible à la transition de phase des lipides membranaires. Enfin, nous montrons que la structure du VDAC est modifiée quand le rapport lipides/protéines diminue. L’orientation des brins bêta se rapproche de l’axe et les chaînes latérales des tyrosines deviennent moins ordonnées.

Les VDAC sont insérés dans la membrane mitochondriale qui contient environ 5% de stérols. Certains auteurs ont détecté le VDAC dans les membranes plasmiques. Ces dernières sont beaucoup plus riches en stérols. Nous montrons dans ce travail que le VDAC possède la même fonction dans des membranes contenant 0% ou 5% de stérols alors que sa structure est légèrement modifiée. Par contre, en présence de hautes concentrations en stérols, la fonction du VDAC est sensiblement altérée. Ces résultats suggèrent que le VDAC a des propriétés différentes dans la membrane plasmique et dans l’enveloppe de la mitochondrie.

Doctorat en sciences agronomiques et ingénierie biologique
info:eu-repo/semantics/nonPublished

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

19

Chen, Bing. "Gene expression in Neurospora crassa mitochondria: Mitochondrial RNA polymerase and Mauriceville mitochondrial reverse transcriptase /." The Ohio State University, 1997. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1487945744575041.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

20

Saunier, Rémy. "Étude des rôles et des partenaires du domaine C terminal de Rpn11, une sous-unité du protéasome 26S, dans la dynamique mitochondriale chez Saccharomyces cerevisiae." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112357/document.

Full text

Abstract:

Les mitochondries sont des organites semi autonomes, capables d’autoréplication, qui varient en nombre, en taille et en forme dans le cytoplasme de presque toutes les cellules eucaryotes. Elles sont notamment connues pour être les fournisseurs d’énergie de la cellule. Afin de mener à bien ce rôle, les mitochondries sont capables de fusionner et de se diviser, ce qui permet un contrôle de la forme du réseau mitochondrial. Le contrôle de ces évènements et la forme du réseau qui en résulte sont connus sous le nom de dynamique mitochondriale. Cette dynamique répond à de nombreux stimuli cellulaires et est très régulée. Récemment, il a été montré que le système ubiquitine-protéasome régule la fusion des mitochondries et qu’une des sous unités du protéasome contrôlait la fission des mitochondries. Le système ubiquitine-protéasome est un mécanisme qui repose sur plusieurs acteurs : les enzymes qui vont reconnaître les protéines cibles de ce système, une protéine appelée ubiquitine qui sert pour le marquage des protéines cibles et un complexe multi-protéique appelé protéasome effecteur de la dégradation des protéines cibles. Connu uniquement à l’origine pour son rôle dans la dégradation des protéines cibles, il est apparu dans les dernières années que le rôle de ce système ou de ses composants en dehors de ce système était bien plus vaste. Les études effectuées au laboratoire avaient déjà montré que Rpn11, une sous-unité du protéasome, régulait la fission des mitochondries indépendamment de l’activité protéolytique du protéasome. Le travail présenté ici porte sur le mécanisme d’action du domaine C-terminal de Rpn11 sur divers processus cellulaires tels que l’assemblage du protéasome, la régulation de la fission des mitochondries et des peroxysomes, la longévité cellulaire ou la formation de « Proteasome Storage Granule ». Ce manuscrit présente aussi le travail effectué pour trouver les partenaires qui permettent la régulation de la fission des mitochondries avec le domaine C-terminal de Rpn11 ainsi que l’étude de la localisation in vivo de Rpn11
Mitochondria are semi-autonomous organelles, which size, shape and number vary in a wide range in almost every eukaryotic cell. They are famous to be the energy producer of the cells. For this purpose, mitochondria are able to fuse and divide. These events of fusion and fission are also known as the mitochondrial dynamic. This phenomenon is highly controlled and answers to many stimuli. Lately, it has been shown that the ubiquitin proteasome system controls the fusion of mitochondria and that a proteasome subunit controls the mitochondrial fission. The ubiquitin proteasome system is a mechanism that relies on many actors: enzymes recognizing the targets of this system, a protein called ubiquitin and a complex called proteasome in charge of the degradation of the targets. Primarily known for the protein degradation, many investigations suggest that this system has other roles. Our previous studies had already shown that the proteasome subunit named Rpn11 controls the fission of mitochondria independently of the proteolytic activities of the proteasome system. The work shown in this manuscript is focused on the mechanism of action of the C-terminus domain of Rpn11 on various cellular processes, including proteasome assembly, control of mitochondrial and peroxisomal fission, yeast lifespan and also the “Proteasome Storage Granule” formation. The in vivo localisation of Rpn11 and the elucidation of its partners on the mitochondrial fission regulation were also investigated

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

21

Gu, Mei. "Mitochondrial function in Parkinson's disease and other neurodegenerative diseases." Thesis, University College London (University of London), 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.322371.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

22

Gilkerson, Robert W. "The cristal membrane adapts mitochondrial structure to respiratory function /." view abstract or download file of text, 2002. http://wwwlib.umi.com/cr/uoregon/fullcit?p3072583.

Full text

Abstract:

Thesis (Ph. D.)--University of Oregon, 2002.
Typescript. Includes vita and abstract. Includes bibliographical references (leaves 102-119). Also available for download via the World Wide Web; free to University of Oregon users.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

23

Williams, Andrew. "Functional and molecular analysis of defects of the mitochondrial respiratory chain." Thesis, The University of Sydney, 1998. https://hdl.handle.net/2123/27688.

Full text

Abstract:

The diagnosis of human mitochondrial respiratory chain defects is based on a staged procedure including: screening tests, enzymology of tissues and cultured cells and use of molecular techniques or cybrid technology to assign the site of the genetic defect This thesis examines aspects of each of these stages and presents improved methods for screening, enzymology and cybrid technology. Analyses of enzymes and proteins in the detection of respiratory chain defects are traditionally performed by manual assays. In chapters 2 and 3, I present automated methods for total protein, citrate synthase, cytochrome c oxidase, succinatezubiquinone oxidoreductase and lactate dehydrogenase. The automated assays use less sample, are less labour intensive and show improved precision. The second part of this thesis examines the levels of reactive oxygen intermediates in cultured skin fibroblasts of patients with respiratory chain defects. A flow cytometric technique was developed to examine the fluorescence of these cells after application of a molecule which fluoresces when oxidised. Ten of the eleven cell strains studied had significantly reduced levels of fluorescence when compared to intra-batch controls. This technique may be usefiJl diagnostically in patients suspected of having a respiratory chain defect. Detection of the site of the genetic defect in respiratory chain disorders is complicated by clinical heterogeneity, the numbers of proteins involved in the normally functioning respiratory chain and the involvement of both the nuclear and mitochondrial genomes. In chapter 5, I examine the effect of rhodamine-6G on the structure of cultured skin fibroblasts and their organelles, the function of the electron transport chain and the mitochondrial DNA. In chapter 6 I examine the utility of generating cybrids to tentatively assign the site of the genetic defect to either the mitochondrial or nuclear genome using rhodamine-6G to remove the mitochondria from the cells of a patient with a known mitochondrial DNA defect. The assignment of a defect to either the nuclear or mitochondrial genome has immediate implications for genetic counselling.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

24

Kullar, Peter John. "Defining the cellular and molecular mechanism of maternally inherited hearing loss." Thesis, University of Cambridge, 2018. https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/270543.

Full text

Abstract:

Mitochondrial dysfunction causes moderate to profound hearing loss both in isolation and as a feature of multi-systemic mitochondrial disease. The m.1555A > G mitochondrial DNA (mtDNA) variant is associated with a predisposition to aminoglycoside ototoxicity and maternally inherited non-syndromic deafness. However, the reasons for the highly variable penetrance of the associated hearing loss have not yet been fully resolved. Aminoglycosides are a recognised modifier factor of the hearing loss, but cannot account for all hearing impaired carriers in multi-generational pedigrees, implicating additional co-segregating genetic factors. By identifying and characterising the c.3G > A SSBP1 variant as a nuclear modifier of m.1555A > G the work detailed in this thesis extends our understanding of mitochondrial-nuclear interactions in human disease. To ascertain the frequency of the m.1555A > G variant in patients with suspected mitochondrial hearing loss we surveyed the laboratories within the United Kingdom that undertake genetic testing for this variant. We determined that the variant was not found more frequently in patients with known hearing impairment providing further evidence that m.1555A > G does not cause hearing loss in isolation. These results strengthened the case for nuclear genetic modifiers as important contributors to m.1555A > G pathogenesis. We next identified a multi-generational family that transmitted the m.1555A > G variant with variable clinical penetrance of hearing loss. In addition, a cohort of sporadic individuals carrying m.1555A > G was used to test the hypothesis that a conserved genetic mechanism accounted for the phenotype in all carriers. To this effect, we undertook whole exome sequencing in selected familial and sporadic carriers of m.1555A > G, identifying a heterozygous start loss mutation in the core mtDNA replisome protein gene, SSBP1, that co-segregated with the m.1555A > G variant and the phenotype in the family. The SSBP1 variant lead to a perturbation of mtDNA metabolism, and was associated with multiple mtDNA deletions and mtDNA depletion in skeletal muscle. Fibroblasts from these patients also showed mitochondrial network fragmentation and reduced intra-mitochondrial protein synthesis in keeping with the co-existing m.1555A > G variant, leading to reduced proliferation rates under conditions of forced mitochondrial respiration. Our findings provide an explanation for the variable clinical penetrance of the disorder within these m.1555A > G carriers and highlight the importance of trans-acting modifiers in mitochondrial disease.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

25

Cartalas, Jérémy. "Characterization of the RNA maturation-degradation machinery in plant mitochondria." Electronic Thesis or Diss., Strasbourg, 2024. http://www.theses.fr/2024STRAJ003.

Full text

Abstract:

Les mitochondries sont le lieu de production de l'énergie des cellules eucaryotes. La mitochondrie possède son propre transcriptome. Ainsi pour générer un transcriptome mature et efficient, tout un ensemble de RNases permettent la maturation et la dégradation de l'ARN. Parmi elles la protéine MNU2 a été caractérisé comme ayant un rôle dans la maturation. Mais elle pourrait également jouer un rôle dans la dégradation. Au cours de mon doctorat, j'ai montré que MNU2 pourrait être un hub pour un degradosome, en interagissant avec la mtPNPase et une polyA polymérase J'ai généré des mutants mnu2, et afin de caractérisé sa fonction j'ai adapté des méthodes de Séquençages nouvelles générations et les appliquer dans des approches de génétiques inverse. Mes recherches ont montré un rôle déterminant de MNU2 dans la définition des extrémités 5' des ARNs mitochondriaux. Il a également permis de mettre en lumière une potentiel voie de dégradation 5'-3'
Mitochondria are the site of energy production in eukaryotic cells. Mitochondria have their own transcriptome. In order to generate a mature and efficient transcriptome, a whole range of RNases are required for RNA maturation and degradation. Among these, the MNU2 protein has been characterized as having a role in maturation. But it could also play a role in degradation. During my PhD, I showed that MNU2 could be a hub for a degradosome, interacting with mtPNPase and a polyA polymerase. I generated mnu2 mutants, and in order to characterize its function I adapted new generation sequencing methods and applied them in reverse genetics approaches. My research has shown a decisive role for MNU2 in the definition of 5' monoP ends. It has also shed light on a potential 5'-3' degradation pathway

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

26

Logan, Angela. "Production of reactive oxygen species in mitochondria and mitochondrial DNA damage." Thesis, University of Cambridge, 2011. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.609201.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

27

Cabrera, Aulestia Francisco Javier. "Treating Cellular Stress and Damage : Use of Healthy Mitochondria Isolated from Donor Cells in the Artificial Mitochondria Transfer / Transplant (Amt/T) to Repair Mitochondrial Disfunction in Differentiated (Peripheral Blood Mononuclear Cells) and Germinal Cells (Oocytes)." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTT073.

Full text

Abstract:

Selon la théorie endosymbiotique, la mitochondrie est un organite dérivé d'une ancienne alpha-protéobactérie qui développa une symbiose avec un ancêtre eucaryote. L'ADN mitochondrial (ADNmt) existe dans des centaines à des milliers d'exemplaires dans chaque cellule et code pour 13 protéines structurelles qui sont des sous-unités de la chaîne respiratoire. Les mitochondries génèrent de l'énergie pour les processus cellulaires en produisant de l'ATP par phosphorylation oxydative. Ils contrôlent également d’autres processus tels que la synthèse de nucléotide et d’hème, l’équilibre rédox, le métabolisme du calcium, la gestion des déchets (urée et ROS) et l’apoptose. Les délétions d'ADNmt, les mutations ponctuelles, les dimères de thymine et les déplétions d'ADNmt sont fortement liés à la maladie chez l'homme et d'autres mammifères. Certaines altérations de l'ADNmt peuvent survenir spontanément pendant le spam de la vie, d'autres peuvent être héritées de la lignée maternelle sous forme de mutations spécifiques. Ainsi, les mutations de l’ADN nucléaire peuvent produire des troubles mitochondriaux car, alors que l’ADNmt code pour 13 protéines, les mitochondries ont besoin de près de 2000 protéines dotées de rôles structurels et fonctionnels. Dans ces cas, un modèle d'héritage mendélien peut être observé. Des altérations de l'ADNmt peuvent être produites par l'exposition à des substances toxiques ou à des rayonnements UV et à haute énergie. Les mutations de l'ADNmt sont cumulatives car les mitochondries sont dépourvues de mécanismes de réparation. Les ADNmt normaux et mutants peuvent coexister dans la même cellule, une condition appelée hétéroplasmie. L'hétéroplasmie permet la persistance d'une mutation par ailleurs mortelle à travers les générations. Les troubles mitochondriaux peuvent apparaître sous forme de myopathies, cardiomyopathies, diabète sucré, l’acidose lactique, hypofertilité féminine, lipodystrophie, neuropathies comme l’autisme ou la maladie d’Alzheimer ou des troubles hématologiques et rénaux. En raison de l'hétéroplasmie, ces troubles peuvent apparaître avec une vaste gamme d'intensités, car l'ADNmt mutant nécessaire pour provoquer un trouble varie selon les organismes, les systèmes organiques et au sein d'un tissu donné, et dépend d'un équilibre délicat entre l'offre et la demande en ATP. Un autre type de problème survient au niveau des tissus soumis à une lésion liée à l'hypoxémie, où les mitochondries jouent un rôle important dans la survie et le rétablissement des cellules. Enfin, le rôle joué par les mitochondries dans la survie et le traitement du cancer est concentré dans de nombreuses recherches.Les troubles mitochondriaux semblent sous la forme d’une large gamme de signes cliniques. Dans la plupart des cas de maladies mitochondriales, le traitement symptomatique améliore légèrement la qualité de vie. La plupart des abords expérimentales cherchent à prévenir ces maladies en réduisant le pourcentage d'ADNmt mutant dans l'embryon par transfert nucléaire. Le transfert/transplantation artificiel mitochondrial (AMT/T) parait comme traitement alternatif. Nous montrons une méthode AMT/T -MitoCeption- dans un modèle cellulaire pour le traitement du trouble acquis de l'ADNmt défié par la radiation UV en usant des leucocytes plus la viabilité de Mitoception pour AMT/T sur des embryons murins. Ces résultats représentent une mise à niveau des applications AMT/T. Nous montrâmes que les leucocytes pouvaient être utilisées comme source de mitochondries et le transfert mitochondrial de multiples donneurs vers des cellules altérées. La MitoCeption usée sur des embryons semble être une méthode sûre pour la AMT/T en utilisant des mitochondries humaines. Des chiots murins saines furent obtenus, indiquant que les mitochondries humaines avaient été retirées des embryons pendant leur développement
According to the endosymbiotic theory, mitochondria is an organelle derived from an ancient alpha-proteobacteria that developed a symbiosis with a eukaryotic ancestor. Mitochondrial DNA (mtDNA) exists in hundreds to thousands of copies in each cell and encodes for 13 structural proteins which are subunits of respiratory chain. Mitochondria generate energy for cellular processes by producing ATP through oxidative phosphorylation. Also, they control other processes as nucleotide and heme syntheses, redox balance, calcium metabolism, waste management (urea and ROS) and apoptosis. mtDNA deletions, point mutations, thymine dimers and mtDNA depletions are strongly related with disease in humans and other mammals. Some mtDNA alterations can arise spontaneously during life spam, other can be inherited by maternal lineage as specific mutations. So, nuclear DNA mutations can produce mitochondrial disorders because while mtDNA encodes 13 proteins, mitochondria need almost 2000 proteins with structural and functional roles. In these cases, a mendelian inheritance pattern can be observed. mtDNA alterations can be produced by exposure to toxic substances or UV and high-energy radiations. mtDNA mutations are cumulative because mitochondria lack reparative mechanisms. Normal and mutant mtDNA can coexist in the same cell, a condition known as heteroplasmy. Heteroplasmy allows the persistence of an otherwise lethal mutation through generations. Mitochondrial disorders can appear as myopathies, cardiomyopathies, lactic acidosis diabetes mellitus, female’s subfertility, lipodystrophy, neuropathies as autism or Alzheimer’s diseases or haematological and renal disorders. Due to heteroplasmy, these disorders can appear with a wide range of intensities, because the mutant mtDNA needed to cause a disorder varies among organisms, among organ systems and within a given tissue, and depends on a delicate balance between ATP supply and demand. Another kind of problem surges at tissues under hypoxemic-related damage, where mitochondria play an important role in cell survival and recovery. Finally, the role played by mitochondria in cancer survival and treatment is focused in many researches.Mitochondrial disorders have not a single treatment. In the most serious cases of inherited mitochondrial diseases, the supportive treatment only improves the life quality slightly. Nowadays, the most of experimental approaches search prevents the clinical manifestations of these diseases by reducing the mutant mtDNA percentage into the oocyte or the early embryo via nuclear transfer. Artificial Mitochondrial Transfer/Transplant (AMT/T) rises as an alternative to many acquired or inherited mitochondrial disorders, both ex vivo, in vitro and in vivo conditions. The present work shows the variation of an AMT/T method -MitoCeption- in a cellular model for in vitro treatment of acquired mtDNA disorder caused by UV Radiation by using Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMCs) and the feasibility of the same method for ex vivo AMT/T to murine oocytes and early embryos. In the in vitro model of cell damage by UV radiation, the main results represent an upgrading in the applications of AMT/T. We showed that PBMCs could be used as a primary allogeneic mixed source of mitochondria. We also showed that these mitochondria can be transferred in a mix from different donors (PAMM) to UVR-damaged, non-adherent primary cells. Additionally, the duration of the MitoCeption protocol was reduced. On the other hand, Mitoception used on murine oocytes and early embryos probed to be a safe method for AMT/T by using human mitochondrial mix (PAMM). Murine 0ocytes’ and embryos’ exogenous mitochondrial content was observed by fluorescence microscopy and exogenous mtDNA was quantified by qPCR and 2ΔCT method. Finally, healthy murine new-borns were obtained by embryo transfer, probing that human mitochondria were removed from murine cells during embryo’s development after implantation

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

28

Macchi, Marc. "Contribution à l' étude de la morphogénèse des mitochondries chez la drosophile." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4051.

Full text

Abstract:

Les mitochondries sont des organelles de quelques micromètres qui proviendraient de l'incorporation d'une alpha-protéobactérie dans le cytoplasme des cellules eucaryotes par endosymbiose. Dans les cellules eucaryotes, la mitochondrie joue un rôle central dans la production d'ATP, mais aussi dans la mort cellulaire programmée par apoptose ainsi que dans la biosynthèse de nombreuses molécules. Les mitochondries sont très polymorphes, leurs taille, forme et organisation varient considérablement selon le type cellulaire ou l'état physiologique ou pathologique de la cellule. Depuis une vingtaine d'année, l'étude des mécanismes qui contrôlent la morphogenèse, la dynamique de fission et de fusion mitochondriale et leurs rôles physiologiques est devenue un domaine majeur dans la recherche sur la mitochondrie. De plus, avec les progrès de la vidéo-microscopie, il est devenu possible de filmer des mitochondries dans le cytoplasme de cellules vivantes. Durant ma thèse, j'ai participé à la caractérisation de la fonction du gène Pantagruelian Mitochondria I (PMI), un nouveau déterminant de la morphologie des mitochondries que nous avons découvert chez la drosophile. PMI est une protéine de la membrane interne qui, en intervenant dans l'organisation de cette membrane, est indispensable à la formation de mitochondries de forme tubulaire. J'ai également contribué au développement d'outils et de méthodologies permettant la visualisation et l'étude de la dynamique mitochondriale dans des embryons de drosophiles vivants
Mitochondria are organelles which are a few micrometers long and are originated from the incorporation of an alpha-proteobacteria in the cytoplasm of eukaryotic cells through endosymbiosis. In eukaryotic cells, mitochondria play a central role in ATP production as well as in programmed cell death and in the biosynthesis of many molecules. Mitochondria are highly polymorphic in size and form. Their organization also varies considerably according to the cell type or physiological or pathological state of the cell. In the last two decades, the study of the mechanisms controlling morphogenesis, dynamic of mitochondrial fission and fusion and their physiological roles has become a major research field of mitochondria. In addition, the progress in video-microscopy enable to record mitochondrial dynamics in the cytoplasm of living cells. I participated in the research on the characterization of gene function called Pantagruelian Mitochondria I (PMI), a novel determinant of the mitochondrial morphology that we discovered in Drosophila. PMI, a protein of the inner membrane, is involved in its membrane organization and essential to form tubular mitochondria. I also contributed to the development of experimental tools and protocols to visualize and study the mitochondrial dynamics in living Drosophila embryos. Interestingly, a stereotyped process of mitochondrial remodeling during Drosophila embryogenesis has been found and it raised a question about its role in developmental processes through my work

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

29

Meyer, Alain. "Rôle de la mitochondrie et du stress oxydant au cours des myopathies inflammatoires." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAJ118/document.

Full text

Abstract:

Les myopathies inflammatoires sont des maladies auto-immunes rares dont le dénominateur commun est la faiblesse musculaire et l'inflammation. Leur origine n’est pas connue et les traitements sont conventionnels partiellement efficaces. Par une approche épidémiologique, nous avons montré que l’étude de l’incidence et de la prévalence est un outil utile pour mettre en évidence des déterminants des myopathies inflammatoires. Une meilleure identification et une meilleure classification des patients atteints de ces maladies sont cependant nécessaires pour préciser l’épidémiologie des myopathies inflammatoires.Par une approche translationnelle, nous avons montré que, par rapport aux autres myopathies inflammatoires, des dysfonctions mitochondriales périfasciculaires sont une caractéristique des dermatomyosites, qui jouent un rôle dans l’intolérance à l’effort et le maintien de l’inflammation. Ces résultats ouvrent des nouvelles voies pour mieux comprendre et traités les myopathies inflammatoires
Inflammatory myopathies are rare autoimmune diseases whose common denominator is muscle weakness and inflammation. Their origin is not known and conventional treatments are partially effective. Using an epidemiological approach, we have shown that the study of incidence and prevalence is an useful tool for identifying determinants of inflammatory myopathies. However, better identification and classification of patients is mandatory to refine the epidemiology of inflammatory myopathies. Using a translational approach, we have shown that, compared with other inflammatory myopathies, perifascicular mitochondrial dysfunctions are a characteristic of dermatomyositis, which play a role in exercise intolerance and in the maintenance of inflammation. These results open up new avenues to better understand and treat inflammatory myopathies

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

30

Liu, Dawei. "Target and small molecule discovery for therapeutic innovation in cardiovascular area." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS324.

Full text

Abstract:

La production cyclique d'adénosine monophosphate (AMPc) régule certains aspects de la fonction mitochondriale des cardiomyocytes de rongeurs, tels que la production d'ATP, la consommation d'oxygène, les importations de calcium et la transition de perméabilité mitochondriale (MPT), mais le contrôle de ce pool d'AMPc n'est pas bien connu. Dans la première partie de cette thèse, nous avons étudié l'expression, la localisation et l'activité de plusieurs enzymes dégradant l'AMPc, les phosphodiestérases (PDEs), dans des mitochondries cardiaques isolées de rongeurs. L'expression de la PDE2 a été principalement détectée dans les mitochondries sous-sarcologiques, et l'activité de la PDE2 stimulée par le GMPc était plus importante que celle de la PDE3 et de la PDE4; leurs activités ont ensuite été confirmées dans les cardiomyocytes de rats nouveau-nés par analyse FRET en temps réel. De plus, l’inhibition pharmacologique ou la surexpression cardiaque spécifique de la respiration mitochondriale modulée par la PDE2, la perte de potentiel de la membrane mitochondriale, le MPT et l’importation de calcium. Ainsi, la dégradation de l'AMPc par les PDE représente un nouveau mécanisme de régulation de la fonction mitochondriale et devient une cible potentielle dans le traitement des maladies cardiovasculaires.En outre, l'amélioration récente du traitement anticancéreux entraîne une augmentation du nombre de patients survivants, mais un risque de cardiotoxicité à long terme. Ainsi, dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons identifié des molécules cardioprotectrices à partir de bibliothèques chimiques en développant un test de criblage à haut débit. Nous avons identifié 6 molécules à effets puissants et spécifiqies et les avons validés dans 3 modèles cellulaires. Nous avons étudié les mécanismes d'action de chaque molécule en utilisant l’extinction par siARN, l'analyse par western blot, l'imagerie par fluorescence et les analyses métaboliques en temps réel. Trois molécules pourraient entrer rapidement dans les études précliniques et cliniques en association avec des agents de radiothérapie ou des agents chimiothérapeutiques pour le développement thérapeutique, tandis que les trois autres molécules pourraient nécessiter une optimisation chimique supplémentaire
Cyclic adenosine monophosphate (cAMP) production regulates certain aspects of mitochondria function in rodent cardiomyocytes, such as ATP production, oxygen consumption, calcium imports and mitochondrial permeability transition (MPT), but how this cAMP pool is controlled is not well known. In the first part of this thesis, we investigated the expression, localization and activity of several cAMP-degrading enzymes, phosphodiesterases (PDEs), in isolated rodent cardiac mitochondria. PDE2 expression was mainly detected in subsarcolemmal mitochondria, and cGMP-stimulated PDE2 activity was largest than PDE3 and PDE4, their activities were further confirmed in neonatal rat cardiomyocytes by real time FRET analysis. Moreover, the pharmacological inhibition or the cardiac-specific overexpression of PDE2 modulated mitochondrial respiration, mitochondrial membrane potential loss, MPT and calcium import. Thus, cAMP degradation by PDEs represents a new regulatory mechanism of mitochondrial function, and becomes a potential target in cardiovascular diseases therapy.In addition, the recent improvement of anticancer treatment results in an increase in surviving patients, but with a risk of long-term cardiotoxicity. Thus, in the second part of this thesis, we identified cardioprotective molecules from chemical libraries by developing a high throughput screening assay. We identified 6 potent and specific hits and validated them in 3 cellular models. We investigated the mechanisms of actions of each molecule and their cellular impact by using siRNA silencing, western-blot analysis, fluorescent imagery and real-time metabolic analyses. Three molecules could enter rapidly in preclinical and clinical studies in combination with radiation or chemotherapeutic agents for therapeutic development, while other three molecules may require further chemical optimization

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

31

Bandiera, Simonetta. "Investigating the existence of a link between mitochondria and microRNAs." Thesis, Paris 5, 2012. http://www.theses.fr/2012PA05T064.

Full text

Abstract:

La mitochondrie est une organite ayant un rôle central dans le métabolisme énergétique de la cellule. Bien que la mitochondrie exprime son propre génome, plusieurs protéines et ARN non-codants issus du génome nucléaire sont nécessaires à la biogenèse et aux fonctions mitochondriales. Les microARNs (miRNAs) sont de petits ARN non-codants qui s'associent à la protéine Argonaute 2 (Ago2) pour moduler l'expression génique au niveau post-transcriptionnelle par ARN interférence. Classiquement, les miRNAs s’apparient à des sites de liaison complémentaires situés dans le 3’-UTR de l’ARNm cible. Nous faisons l'hypothèse que les miRNAs seraient impliqués dans la communication entre le noyau et la mitochondrie. Notre travail a donc porté sur l’étude du rôle des miRNAs dans le contexte de maladies génétiques caractérisées par une dysfonction mitochondriale. Nous avons choisi d’étudier l’ataxie de Friedreich, la plus fréquente des ataxies héréditaires, qui est causée par un déficit d’expression de la protéine mitochondriale frataxine (FXN). Nous avons montré qu'environ 90% de patients étaient homozygotes pour un haplotype spécifique des variants génétiques du 3'-UTR du gène FXN. Ce résultat a été retrouvé dans deux cohortes de patients indépendantes. Par une combinaison d’approche bioinformatique et d’expériences de co-transfections, nous avons montré que les miRNAs, et en particulier miR-124, ciblent les variants du 3’-UTR. En parallèle, nous avons évalué la possibilité que les miRNAs ciblent directement la mitochondrie. Pour cela, nous avons analysé l’expression des miRNAs dans des fractions d'ARN mitochondriale et cytosolique isolées à partir de mêmes cellules HeLa. Nous avons identifié une signature de 13 miRNAs spécifiquement enrichis dans la fraction d'ARN mitochondriale que nous avons appelé «mitomiRs». Nos prédictions ont révèle des fonctions spécifiques de ces mitomiRs à la mitochondrie, y compris la modulation de l'activité de la chaîne respiratoire. Nous avons également montré une localisation de la protéine Ago2 à l’espace inter-membranaire mitochondriale.Notre travail définit ainsi les miRNAs et Ago2 comme un nouveau niveau de communication entre le noyau et les mitochondries. Nous discutons de la possibilité que la mitochondrie agisse comme acteur du ARN interférence ou plutôt comme organite cible. Notre travail ouvre la voie à un nouveau domaine de recherche, qui pourrait avoir une utilité thérapeutique pour palier les dysfonctions mitochondriales
Mitochondria are organelles that have a central role in the energetic metabolism of the cell. Although mitochondria express their own genome, they rely on the expression of the nuclear genome for their biogenesis and function. microRNAs (miRNAs) are small non-coding RNAs that associate with Argonaute 2 (Ago2) protein to regulate gene expression post-transcriptionallythrough RNA interference. The ‘classic’ view of RNA interference describes the pairing of miRNAs with complementary binding sites within the 3’untranslated region (3’-UTR) of the target mRNA. We hypothesized that miRNAs might be instrumental to the cross-talk between the nucleus and the mitochondria. In the first part, we assessed the role of miRNAs in the context of a rare genetic disease involving mitochondrial dysfunction. We focused on Friedreich's ataxia, the most frequent of inherited ataxia in Europe, which is caused by reduced expression of the mitochondrial protein frataxin (FXN). Intwo independent cohorts of patients, we discovered that about 90% of patients were homozygous forone specific haplotype of genetic variants of the FXN3'-UTR. By a combination of computational target prediction analysis and co-transfection experiments, we showed that miRNAs, and specifically miR-124, are involved in the regulation of the FXN.We then challenged further the relationship between the miRNAs and mitochondria through questioning their localization at mitochondria. To this end, we studied miRNAs from mitochondrial and cytosolic RNA fractions isolated from the same HeLa cells. We identified a signature of 13 miRNAs specifically enriched in the mitochondrial RNA fraction that we termed ‘mitomiRs’. Through pathway-enrichement analysis, we observed a specific mitochondrial role for mitomiRs, including regulation of ATP synthesis coupled electron trasport. We also provided the evidence of Ago2 protein location inside human mitochondria at the inter-membrane space. Our work sketches miRNAs and Ago2 as a novel layer of the interplay between the nucleus and the mitochondria. We discuss whether mitochondria may be instrumental to RNA interference or a target per se. Our work paves the way to a new field of research, which may unravel therapeutic outcomes to rescue mitochondrial dysfunction

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

32

Jeandard, Damien. "Import d'ARN dans les mitochondries de cellules humaines : identification à grande échelle et applications thérapeutiques." Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAJ005.

Full text

Abstract:

Les mutations dans le génome mitochondrial humain sont souvent associées à de graves maladies neuromusculaires. Mon projet de thèse a consisté tout d’abord au développement d’une stratégie thérapeutique basée sur l’import mitochondrial de molécules d’ARN. J’ai pu démontrer que l’expression stable de molécules d’ARN recombinantes dans les cellules humaines permet de diminuer le taux de mutations pathogéniques de l’ADN mitochondrial. Dans une seconde partie, j’ai élaboré une nouvelle méthode, CoLoC-seq, permettant l’identification à grande échelle des ARN localisés dans les mitochondries. En appliquant cette méthode sur des cellules humaines, j’ai pu confirmer l’adressage mitochondrial de certains ARN cytosoliques non-codant et identifier de nouveaux ARN potentiellement importés. Ces données permettront d’élargir les connaissances sur les voies d’adressage mitochondrial des ARN, leurs mécanismes et leur régulation, et d’optimiser les stratégies thérapeutiques basées sur l’import d’ARN
Mutations in the human mitochondrial genome are often associated with severe neuromuscular disorders. The first part of my thesis project consisted in the development of a therapeutic strategy based on the mitochondrial import of RNA molecules. I demonstrated that the stable expression of recombinant RNA molecules in human cells induced the decrease of the pathogenic mutation load in mitochondrial DNA. In the second part, I developed a nex method, CoLoC-seq, for the large-scale identification of RNA species localized in the mitochondria. By applying this method to human cells, I confirmed the mitochondrial targeting of some non-coding cytosolic RNAs and identified new potentially imported RNAs. These data will broaden the knowledge on the pathway of RNA targeting into the mitochondria, its mechanisms and regulation, and will allow optimization of the therapeutic strategies based on RNA import

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

33

Gutierrez, Cortes Nicolas. "Expression métabolique des polymorphismes mitochondriaux : mutations pathogènes et haplogroupes." Thesis, Bordeaux 2, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR21877/document.

Full text

Abstract:

Les mitochondries, organelles intracellulaires des eucaryotes, fournissent par les oxydations phosphorylantes l'essentiel de l'énergie nécessaire aux différents travaux cellulaires sous la forme d'ATP grâce à un couplage entre la chaîne respiratoire et l’ATPsynthase. Ces réactions du métabolisme énergétique sont assurées par des complexes enzymatiques constitués de sous-unités codées à la fois par l'ADN nucléaire et par l'ADN mitochondrial. Il a été montré que des défauts dans l'activité de ces complexes pouvaient être responsables de l’apparition de pathologies regroupées sous le nom de cytopathies d’origine mitochondriale. Un des problèmes fondamentaux qui se pose lors de l’étude des mécanismes conduisant aux pathologies mitochondriales est de comprendre l’influence de l’ADN mitochondrial sur le métabolisme de la mitochondrie. En effet, la mitochondrie possède son propre ADN, et les mutations de cet ADN sont classées selon leur impact sur le métabolisme mitochondrial : des mutations pathogènes, qui ont des répercussions négatives sur ce métabolisme, et des polymorphismes, qui sont considérés comme étant neutres.Pour étudier l’influence de l’ADNmt sur le métabolisme énergétique, j’ai utilisé deux modèles d’étude : des cybrids portant des mutations de l’ADNmt retrouvées chez des patients atteints de surdité non-syndromique, et des cybrids portant des polymorphismes caractéristiques de l’haplogroupe J.Les résultats obtenus nous indiquent clairement que la différence entre des mutations pathogènes et des polymorphismes n’est pas aussi importante que ce qui était jusqu’à alors supposé. En effet, elle dépend d’un ensemble de facteurs tels que (i) le fonds génétique nucléaire et mitochondrial, (ii) de facteurs environnementaux. Car sous l’influence de ces différents facteurs une mutation considérée comme pathogène peut devenir neutre, et un polymorphisme considéré comme neutre peut devenir pathogène
Mitochondria, intracellular organelles of eukaryotic organisms, provide most of the necessary energy for cellular activity through oxidative phosphorylation, synthesizing ATP (energy source for the cell) by a coupling between the respiratory chain and the ATPsynthase. These energy metabolism reactions are carried out by enzymatic complexes constituted by sub-units coded by both nuclear and mitochondrial DNA. It has been shown that activity defects in these complexes could be responsible for a group of pathologies under the name of mitochondrial cytopathies.One of the fundamental issues of the study of the mechanisms that lead to mitochondrial cytopathies is the understanding of the influence that mitochondrial DNA has over mitochondrial metabolism. Indeed, mitochondria have their own DNA, and mutations in this DNA are classified according to their impact on mitochondrial metabolism: pathological mutations, which have negative consequences on mitochondrial metabolism, and polymorphisms, which are considered to be neutral.In order to study the influence of mtDNA on energy metabolism, I used two different models: cybrid cells carrying mtDNA mutations found in non-syndromic hearing loss patients, and cybrid cells carrying polymorphisms defining haplogroup J.The results gathered in these studies show that the difference between pathological mutations and polymorphisms is not as big as previously believed. Indeed, it depends on several factors, such as the nuclear and mitochondrial genetic backgrounds, as well as the environmental factors, because under the influence of these factors a mutation considered as pathological may become neutral, and a polymorphism considered neutral may become pathological

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

34

Addo, Mathew Glover. "Identification of new nuclear genes involved in the mitochondrial genome maintenance." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112065.

Full text

Abstract:

Sous le terme de maladies mitochondriales, on désigne des maladies multi-systémiques ou à expression tissu-spécifique dues à un déficit de la phosphorylation oxydative qui est assurée par le fonctionnement de 5 complexes protéiques enzymatiques (chaîne respiratoire) parmi lesquelles 13 sous-unités sont codées par le génome mitochondrial, les autres par le génome nucléaire. Ces pathologies recouvrent donc en pratique des maladies génétiques par mutation de l’ADN mitochondrial (ADNmt) mais aussi des maladies génétiques à hérédité mendélienne classique. Dans les cytopathies mitochondriales liées à des mutations de gènes nucléaires, il existe deux sortes de gènes (i) à effet direct correspondant à des gènes codant pour les sous-unités protéiques de la chaîne respiratoire ou leur assemblage, et (ii) à effet indirect correspondant à des gènes codant pour des protéines impliquées dans le maintien et la réplication de l'ADN mitochondrial. Des mutations dans cette dernière classe de gènes peuvent s'accompagner d'anomalies quantitatives ou qualitatives de l'ADNmt : déplétion de l'ADNmt (réduction majeure du nombre de molécules d'ADNmt) et délétions multiples.Après des dosages enzymatiques de l’activité des complexes respiratoires mitochondriaux chez les patients, le ou les types de complexes altérés sont connus. Un grand nombre de gènes mutés responsables de pathologies mitochondriales ont été identifiés, tous codant des constituants des différents complexes de la chaîne respiratoire. Ces dernières années, le groupe d’Agnès Rötig (Hôpital Necker, Paris) a identifié de nouveaux gènes grâce à une approche gènes candidats ou grâce à des tours de génome de familles consanguines de patients qui permettent de délimiter une région chromosomique portant la mutation à l’état homozygote. La validation de l’effet délétère de la mutation identifiée se fait en général en utilisant des organismes modèles d’étude comme les cellules humaines en culture ou bien la levure. Cependant, il reste un grand nombre de cas où la mutation n’a pas pu être identifiée, soit parce que le déficit de tel ou tel complexe ne met pas en jeu un des composants connus de ce complexe ou bien plusieurs complexes de la chaîne respiratoire sont déficitaires mettant en jeu, dans un grand nombre de cas, le maintien de l’ADN mitochondrial pour lequel peu de gènes sont connus.Au laboratoire d’Orsay, nous disposons de deux organismes modèles d’étude, la levure S. cerevisiae et le nématode C. elegans. La levure S. cerevisiae est l’organisme modèle de choix pour étudier les fonctions mitochondriales grâce à ses caractéristiques comme la respiration facultative, mais aussi et surtout par la puissance de sa génétique et le fait que les mitochondries peuvent être transformées. Cependant de par sa respiration facultative et sa division clonale, elle ne se prête pas facilement à des études sur la stabilité de l’ADNmt. En effet, S. cerevisiae perd très facilement son ADNmt après inactivation d’un grand nombre de gènes impliqués dans pratiquement toutes les voies de la biogenèse mitochondriale. Cette levure ne peut donc pas être utilisée de façon simple pour l’étude de la transmission de l’ADN mitochondrial. C’est pourquoi nous nous sommes alors intéressés à l’autre organisme modèle développé au laboratoire, le nématode C. elegans dont ses caractéristiques en font un excellent modèle complémentaire à la levure
Mitochondrial respiratory chain diseases of nuclear origin represent one of the major causes of metabolic disorders. These diseases are characterized by a huge clinical and genetic heterogeneity which is a major problem in identifying the disease causing gene. Although several gene mutations have already been found in some patients or families, the disease causing gene of the majority is yet to be determined. The overall structure and gene content of the mitochondrial genome and the proteins required for mtDNA transactions are largely conserved from yeast to human offering the opportunity to use animal models to understand the molecular basis of mitochondrial dysfunctions. To expand the number of human candidate genes of mitochondrial diseases involved in mtDNA maintenance, we have developed in this study, the nematode Caenorhabditis elegans as a model organism to identify new proteins involved in mtDNA maintenance by combining RNAi and ethidium bromide exposure. We have developed a large-scale screening method of genes required for mtDNA maintenance in the worm and initially indentified four new C. elegans genes (atad-3, dnj-10, polrmt, phi-37 and immt-1) involved in mtDNA stability. The human homologs of these genes (ATAD3, DNAJA3, POLRMT and ATP5A1) can be now considered as candidate genes for patients with quantitative mtDNA deficiencies. Using our screening design we have begun to screen all the C. elegans genes encoding mitochondrial proteins. Of the 721 estimated C. elegans mitochondrial genes homologous to human genes, we have tested 185 genes and found that 41 genes are required for the maintenance of the mitochondrial genome in post mitotic cells. These genes fall into three main functional categories of metabolism, protein synthesis and oxidative phosphorylation. Finally, in this study, we investigated the reversibility of mtDNA depletion with drugs to counteract POLG dificiency. Three molecules, Chlorhexidine, Resveratrol and Bezafibrate, have been tested to restore normal mtDNA content and worm life cycle. These experiments hold promise for future work using C. elegans as a pharmacological model for mitochondrial diseases.Altogether, the data generated in this work is a starting point for promising advances in the mitochondrial field, showing the relevance of the nematode as a model organism to study fundamental processes as well as human health research

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

35

André, Fanny. "Influence du métabolisme mitochondrial dans la survie et la mort des cellules tumorales : intérêt du ciblage mitochondrial pour le traitement des cancers." Thesis, Lille 2, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL2S001/document.

Full text

Abstract:

La mitochondrie occupe un rôle essentiel au sein des cellules cancéreuses. Etant la source principale de synthèse d’ATP mais est également le lieu de réactions anaboliques et cataboliques, la mitochondrie supporte le développement tumoral. De plus, la mitochondrie est également impliquée dans la réponse aux stress cellulaire en régulant notamment l’autophagie ou la mort des cellules cancéreuses.Dans ce contexte, nous avons démontré que la fonction mitochondriale peut altérer la réponse au stress réticulaire permettant la survie des cellules tumorales. En effet, la surexpression de la protéine GILZ (Glucocorticoid-Induced Leucine Zipper) atténue la mort cellulaire induite par le stress réticulaire. Ceci est permis grâce au maintien du réseau mitochondrial et à l’augmentation de la fonction mitochondriale. Dans cette étude, nous avons démontré que le maintien de la fonction mitochondriale est important pour l’effet protecteur de GILZ puisque l’utilisation de lignées cellulaires de mélanome dépourvues d’activité mitochondriale (lignées ρ0) et surexprimant GILZ sont sensibles à la mort induite par les inducteurs de stress réticulaire. Nos études ont également démontré que l’augmentation de la fonction mitochondriale induite par GILZ peut être utilisée pour resensibiliser les cellules cancéreuses à la mort notamment en utilisant des molécules prooxydantes comme l’elesclomol.Dans un autre contexte tumoral, nous avons également démontré qu’une sous population de cellules de mélanome BRAFV600E peuvent augmenter leur métabolisme mitochondrial dans le but de survivre à la mort cellulaire induite par les inhibiteurs de MAPK. La résistance aux MAPKi implique une augmentation significative de l’OxPHOS mitochondriale associée un remodelage du réseau mitochondrial autour du réticulum endoplasmique facilitant la recapture du calcium mitochondrial. Nos résultats ont permis de démontrer que la fonction mitochondriale est cruciale pour la survie des cellules cancéreuses. De part son rôle cellulaire multiple, il apparaît clairement que la mitochondrie constitue une cible thérapeutique de choix dans le traitement des cancers
Mitochondria occupies a key role in cancer cells. As the main source of ATP synthesis and the site of anabolic and catabolic reactions, mitochondria support tumor development. Besides, mitochondria are also involved in the response to cellular stress regulating autophagy or cancer cell death.In this context, we have demonstrated that mitochondrial function may alter the ER stress response thus promoting tumor cell survival. Indeed, overexpression of the Glucocorticoid-Induced Leucine Zipper protein (GILZ) protein attenuates endoplasmic reticulum stress mediated cell death. This is achieved by maintaining the mitochondrial network and the increase of mitochondrial function. In this study, we demonstrated that maintaining mitochondrial function is important for the protective effect of GILZ since using melanoma cell lines lacking mitochondrial activity (ρ0 cell lines) and overexpressing GILZ are susceptible to death induced by reticular stress inducers. Our studies have also shown that the increase of mitochondrial function induced by GILZ can be used to re-sensitize the cancer cells to death induced by prooxidant molecules as elesclomol.In another tumoral context, we have also demonstrated that a sub-population of BRAF mutated melanoma cells can increase mitochondrial metabolism to survive to ER stress-mediated cell death induced by several MAPK inhibitors. Resistance to MPAki involves a significant increase in mitochondrial OXPHOS associated with mitochondrial network remodeling around the ER, which facilitates mitochondrial calcium uptake. Our results have shown that mitochondrial function is crucial for the survival of cancer cells. Altogether our data indicate that given their multiple cellular roles, cancer cell mitochondria constitute attractive therapeutic targets

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

36

Algret, Romain. "Le complexe SEA : Structure et Fonction d’un Nouveau Régulateur de la Voie TORC1." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA11T006.

Full text

Abstract:

La voie TORC1 joue un rôle majeur dans le contrôle de la croissance cellulaire et de la réponse à divers stress. Le dérèglement de cette voie est constaté dans de nombreux cancers et autres maladies. Au cours de ma thèse, j’ai montré que le complexe SEA émerge comme un régulateur central des différentes activités de TORC1. Durant la carence azotée, les délétions des gènes du complexe SEA dans l’organisme modèle S.cerevisiae mènent à la délocalisation de la kinase Tor1 vers le cytoplasme, à des défauts d’autophagie et à la fragmentation de la vacuole. L’inactivation de TORC1 par le traitement avec la rapamycine ou pendant la carence azotée change le niveau d’expression des membres du complexe SEA. De plus, le complexe SEA interagit avec la mitochondrie, joue un rôle dans la réponse au stress oxydatif et peut servir de lien moléculaire entre les fonctions mitochondriales et la voie TORC1. Enfin, j’ai pu observer que le complexe SEA est impliqué dans les mécanismes de résistance à une drogue souvent utilisée en chimiothérapie, la doxorubicine. Je présente dans mes travaux la première carte d’interconnectivité des protéines composant le complexe SEA. Nos données suggèrent que le complexe SEA émerge comme une plateforme qui peut coordonner les activités structurales et enzymatiques nécessaires pour le fonctionnement efficace de la voie de signalisation TORC1
The TORC1 pathway plays a major role in controlling cell growth and response to various stresses. Deregulation of this pathway is found in many cancers and other diseases. In my thesis, I have shown that the SEA complex emerges as a central regulator of the various activities of TORC1. During the nitrogen deficiency, deletions of SEA complex genes in the model organism S.cerevisiae lead to the relocation of Tor1 kinase to the cytoplasm, to defects in autophagy and the fragmentation of the vacuole. Inactivation of TORC1 by treatment with rapamycin or nitrogen starvation changes the level of expression of SEA complex members. Moreover, the SEA complex interacts with mitochondrion, plays a role in oxidative stress response and can serve as a molecular link between mitochondrial functions and TORC1 pathway. Finally, I observed that the SEA complex is involved in the mechanisms of resistance to a drug often used in chemotherapy, the doxorubicin. I present in my work the first interconnectivity map protein of the SEA complex component. Our data suggest that the SEA complex emerges as a platform that can coordinate structural and enzymatic activities necessary for the efficient function of the TORC1 signalling pathway

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

37

Ibrahim, Noha. "Physiological mechanisms underlying DNA import into mitochondria and prospects for mitochondrial transfection." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2008. http://www.theses.fr/2008STR13051.

Full text

Abstract:

Les mitochondries assurent des fonctions vitales dans la production d’énergie, les processus d’oxydo-réduction et le métabolisme des cellules eucaryotes. Ces organites possèdent leur propre système génétique. Le vieillissement pourrait être lié à leur dysfonctionnement progressif et les mutations dans leur génome sont à l’origine de nombreuses maladies dégénératives actuellement incurables. Ces pathologies neuromusculaires, qui comprennent par exemple les syndromes MERRF ("myoclonus epilepsy with ragged-red fibers") et MELAS ("mitochondrial encephalomyopathy with lactic acidosis and stroke-like episodes"), peuvent être extrêmement invalidantes et laissent pour l’instant les cliniciens démunis. Chez les plantes, les mutations non létales de l’ADN mitochondrial (ADNmt) se traduisent principalement par la stérilité mâle cytoplasmique, qui est très utilisée en agronomie. La biogenèse des mitochondries nécessite l’import de mille à deux mille protéines codées par le génome nucléaire mais le système génétique mitochondrial doit fournir un certain nombre de polypeptides qui sont essentiels pour la survie de la cellule car ce sont des composants de la chaîne respiratoire. Le maintien, l’intégrité et l’expression efficace du génome mitochondrial sont donc fondamentaux pour les organismes eucaryotes. La compréhension du système génétique mitochondrial est cependant très parcellaire et ses dysfonctionnements pathologiques dus à des mutations dans l'ADNmt ne peuvent pas être complémentés. Ceci est dû dans une large mesure à l’impossibilité de transformer génétiquement les mitochondries des plantes et des mammifères par des méthodes conventionnelles de type biolistique. Il est donc primordial de développer de nouvelles approches permettant de modifier l’information et l’expression génétique dans les mitochondries. Seules les mitochondries de la levure Saccharomyces cerevisiae et de la microalgue Chlamydomonas reinhardtii peuvent être transformées à l’heure actuelle in vivo1,2. L’électroporation a permis d’introduire puis de transcrire de l’ADN dans des mitochondries isolées de trypanosomatides (Leishmania tarentolae et Trypanosoma brucei)3 et de blé (Triticum aestivum)4. L’incorporation d'ADN par électroporation a également été décrite pour les mitochondries de souris (Mus musculus)5. La transcription de l'ADN ainsi incorporé a été revendiquée6 mais reste controversée. L’utilisation de chimères entre l’ADN et un peptide d’adressage mitochondrial est à l’étude7. La transfection de mitochondries de souris isolées par conjugaison avec des bactéries a également été décrite8. Aucune de ces techniques artificielles n’a donné lieu au développement d’une stratégie de transformation des mitochondries dans les cellules animales ou végétales. Dans ce contexte, notre laboratoire a montré, en collaboration avec l’équipe de Yuri Konstantinov (Institut de Physiologie et de Biochimie des Plantes de Sibérie, Irkoutsk, Russie), que les mitochondries végétales isolées ont la capacité d'importer de façon active de l'ADN double brin et que l'ADN ainsi incorporé peut être transcrit dans les organelles9. L’import est indépendant de la séquence et l’ADN incorporé est stable dans les mitochondries. Le processus a depuis été établi avec des mitochondries isolées de différentes espèces végétales. Ces résultats ont mis en évidence un nouveau mécanisme de transport mitochondrial qui a les caractéristiques d’un phénomène physiologique. Une approche similaire a démontré l’import d’ADN dans les mitochondries isolées de la levure S. Cerevisiae. Dans ce contexte, notre laboratoire a montré, en collaboration avec l’équipe de Yuri Konstantinov (Institut de Physiologie et de Biochimie des Plantes de Sibérie, Irkoutsk, Russie), que les mitochondries végétales isolées ont la capacité d'importer de façon active de l'ADN double brin et que l'ADN ainsi incorporé peut être transcrit dans les organelles9. L’import est indépendant de la séquence et l’ADN incorporé est stable dans les mitochondries. Le processus a depuis été établi avec des mitochondries isolées de différentes espèces végétales. Ces résultats ont mis en évidence un nouveau mécanisme de transport mitochondrial qui a les caractéristiques d’un phénomène physiologique. Une approche similaire a démontré l’import d’ADN dans les mitochondries isolées de la levure S. Cerevisiae
There are considerable gaps in the understanding of the mitochondrial genetic systems and dysfunctions related to mutations in the mitochondrial DNA cannot be complemented. This is mainly due to the fact that conventional transformation of mitochondria has been unsuccessful for plants and mammals and is currently possible only for the yeast Saccharomyces cerevisiae and the green alga Chlamydomonas reinhardtii. No gene therapy strategy has thus been developed for genetic diseases due to mitochondrial DNA mutations. However, in collaboration with the groups of Y. Konstantinov (Irkutsk, Russia) and R. N. Lightowlers (Newcastle, UK), our laboratory has shown that isolated plant [1], mammalian [2] and yeast mitochondria have a natural potential to incorporate, repair and express foreign DNA. To understand, optimize and potentially use this process for mitochondrial transfection in vivo, I studied the import mechanism through biochemical, physiological and proteomic approaches. Some genetic analyses using yeast mutants were run in parallel in our laboratory. The voltage-dependent anion channel (VDAC) was identified as the putative translocator through the outer membrane. In the case of plant mitochondria, DNA import seems to follow nucleotide transport pathways to cross the inner membrane and to be concomitant with phosphate uptake and proton exchange. Nucleotide carriers also seem to play a role in DNA translocation into yeast organelles. Effectors and inhibitors have a limited effect on DNA transport into mammalian mitochondria, so that it is still difficult to figure out how the DNA crosses the inner membrane in this case. To directly identify the import complex, we designed DNA substrates with a bulky end which get stuck in the membranes during translocation. Using this system, we proved that mitochondrial protein import is not influenced when the DNA import channel is blocked, indicating that the two pathways do not overlap. On the contrary, it seems that DNA import might have some step(s) in common with another natural mitochondrial transport process: the import of cytosolic transfer RNAs (tRNAs) which compensates for the lack of a number of tRNA genes in plant organelle genomes [3]. To further characterise DNA translocation through the outer membrane and look for putative "receptors", we have analysed cyanine labeling of intact plant mitochondria in DNA import conditions. Proteins masked by the DNA were subsequently identified by mass spectrometry. However, cyanines turned out to be able to cross the outer membrane and label proteins accessible in the intermembrane space. Differential labeling nevertheless highlighted again the VDAC isoforms and two potential "receptor" candidates: the precursor of the ATP synthase beta subunit, which is present on the outer membrane, and a complex I subunit of unknown function. Mitochondrial transformation will need the maintenance of the imported DNA in the organelles. We showed that uracil-containing DNA imported into plant mitochondria can be specifically repaired in organello through a base excision repair mechanism. The first step in such a pathway is carried out by a DNA glycosylase. Through in vivo and in vitro assays, we demonstrated that uracil DNA glycosylase and 8-oxo guanine DNA glycosylase are indeed targeted to mitochondria in plants. A "rolling circle" replication pathway is likely to exist in plant mitochondria and might enable to maintain a properly designed DNA sequence upon import. However, this will require circular DNA, whereas only linear DNA is a substrate for import. We have thus analysed the in organello circularization of a linear DNA imported into plant mitochondria. Concerning the in vivo relevance of the DNA import process, we have hypothesized that it might be the basis for paternal transmission of an 11. 6 kb mitochondrial plasmid in Brassica napus [4]. We showed that this plasmid is indeed efficiently imported into isolated Brassica mitochondria. The import efficiency is due to the inverted repeats present at the ends of the plasmid and these sequences will be included in custom substrates for in vivo assays. To progress towards mitochondrial transformation in vivo, we started a new approach using DQAsomes as potential intracellular vehicles [5]. These vesicles have the property of binding DNA. They can cross the plasma membrane of mammalian cells and subsequently show a mitochondrial tropism. When contacting mitochondria, they release their DNA cargo [5], which we expect then to be imported into the organellles through the mechanism that we have studied in vitro. So far, my experiments show that DNA presented to isolated plant mitochondria by DQAsomes is imported. In vivo mitochondrial transfection assays will now be developed on this basis in plant and human cells using reporter constructs

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

38

Cailloce, Justine. "Identification des facteurs de reconnaissance des mitochondries spermatiques dans l’embryon de C. elegans, garants de l’hérédité mitochondriale uni-parentale maternelle." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2023SORUS497.pdf.

Full text

Abstract:

Les mitochondries sont des composants cellulaires essentiels, retrouvés dans le cytoplasme de la grande majorité des cellules des organismes eucaryotes. Elles interviennent dans plusieurs mécanismes garants du bon fonctionnement cellulaire comme l’apoptose ou le stockage du calcium. La principale fonction mitochondriale est portée par la membrane mitochondriale interne où sont situés des complexes protéiques permettant la production d’adénosine triphosphate ou ATP, source d’énergie pour nos cellules. Dans le règne animal les mitochondries sont les seuls autres organites, en plus du noyau, à posséder un génome, l’ADN mitochondrial ou ADNmt. Les 37 gènes portés par ce génome mitochondrial ne représentent qu’une faible part des gènes d’une cellule mais ils sont néanmoins vitaux. En effet, toutes les protéines codées par le génome mitochondrial sont indispensables à la production d’ATP. Les mitochondries sont donc au centre du fonctionnement cellulaire et l’on constate que des perturbations dans leur composition et leurs fonctions, générées par diverses mutations, sont délétères et à l’origine de nombreuses pathologies aux symptômes très variés. Lors de ma thèse je me suis intéressée à un aspect atypique de ces organites, leur mode d’hérédité. Si l’ADN nucléaire est hérité pour moitié de chaque parent, l’ADN mitochondrial est quant à lui, malgré quelques exceptions, hérité uniquement de la mère. On parle ainsi de transmission mitochondriale uni-parentale maternelle. Cet évènement de la reproduction sexuée est très conservé au cours de l’évolution, suggérant son intérêt majeur pour les différentes espèces animales et végétales. Cette hérédité uniparentale maternelle résulte d’une dégradation active des mitochondries paternelles qui pénètrent dans le cytoplasme de l’ovocyte lors de la fécondation. Cependant, les raisons de ce mode d’hérédité et les mécanismes le régulant ne sont pas complètement compris. Pour mes recherches, j’ai utilisé l’organisme modèle C. elegans qui présente également une hérédité mitochondriale uni-parentale maternelle. Profitant des avantages expérimentaux de ce nématode, mon objectif était particulièrement d’identifier des marques portées par les mitochondries spermatiques à l’origine de leur reconnaissance dans l’ovocyte. Dans un premier temps, par imagerie et par une approche gènes candidats, j’ai évalué le rôle des marques de poly-ubiquitylation dans le ciblage spécifique des mitochondries spermatiques dans l’embryon. L’absence de rôle évident de la poly-ubiquitylation m’a emmené à développer une approche globale et non biaisée de protéomique afin d’identifier des facteurs de reconnaissance de ces mitochondries. Cette méthode de marquage indirect de proximité par biotinylation m’a permis d’identifier l'interactome de LGG-1, une protéine majeure contrôlant les processus d’autophagie et impliquée dans la dégradation des mitochondries spermatiques dans l'embryon précoce de C. elegans. J’ai ainsi établi une liste de protéines candidates pouvant agir comme signal de dégradation de ces mitochondries. De manière plus générale, j’ai établi l’interactome d’une protéine majeure de l’autophagie dans l’embryon précoce de C. elegans. Enfin, j’ai participé au travail commun de l’équipe visant à établir un modèle d’hérédité biparentale. Dans ce but nous combinons les mutants connus comme impliquées dans la dégradation des mitochondries spermatiques et dans les processus de mitophagie somatique. L’établissement d’un tel génotype met en évidence la complexité des mécanismes impliqués dans l’hérédité uniparentale dont une partie reste à élucider
Mitochondria are essential cellular components, found in the cytoplasm of the vast majority of cells in eukaryotic organisms. They are involved in a number of mechanisms that ensure proper cell function, such as apoptosis and calcium storage. The main mitochondrial function is carried out by the inner mitochondrial membrane, where protein complexes are located, enabling the production of adenosine triphosphate or ATP, the energy source for our cells. In the animal kingdom, mitochondria are the only organelles other than the nucleus to possess a genome, the mitochondrial DNA or mtDNA. The 37 genes carried by this mitochondrial genome represent only a small proportion of a cell's genes, but they are vital nevertheless. Indeed, all the proteins encoded by the mitochondrial genome are required for energy production. Therefore, disturbances in mitochondria composition and function, caused by various mutations, have been shown to be deleterious and the source of many pathologies with a wide range of symptoms.During my thesis, I focused on an atypical aspect of these organelles: their mode of inheritance. Indeed, while nuclear DNA is inherited in equal parts from each parent, the mitochondrial DNA is inherited exclusively from the mother. This particular mode of inheritance is known as maternal uni-parental mitochondrial transmission. This event of sexual reproduction is highly conserved throughout evolution, suggesting its major interest for different animal and plant species, even though some exceptions exist. This maternal uniparental inheritance results from the active degradation by an autophagy dependent mechanism, of paternal mitochondria, which enter the oocyte cytoplasm during fertilization. However, the reasons for this mode of inheritance and the mechanisms regulating it are not fully understood. For my research, I used the model organism C. elegans, which also exhibits maternal uni-parental mitochondrial inheritance. Taking advantage of the experimental advantages of this model system, my particular aim was to identify the markers carried by sperm mitochondria which trigger their recognition in the oocyte. As a first step, using imaging and a candidate gene approach, I assessed the role of poly-ubiquitylation marks in the targeting of sperm mitochondria in the embryo. The lack of a clear role for poly-ubiquitylation led me to develop a comprehensive and unbiased proteomic approach to identify mitochondrial recognition factors. This method of indirect proximity labeling by biotinylation enabled me to identify in the early C. elegans embryo, the interactome of a major protein controlling the autophagy machinery. From this interactome, I then drew up a list of candidate proteins that could act as degradation signals for the degradation of sperm mitochondria in the early embryo of C. elegans. Finally, I took part in the team's common work to establish a model of biparental heredity. To this end, we are combining all existing mutants known to act in the sperm mitochondria degradation, as well as in somatic mitophagy processes. Establishing such a genotype highlights the complexity of the mechanisms involved in uniparental inheritance, some of which remain to be elucidated

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

39

Goron, Arthur. "Propriétés nutritionnelles de la citrulline : un nouvel acteur dans la régulation du métabolisme protéino-énergétique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAV016/document.

Full text

Abstract:

Outre son rôle dans le métabolisme du cycle de l’urée, la citrulline possède de nombreuses propriétés notamment celle de stimuler la synthèse protéique musculaire. Or, la synthèse protéique est un poste de dépense énergétique important de la cellule. Nos travaux ont ainsi exploré, à la fois in vivo et in vitro, les effets de la citrulline sur le métabolisme énergétique afin de comprendre comment l’activation de la synthèse protéique musculaire par cet acide aminé est coordonnée avec le métabolisme énergétique. Nos résultats ont permis de mettre en évidence que la citrulline module bien le métabolisme énergétique, notamment via une réorientation des flux énergétiques au profit de la synthèse protéique. De plus, nos travaux ont précisé les effets de la citrulline sur le métabolisme protéique avec notamment un effet synergique de la citrulline et de l’exercice sur la synthèse protéique et sur la performance. Enfin, ces travaux ont permis d’explorer pour la première fois in vitro les effets de la citrulline (et de la leucine) sur le sécrétome musculaire. Nous avons ainsi démontré que la citrulline module le sécrétome musculaire et mis en évidence la complexité de régulation des protéines sécrétées par les acides aminés. En conclusion, nos travaux sont une contribution à la meilleure compréhension de la régulation musculaire du métabolisme protéino-énergétique par la citrulline
Besides his role in the metabolism of the urea cycle, citrulline has many properties including the ability to stimulate muscle protein synthesis. However, protein synthesis is an important item of cell energy expenditure. Our work has explored both the in vivo and in vitro effects of citrulline on energy metabolism in order to understand how the activation of muscle protein synthesis by this amino acid is coordinated with energy metabolism. Our results have shown that citrulline modulates energy metabolism via a reorientation of energy flux in favor of protein synthesis. Moreover, our work has clarified citrulline effects on protein metabolism with a synergistic effect of citrulline and exercise on protein synthesis and performance. Finally, this work allowed to explore for the first time citrulline (and leucine) effects on muscle secretome. We have thus demonstrated that citrulline modulates muscle secretome and highlighted how complex is the regulation of secreted proteins by amino acids. In conclusion, our work contributes to a better understanding on muscle regulation of protein-energy metabolism by citrulline

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

40

Schubert, Susanne, Sandra Heller, Birgit Löffler, Ingo Schäfer, Martina Seibel, Gaetano Villani, and Peter Seibel. "Generation of rho zero cells." Universitätsbibliothek Leipzig, 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-167888.

Full text

Abstract:

Human mitochondrial DNA (mtDNA) is located in discrete DNA-protein complexes, so called nucleoids. These structures can be easily visualized in living cells by utilizing the fluorescent stain PicoGreen®. In contrary, cells devoid of endogenous mitochondrial genomes (ρ0 cells) display no mitochondrial staining in the cytoplasm. A modified restriction enzyme can be targeted to mitochondria to cleave the mtDNA molecules in more than two fragments, thereby activating endogenous nucleases. By applying this novel enzymatic approach to generate mtDNA-depleted cells the destruction of mitochondrial nucleoids in cultured cells could be detected in a time course. It is clear from these experiments that mtDNA-depleted cells can be seen as early as 48 h post-transfection using the depletion system. To prove that mtDNA is degraded during this process, mtDNA of transfected cells was quantified by real-time PCR. A significant decline could be observed 24 h post-transfection. Combination of both results showed that mtDNA of transfected cells is completely degraded and, therefore, ρ0 cells were generated within 48 h. Thus, the application of a mitochondrially-targeted restriction endonuclease proves to be a first and fast, but essential step towards a therapy for mtDNA disorders.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

41

Faccenda, Danilo. "The role of the ATPase inhibitory factor 1 (IF1) in the regulation of apoptotic cell death." Thesis, Royal Veterinary College (University of London), 2016. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.701678.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

42

Kollberg, Gittan. "Crisis in energy metabolism : mitochondrial defects and a new disease entity /." Göteborg : Department of Pathology, Institute of Biomedicine, The Sahlgrenska Academy at Göteborg University, 2007. http://hdl.handle.net/2077/779.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

43

Lu, Ming. "Cardiac Energetics in the Isolated Heart by NMR Spectroscopy and Mathematical Modeling." Case Western Reserve University School of Graduate Studies / OhioLINK, 2010. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=case1270221813.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

44

Wertzler, Kelsey Janel. "High mobility group A1 and mitochondrial transcription factor A compete for binding to mitochondrial DNA." Pullman, Wash. : Washington State University, 2009. http://www.dissertations.wsu.edu/Thesis/Summer2009/k_wertzler_051409.pdf.

Full text

Abstract:

Thesis (M.S. in biochemistry)--Washington State University, August 2009.
Title from PDF title page (viewed on July 21, 2009). "School of Molecular Biosciences." Includes bibliographical references.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

45

Baratli, Yosra. "Etude de la toxicité des nanoparticules d'oxyde de fer (Fe3O4) chez le rat : analyses mitochondriales et du stress oxydant." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAJ023/document.

Full text

Abstract:

L’objectif de notre travail consiste à caractériser des nanoparticules d’oxyde de fer (Fe3O4) et étudier leur toxicité aiguë chez le rat Wistar. Nos résultats ont montré que l’administration orale aiguë des Fe3O4, entraîne une altération dose- et temps-dépendante des paramètres du stress oxydant ainsi qu’une atteinte hépatique. En ce qui concerne l’étude in vitro sur des mitochondries isolées, nos résultats ont montré que ces nanoparticules n’altèrent ni les différents complexes de la chaîne respiratoire mitochondriale ni le couplage mitochondrial, et ceci dans aucun des organes étudiés (cerveau, cœur, poumon, foie et reins) et quelle que soit la concentration utilisée (100, 200, 300 et 500 μg/ml), alors que les mitochondries hépatiques isolées des rats âgés (18 mois), une altération est observée au niveau de tous les complexes de la chaîne respiratoire mitochondriale hépatique ainsi que pour le couplage mitochondrial quelle que soit la concentration utilisée (250, 300 et 350 μg/ml) alors que pour les rats jeunes (3mois) on n’observe aucune altération
The objective of our work is to characterize iron oxide nanoparticles (Fe3O4) and study their acute toxicity in Wistar rats. Our results showed that acute oral administration of Fe3O4, results in a dose and time-dependent alteration of oxidative stress parameters as well as liver damage. Regarding the in vitro study on isolated mitochondria, our results showed that these nanoparticles do not adversely affect the various complexes of the mitochondrial respiratory chain or mitochondrial coupling in any of the organs studied (brain, heart, lung, liverand kidneys) and regardless of the concentration used (100, 200, 300 and 500 μg/ml) while the isolated liver mitochondria from aged rats (18 months), an alteration is observed at all the complexes of the liver mitochondrial respiratory chain as well as the mitochondrial coupling regardless of the concentration used (250, 300 and 350 μg/ml), whereas for the young rats (3 months) no change is observed

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

46

Villedieu, Camille. "Rôle de la SIRT3 et de la déacétylation des protéines mitochondriales dans la cardioprotection : effet du vieillissement." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1017/document.

Full text

Abstract:

L'infarctus du myocarde est une des première cause de mortalité mondiale et l'amélioration de la prise en charge et des techniques de reperfusion ont permis une amélioration de la survie des patients. Les méthodes de cardioprotection se sont développées afin de limiter la taille d'infarctus après l'épisode d'ischémie reperfusion dans le but de limiter les effets délétères de l'infarctus du myocarde, tels que le remodelage ventriculaire et l'insuffisance cardiaque.Dans notre étude, nous nous sommes particulièrement focalisés sur le rôle majeur de la mitochondrie dans les phénomènes de mort cellulaire associés à l'ischémie reperfusion. Au sein de la mitochondrie, notre cible principale était la sirtuine 3 (SIRT3), dont les modifications post-traductionnelles associées ont été montrées comme ayant un rôle potentiel dans la modulation de la mort cellulaire liée à l'ischémie reperfusion. Ainsi, dans la première partie de notre travail, nous avons pu mettre en évidence (1) la nécessité de la SIRT3 dans les mécanismes de cardioprotection chez les souris jeunes et (2) l'importance de la déacétylation par la SIRT3 de la cyclophiline D (CypD) dans la réussite de la cardioprotection.Récemment, de nombreuses études précliniques ont mis en avant de nouvelles techniques de cardioprotection efficace chez différents modèles animaux, qui n'ont pourtant pas fait leur preuve lors de la transposition en étude clinique. Dans une seconde partie de notre travail, nous nous sommes attachés à comprendre une des raisons de ces différents échec cliniques, en nous appuyant sur le simple constat que les études précliniques sont réalisées sur des animaux jeunes, alors que l'infarctus du myocarde est une pathologie des personnes sénescentes. Nous avons ainsi étudié l'impact du vieillissement sur différentes méthodes de cardioprotection utilisées au laboratoire, et avons mis en évidence (3) des modifications mitochondriales impactant la déacétylation de la CypD en réponse aux techniques de cardioprotection chez les souris âgées. Cette étude nous a permis de soulever un problème majeur des études précliniques, à savoir l'âge des modèles animaux utilisés par rapport à la pathologie étudiée.Ce travail a donc permis de déterminer le rôle crucial de la déacétylation de la CypD et de la SIRT3 dans la cardioprotection, mais aussi de soulever la question de l'âge des modèles animaux avant de possibles transferts des avancées thérapeutiques en clinique humaine
Myocardial infarction is one of the leading causes of global mortality and improved management and reperfusion techniques have improved patient survival. Cardioprotection methods have been developed to limit the infarct size after ischemia reperfusion episode in order to limit the deleterious effects of myocardial infarction, such as ventricular remodeling and heart failure.In our study, we focused particularly on the major role of mitochondria in cell death phenomena associated with ischemia reperfusion. Within the mitochondria, our main target was sirtuin 3 (SIRT3), whose associated post-translational modifications have been shown to have a potential role in modulating ischemia-related reperfusion cell death. Thus, in the first part of our work, we were able to highlight (1) the need for SIRT3 in cardioprotection mechanisms in young mice and (2) the importance of SIRT3 deacetylation of cyclophilin D (CypD) in the success of cardioprotection.Recently, numerous preclinical studies have highlighted new techniques of effective cardioprotection in different animal models, which have not yet proved their worth after transposition in clinical study. In a second part of our work, we have endeavored to understand one of the reasons for these different clinical failures, based on the simple observation that preclinical studies are carried out on young animals, while myocardial infarction is a pathology of senescent people. We studied the impact of aging on various cardioprotection methods used in the laboratory, and demonstrated (3) mitochondrial changes impacting the deacetylation of CypD in response to cardioprotection techniques in aged mice. This study allowed us to raise a major problem of preclinical studies, namely the age of animal models used in relation to the pathology studied.This work has thus made it possible to determine the crucial role of deacetylation of CypD and SIRT3 in cardioprotection, but also to raise the question of the age of animal models before possible transfer of therapeutic advances in human clinical practice

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

47

Paradis, Stephanie. "Effet cardioprotecteur des ligands de la protéine translocatrice mitochondriale (TSPO) au cours de l'ischémie-reperfusion myocardique expérimentale : rôle du cholestérol." Thesis, Paris Est, 2012. http://www.theses.fr/2012PEST0071.

Full text

Abstract:

Dans ce travail, nous avons montré qu'un nouveau ligand du TSPO, le TRO40303, possède des propriétés cardioprotectrices, confirmant que le TSPO joue un rôle important dans les effets délétères engendrés par l'ischémie-reperfusion myocardique. Des effets similaires ont déjà été observés avec d'autres ligands du TSPO, notamment le 4'-chlorodiazépam, mais le mécanisme d'action par lequel ces molécules exercent leur effet cardioprotecteur reste pour une large part encore mal connu. Nous avons montré chez le rat que la reperfusion d'un myocarde ischémié s'accompagne d'une augmentation du cholestérol mitochondrial, de la formation d'oxystérols et d'un stress oxydant majeur. Le 4'-chlorodiazépam inhibe ces effets et améliore les fonctions mitochondriales post-ischémiques, révélant que le TSPO est responsable du transport du cholestérol dans la mitochondrie cardiaque et que ce dernier, sous des formes oxydées ou non, pourrait participer aux effets délétères de la reperfusion. La limitation de l'entrée du cholestérol dans la mitochondrie lors de la reperfusion d'un myocarde ischémié est un mécanisme original qui pourrait donc contribuer à l'effet cardioprotecteur des ligands du TSPO. Enfin, nous avons montré que chez des rats génétiquement modifiés et associant hypercholestérolémie, obésité et diabète de type II, le cholestérol mitochondrial est d'une part très élevé, avec ou sans ischémie-reperfusion myocardique et d'autre part que le 4'-chlorodiazépam n'a pas d'effet sur le cholestérol mitochondrial après ischémie-reperfusion. Ces résultats suggèrent que les mécanismes d'action des ligands du TSPO sont probablement différents et que les traitements doivent être adaptés en présence de facteurs de co-morbidité
In the present work we showed that a new TSPO ligand, TRO40303, has cardioprotective properties confirming that TSPO plays a key role in the deleterious effects of myocardial ischemia-reperfusion. Similar effects have been observed with other TSPO ligands, such as 4'-chlorodiazepam, but the mechanism of action of these molecules is not known. We showed that ischemia-reperfusion in rats increased mitochondrial concentration of cholesterol, oxysterol formation and oxidative stress. 4'-Chlorodiazepam inhibited these effects and improved post-ischemic mitochondrial functions, revealing that TSPO is responsible for cholesterol transport in cardiac mitochondria and that cholesterol, in oxidized or non-oxidized forms, could participate in the deleterious effects of reperfusion. The limitation of the increase in cholesterol in mitochondria during ischemia-reperfusion is an original mechanism which could contribute to the cardioprotective effect of TSPO ligands. We then showed, in genetically modified rats with hypercholesterolemia, obesity and type II diabetes, that the concentration of mitochondrial cholesterol is very high with or without ischemia-reperfusion. We further demonstrated that 4'-chlorodiazepam has no effect on mitochondrial cholesterol after ischemia-reperfusion. These results suggest that the mechanisms of action of TSPO ligands probably differ in these conditions and that treatment must be adapted in accordance with the presence of factors of co-morbidity

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

48

Monge, Claire. "Bioénergétique systémique moléculaire dans les cellules nerveuses et musculaires : compartimentation et hétérogénéité de la diffusion de l'ATP, Interactosome Mitochondrial." Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10312.

Full text

Abstract:

La bioénergétique moléculaire des systèmes est une nouvelle direction de recherche scientifique qui s'inscrit dans la Biologie des Systèmes. Elle étudie et décrit le métabolisme énergétique intégré cellulaire non seulement comme un réseau de réactions mais aussi décrit ses aspects spatiaux (organisation) et temporels (dynamique). La bioénergétique moléculaire des systèmes considère l'organisation spatiale intracellulaire comme un processus dynamique dont la topologie elle-même renferme des informations. Ce projet tend à mettre l'accent sur une approche expérimentale décrivant les réseaux de phospho-transferts intracellulaire. Le principal objectif de ce travail fut la description comparative de l'hétérogénéité de la compartimentation des nucléotides adényliques et la complexité structurale et fonctionnelle des communications entre la mitochondrie et d'autres structures ou processus intracellulaire (cytosquelette, glycolyse) dans les cellules nerveuses (synaptosomes) et cardiaques (cardiomyocytes adultes et lignée cancéreuse de cellules HL-1). Les résultats de ce projet ont démontré 1/ la régulation de la perméabilité de la membrane externe mitochondriale par le facteur X (association de la tubuline hétérodimérique avec la porine voltage dependent anion channel), 2/ le couplage fonctionnel entre la créatine kinase mitochondriale et l'adénine nucléotide translocase, 3/ les mécanismes de régulation de la respiration mitochondriale in vivo qui ont permis d'établir un schéma de l'Interactosome Mitochondrial, 4/ les variations de régulation métabolique associées au cancer et 5/ l'hétérogénéité de la diffusion des nucléotides adényliques et leur micro- voire nano-compartimentation après activation des créatines kinases (par spectroscopie à corrélation de fluorescence)
Molecular Systems Bioenergetics is a new direction of scientific research, an important part of System Biology. It studies and describes not only the integrated energy metabolism of cells as reaction networks but also its spatial (organization) and temporal (dynamics) aspects. Molecular System Bioenergetics considers intracellular spatial organization as a dynamic, whose topology also carries information. This project aspired to emphasize an experimental approach to deal with the cellular phosphotransfer networks. The main objective of this work was the comparative description of heterogeneous compartmentation of adenine nucleotides and the complex intracellular structural and functional communications of mitochondria with other cellular structures or processes (cytoskeleton, glycolysis) in brain (synaptosomes) and cardiac cells (cardiomyocytes and cancerous HL-1 cells). Our results highlight 1/ the regulation of mitochondrial outer membrane permeability by the factor X (heterodimeric tubulin by association with the voltage dependent anion channel), 2/ the functional coupling between mitochondrial creatine kinase and adenine nucleotide translocase 3/ the mechanisms of respiration regulation in vivo and allowed the establishment of the Mitochondrial Interactosome theory, 4/ the changes in metabolism regulation in cancer cells and 5/ the heterogeneity of diffusion of adenine nucleotides and their micro- even nano-compartmentation after activation of creatine kinases (by Fluorescence Correlation Spectroscopy)

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

49

De, Vecchis Dario. "Gaining insights into mitochondrial membrane fusion through a structural and dynamic atomistic model of the mitofusin Fzo1p." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2017. http://www.theses.fr/2017USPCC001.

Full text

Abstract:

Les mitochondries sont des organites dynamiques dont la morphologie dépend de l’équilibre fusion/fission de leurs membranes. Ce processus essentiel à la survie cellulaire est nommé dynamique mitochondriale et sa dérégulation est associée à des troubles neurologiques. Cependant les mécanismes précis régissant la dynamique mitochondriale ne sont pas élucidés. Cette thèse porte sur la protéine Fzo1p, une grande GTPase de la superfamille des Dynamin-related-Protein. C’est un élément clé impliqué dans la fusion mitochondriale de la membrane externe de la levure. Sa structure et sa dynamique ont été étudiées par modélisation et simulations de dynamiques moléculaires tout-atome dans une bicouche lipidique solvatée. Le modèle structural obtenu tient compte de données expérimentales, de template structuraux, et de modèles ab initio du domaine transmembranaire de Fzo1p. Ce modèle a été validé expérimentalement par mutagenèse dirigée. Des permutations de charges ont confirmé des ponts salins à longue distance prédits dans le modèle. En outre, des mutations ont montré que les domaines coiled-coil de Fzo1p, contrairement à sa partie N-terminale, sont indispensables à sa fonction. L’ensemble des résultats expérimentaux et in silico met en évidence l’implication des domaines charnières dans le changement conformationnel de Fzo1p, ainsi que des résidus critiques affectant sa stabilité. Les précisions atomiques obtenues sur l’interaction de Fzo1p avec le GDP permet de formuler des hypothèses sur le mécanisme moléculaire de la catalyse du GTP pour la fusion membranaire; voire à la compréhension de la dynamique mitochondriale
Mitochondria are dynamic organelles whose morphology is determined by fusion and fission of their membranes. This essential process is known as mitochondrial dynamics. Defects in mitochondrial dynamics are associated with neurological disorders making the investigation of physiological relevance. However, the precise sequence of events that lead mitochondrial dynamics are still not well characterised. Fzo1p, a large GTPase of the Dynamin-Related Proteins superfamily, is a key component in mitochondrial outer membrane fusion in yeast. During this PhD project I built a model of the protein Fzo1p. The structure and dynamics of the model was investigated through molecular modelling and all-atom molecular dynamics simulation in a fully hydrated lipid bilayer environment. The Fzo1p structural model integrates information from several template structures, experimental knowledge, as well as ab initio models of the transmembrane segments. The model is validated experimentally through directed mutagenesis, for instance charge-swap mutations confirm predicted long-distance salt bridges. A series of mutants indicate that coiled-coil domains are required for protein function at variance with its N-terminal region. Overall, the experimental and in silico approaches pinpoint the hinge domains involved in the putative conformational change and identifies critical residues affecting protein stability. Finally, key Fzo1p-GDP interactions provide insights about the molecular mechanism of membrane fusion catalysis. The model provides insight on atomic level and proposes a structure that will be instructional to understanding mitochondrial membrane fusion

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

50

Teixeira, Geoffrey. "Régulation du pore de transition de perméabilité mitochondriale dans la cardioprotection : interactions entre la cyclophiline D, le complexe I et le calcium." Thesis, Lyon 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LYO10238.

Full text

Abstract:

L’I/R et la cardioprotection par PreC et PostC impactent la fonction mitochondriale et plus précisément le mPTP. Le mPTP est non seulement modulé par des protéines qui participent à sa formation comme la CypD mais aussi par l’environnement cellulaire. Le but de ma thèse a été d’étudier la régulation du mPTP par la CypD, le complexe I et le Ca2+ durant l’I/R et la cardioprotection. Nos conclusions sont : 1. Le complexe I de la chaîne respiratoire mitochondriale régule l’ouverture du mPTP et cela de façon CypD-dépendante. 2. Le PostC est un inhibiteur du complexe I, l’Iso, est le seul PostC efficace chez le rat in vivo. 3. L’inhibition pharmacologique ou génétique de la CypD cardioprotège en modulant l’ouverture du mPTP et l’homéostasie calcique. 4. La CypD a un nouveau rôle dans la cardioprotection, indépendamment de son action sur le mPTP. En effet, elle module le transfert calcique au niveau des MAM et plus précisément le transfert de Ca2+ entre les RS et la mitochondrie. Son inhibition prévient la surcharge calcique mitochondriale intervenant lors de l’I/R. L’ensemble de ces résultats nous permet de conclure que le mPTP est régulé par de nombreux facteurs interconnectés. Le Ca2+ est l’effecteur principal de l’ouverture du mPTP. La CypD a une action Ca2+ dépendante et module l’homéostasie calcique au niveau des MAM. Le complexe I régule l’ouverture du mPTP de façon CypD dépendante. Enfin les fonctions mitochondriales cardioprotecteurs mPTP-dépendants englobe la CypD, le Ca2+, le complexe I et les fonctions mitochondriales. Cette vision plus large et intégrée de la régulation du mPTP pourra donner des pistes plus efficaces dans le développement de traitements pharmacologiques cardioprotecteurs
Reperfusion of the heart after an ischemic event leads to the opening of a nonspecific pore in the inner mitochondrial membrane, the mitochondrial permeability transition pore (mPTP). Inhibition of mPTP opening is an effective strategy to prevent cardiomyocyte death. For example, inhibition of mPTP opening via ischaemic preconditioning (PreC) and post-conditioning (PostC) decreased the myocardial infarct size after ischemia–reperfusion. Although the molecular composition of the mPTP remains unclear, the matrix protein cyclophilin-D (CypD) is the best defined regulatory component of mPTP. In this thesis, we demonstrated that Complex I of the respiratory mitochondrial chain also regulates mPTP in a CypD-dependent manner. We also proved that inhibition of Complex I by isoflurane prevents lethal reperfusion injury in an in vivo rat model of ischemia-reperfusion. Finally, we proved that cardioprotective inhibition of CypD modulates calcium homeostasis and fluxes between mitochondria and sarcoplasmic reticulum. In summary, our results suggest that mPTP is regulated by several interconnected factors like calcium, CypD, complex I and mitochondrial functions

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Dissertations / Theses on the topic 'Mitochondria'

Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles