Dissertations / Theses: 'Non-codants'

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Fontaine, Arnaud. "Classification d'ARN codants et d'ARN non-codants." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00401991.

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Abstract:

Les travaux présentés dans cette thèse s'inscrivent dans le cadre de l'analyse de phénomènes biologiques par des moyens informatiques, c'est-à-dire la bio-informatique. Nous nous intéressons plus particulièrement à l'analyse de séquences nucléiques. Dans ce cadre, nos travaux se décomposent en deux parties: l'identification de séquences codantes et l'identification de séquences non-codantes partageant une structure conservée telles que des ARN non-codants. L'originalité des méthodes proposées, Protea et Carnac, réside dans le traitement d'ensembles de séquences nucléiques faiblement conservées sans avoir recours à leur alignement au préalable. Ces méthodes s'appuient sur un même schéma global d'analyse comparative pour identifier des traces laissées par les mécanismes de sélection durant l'évolution, traces globalement cohérentes entre toutes les séquences. Nous avons évalué Protea et Carnac sur des données de référence pour la communauté et obtenu plusieurs résultats significatifs. Dans le cadre de travaux collaboratifs, nous présentons également deux exemples intégrations de ces logiciels. Magnolia est un logiciel qui construit un alignement multiple de séquences nucléiques respectueux de leur fonction commune prédites par Protea et/ou Carnac. Protea et Carnac sont également intégrés dans une plate-forme d'annotation automatique par génomique comparative.

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Boivin, Vincent. "Quantification simultanée des ARN codants et non-codants dans le séquençage d’ARN." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2018. http://hdl.handle.net/11143/11867.

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Abstract:

Les ARN sont des molécules aux propriétés diverses interagissant les uns avec les autres dans le but de médier des fonctions spécifiques. L’évaluation de l’abondance relative des ARN est une étape cruciale à la compréhension de la stoechiométrie nécessaire à ces fonctions. Cependant, plusieurs biais et limitations s’imposent avec l’utilisation de différentes techniques d’évaluation, dont le séquençage d’ARN (RNA-Seq), qui sont problématiques dans l’estimation de l’abondance de différents types d’ARN. De récentes études ont exposé les avantages d’un protocole novateur de RNA-Seq qui utilise une rétrotranscriptase thermostable d’intron de groupe II (TGIRT) d’origine bactérienne afin de réduire ces biais. Ce mémoire fait la comparaison entre différentes techniques de RNA-Seq afin d’élucider si l’utilisation de TGIRT en RNA-Seq offre une représentation plus juste du transcriptome. Les comparaisons avec les valeurs d’abondance de différents types d’ARN décrites dans la littérature ainsi qu’obtenues expérimentalement par notre groupe pointent au fait que TGIRT donne une meilleure estimation de l’abondance relative des ARN, et plus particulièrement des ARN hautement structurés. Cette meilleure estimation de l’ensemble de la composition du transcriptome permet de faire des observations sur les rapports d’abondance entre des ARN codants et non-codants fonctionnellement apparentés. Notamment, des ratios d’expression constants entre les ARN non-codants associés à des RNP et les ARNm codants pour leur facteurs protéiques ont été observés. Ceci suggère la présence d’une régulation transcriptionnelle commune nécessaire à la stoechiométrie de ces complexes. Une forte disparité dans l’expression des snoRNA et de leurs gènes hôtes, dépendant du type de snoRNA et de gène hôte a par ailleurs été constatée, corroborant une régulation distincte de la stabilité de ces transcrits. Dans l’ensemble, nos données suggèrent que la méthode TGIRT-Seq est la plus appropriée dans l’évaluation du transcriptome entier et ouvre donc la voie à des analyses plus holistiques par RNA-Seq en donnant une estimation plus juste de l’abondance relative des transcrits d’ARN.
Abstract : RNA are molecules with a wide range of properties that can interact with one another to mediate specific function. The evaluation of RNA abundance is a crucial step in understanding the stoichiometry needed for these functions. However, many limitations and biases come with the use of different techniques, including RNA sequencing (RNA-Seq), which affects the estimation of the abundance of different RNA types. Recent studies have exposed the advantages of a new RNA-Seq protocol using a thermostable group II intron reverse transcriptase (TGIRT) of bacterial origin to reduce these biases. This thesis makes the comparison between different RNA-Seq techniques to elucidate if the use of TGIRT in RNA-Seq offers a more representative depiction of the transcriptome. The comparisons with the abundance values given in literature and obtained experimentally by our group agree with the fact that TGIRT gives a better estimation of the relative abundance of RNA, especially highly structured RNA. This better estimation of the transcriptomic landscape allows many observations on the abundance relations between coding and non-coding RNA that are functionally related. Namely, constant expression ratios between RNP associated noncoding RNA and the mRNA that codes for their associated proteins have been observed. This suggests the presence of a common transcriptional regulation which is necessary for the stoichiometry of these complexes. A strong disparity in the expression of snoRNA and their host genes depending on snoRNA and host gene types has also been observed and corroborate a distinct regulation of these transcripts’ stability. In summary, our data suggest that the TGIRT-Seq method is the most appropriate to evaluate the transcriptome and thus opens the way to more holistic RNA-Seq analyses by giving a better estimation of RNA transcripts relative abundance.

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Marchais, Antonin. "Étude de la co-évolution des éléments codants et non-codants des génomes bactériens." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112289.

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Abstract:

Les ARN non-codants (ARNnc) forment une classe hétérogène d’éléments transcrits mais non traduits qui participent, par l’intermédiaire de leur structure et/ou leur séquence, à une grande diversité de processus cellulaire selon de multiple modalités. Ces dernières années, un grand nombre d’ARNnc ont été détectés expérimentalement dans les génomes et aujourd’hui les ARNnc sont considérés comme des acteurs majeurs de la biologie des cellules eucaryotes, bactériennes et archaeénnes. Malgré ces récentes avancées, l’étape de détection expérimentale des ARNnc dans les génomes nécessite toujours un investissement important en temps et reste encore rarement suivie d’une caractérisation fonctionnelle des éléments ainsi identifiés. Partant de ces constatations, nous avons développé une méthode de détection in-silico des ARNnc dans les génomes bactériens que nous avons appelée NAPP pour « Nucleic Acid Phylogenetic Profiling ». NAPP est une adaptation du profilage phylogénétique, une méthode utilisée pour prédire la fonction de protéine de fonction inconnue. NAPP analyse la co-occurrence d’éléments codants et non-codants d’un génome de référence dans toutes les espèces bactériennes disponibles. Il construit ainsi des groupes d’éléments d’histoire phylogénétique similaire et donc probablement dépendants les uns des autres, contraints par la nécessité de conserver l’intégrité d’un processus cellulaire. Parmi ces groupes, certains présentent un enrichissement en ARNnc connus, ce qui nous a permis logiquement de faire de NAPP un outil de détection des ARNnc dans les génomes bactériens. En comparaison à d’autres outils bioinformatiques, les performances de notre programme ont été quantifiées et se sont avérées très favorables dans plusieurs espèces modèles. Mais notre validation a été également expérimentale, permettant la découverte de 7 nouveaux ARNnc chez S. Aureus. L’un de ces ARNnc, RsaOG, a particulièrement retenu notre attention. En effet, fortement exprimé et conservé uniquement dans le genre Staphylococcus, RsaOG pourrait présenter une structure en pseudo-noeud encore jamais observée à notre connaissance dans un ARNnc agissant en trans. Après une étape de prédiction de ses cibles putatives, nous recherchons actuellement à les valider expérimentalement et à intégrer RsaOG dans la physiologie des Staphylocoques. Mais la caractéristique la plus intéressante de NAPP est probablement sa capacité intrinsèque à fournir une indication fonctionnelle sur les éléments qu’il classifie. En effet, l’analyse de l’enrichissement en certaines fonctions des groupes d’éléments codants et non-codants peut, dans le meilleur des cas, constituer un indice sur la fonction des éléments de fonction inconnue contenus dans ces groupes. Ce type d’analyse nous a permis, chez B. Subtilis, d’observer qu’un nouvel ARNnc, que nous avons appelé CsfG, se regroupait phylogénétiquement avec quasiment la moitié des gènes impliqués dans la sporulation. Nous avons donc inféré que CsfG était potentiellement lui-même impliqué dans la sporulation et des études expérimentales et in-silico nous ont permis de confirmer l’implication de CsfG dans la sporulation en validant sa régulation par les facteurs Sigma F et G spécifiques de la formation de la préspore
Non-coding RNAs (ncRNA) form a heterogeneous group of transcribed, non-translated elements that play, through their structure, sequence and mechanistic diversity, an important role in many cellular processes. In recent years, thousands of ncRNA have been experimentally detected in genomes and ncRNAs are now accepted as key components of the cellular biology of Eukaryota, Prokaryota and Archaea. Despite these recent advances, the experimental detection of ncRNAs remains a timeconsuming task and is rarely followed by a functional analysis of the identified transcripts. To address this issue, we developed an in-silico method for ncRNA detection in bacterial genomes, named NAPP - Nucleic Acid Phylogenetic Profiling. This method derives from phylogenetic profiling, a method used to predict the function of unknown proteins. Based on a reference genome sequence, NAPP computes the co-inheritance of coding and non-coding elements in all available bacterial genomes and clusters elements that share a similar phylogenetic history. Several of these clusters are enriched in known ncRNAs, which enables using NAPP as an ncrNA classifier. Performance benchmarks indicate that NAPP predictive accuracy is equivalent to that of methods designed specifically for ncRNA detection. We further validate our predictions by the description of seven new ncRNAs in S. Aureus. We further studied RsaOG, one of the new S. Aureus small RNAs identified by NAPP. RsaOG is highly expressed and specifically conserved in the Staphylococcus genus. This RNA may involve a pseudoknotted structure, a new observation for a trans-acting ncRNA. After a round of computational target predictions, we are now trying to validate RsaOG targets to integrate this small RNA in Staphylococcus physiology. The most attractive feature of NAPP, however, is its intrinsic capacity to provide functional information on the classified elements. Indeed, functional enrichment of coding and non-coding clusters can, in favorable cases, provide clues about the function of unannotated elements in these clusters. Using this type of functional analysis in B. Subtilis, we focused on CsfG, an ncRNA detected by NAPP. Half of the genes in the CsfG cluster are involved in sporulation and we inferred that CsfG could be a sporulation-related RNA. Experimental and in-silico studies confirmed this prediction, demonstrating that CsfG is directly regulated by two Sigma factors sigG and sigF, that are specific to the prespore formation

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Masquida, Benoît. "Identification, caractérisation et études structurales d'ARN non-codants." Habilitation à diriger des recherches, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00271873.

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Seitz, Hervé. "Empreinte génomique parentale et petits ARN non-codants." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007781.

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Abstract:

Le phénomène d'empreinte génomique parentale se traduit par une expression différentielle des deux allèles de certains gènes, en fonction de leur origine parentale. Nos travaux ont abouti à la découverte de nombreux gènes de petits ARN non-codants de Mammifères (ARN C/D et microARN) soumis à l'empreinte génomique parentale, et à une première caractérisation de leur expression. Alors que la plupart des ARN C/D participent à la biogenèse des ARN ribosomiques et des petits ARN nucléaires, ceux que nous décrivons en semblent incapables ; les microARN, quant à eux, sont habituellement des répresseurs post-transcriptionnels de gènes spécifiques : parmi les microARN que nous décrivons, deux pourraient ainsi réprimer un rétrotransposon. Les fonctions éventuelles de ces gènes de petits ARN non-codants (dans le contrôle du développement, la répression de ce rétrotransposon, et le mécanisme de l'empreinte génomique parentale) sont discutées.

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Guilbaud, Marine. "Identification d'ARNs non-codants impliqués dans les dystrophinopathies." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS042/document.

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Abstract:

Les dystrophies musculaires de Duchenne (DMD) et de Becker (BMD) sont dues à des mutations dans le gène DMD codant la Dystrophine. De nombreux aspects des mécanismes pathophysiologiques de ces maladies ne sont pas encore expliqués. Nous nous sommes intéressés à l'étude d'ARN non-codants pouvant participer à ces processus. Une première étude a été centrée sur l’identification de micro-ARNs (miARNs) impliqués dans la régulation de l’oxyde nitrique synthase neuronale (nNOS) une protéine partenaire de la Dystrophine et associée à des caractéristiques de ces pathologies telles que la fatigabilité musculaire. 617 miARNs ont été criblés par Taqman Low Density Array dans des muscles de sujets sains et de patients BMDdel45-55. 4 miARNs candidats ont été sélectionnés de cette étude pour leur surexpression chez les patients BMDdel45-55 et leur capacité théorique à cibler nNOS. Des expériences de modulation de l’expression de ces miARNs dans des myoblastes humains sains ou dystrophiques nous ont permis d’identifier que le miR-708-5p et le miR-34-5p pouvaient cibler nNOS et moduler son expression.Un deuxième axe a été mené sur l’étude des longs ARNs non-codants (lncARNs). Les introns 44 et 55, qui bornent les exons 45 à 55 délétés chez les patients BMDdel45-55, sont de grandes régions contenant des lncARNs décrits comme régulant la Dystrophine. Les points de cassure introniques des mutations de ces patients n’étant pas décrites, nous avons supposé l’existence de profils de lncARNs différents. L’analyse de l’ADN de ces patients montre en effet des profils de lncARNs différents, révélant ainsi l’importance d’une étude plus précise des zones de délétion des patients BMDdel45-55
Duchenne (DMD) and Becker (BMD) muscular dystrophies are due to mutations in DMD gene, encoding Dystrophin. Many aspects of pathophysiological mechanisms of these diseases are not yet well understood. We were interested in the study of non-coding RNAs that could be involved in these pathological processes. A first study focused on micro-RNAs (miRNAs) that could modulate expression of the neuronal nitric oxide synthase (nNOS), a partner of Dystrophin which is linked to pathological features as muscular fatigability. 617 miRNAs were screened by Taqman Low Density Array in muscle biopsies of healthy subjects or BMDdel45-55 patients. 4 candidate miRNAs were selected from this study since they were overexpressed in BMDdel45-55 patients and for their theoretical ability to target nNOS. Experiments modulating the expression of these miRNAs in healthy or dystrophic human myoblasts enabled us to identify that miR-708-5p and miR-34-5p could target nNOS and modulate its expression.A second axis was conducted on long non-coding RNA (lncRNA). Introns 44 and 55, which bound exons 45-55 deleted in BMDdel45-55 patients, are large regions containing lncRNAs described as regulating Dystrophin. Since intronic breakpoints of DMD mutations of these pateints were not described, we have assumed the existence of different profiles of lncRNAs. DNA analysis of these patients actually showed different lncRNAs profiles, thus revealing the significance of a more precise analysis of deletion areas in DMD gene of BMDdel45-55 patients

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Zytnicki, Matthias. "Recherche d'ARN non-codants par réseaux de contraintes pondérées." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00258877.

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Abstract:

La recherche d'ARN non-codants (ARNnc) a reçu un regain d'intérêt suite à la découverte de nouveaux types d'ARNnc aux fonctions multiples. De nombreuses techniques ont été développées pour localiser ces ARN dans des séquences génomiques. Nous utilisons ici une approche supposant la connaissance d'un ensemble d'éléments de structure discriminant une famille d'ARNnc appelé signature.

Dans cette approche, nous combinons plusieurs techniques de \textit{pattern-matching} avec le formalisme des réseaux de contraintes pondérées afin de modéliser simplement le problème, de décrire finement les signatures et d'attribuer un coût à chaque solution. Nos travaux nous ont conduit à élaborer plusieurs techniques de filtrage ainsi que des algorithmes de pattern-matching originaux que nous présentons ici.

Nous avons de plus conçu un logiciel, appelé DARN!, qui implante notre approche, ainsi qu'un module de génération de signatures. Ceux-ci permettent de rechercher efficacement de nouveaux ARNnc.

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Zytnicki, Matthias. "Localisation d'ARN non-codants par réseaux de contraintes pondérées." Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/236/.

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Abstract:

La recherche d'ARN non-codants (ARNnc) a reçu un regain d'intérêt suite à la découverte de nouveaux types d'ARNnc aux fonctions multiples. De nombreuses techniques ont été développées pour localiser ces ARN dans des séquences génomiques. Nous utilisons ici une approche supposant la connaissance d'un ensemble d'éléments de structure discriminant une famille d'ARNnc appelé signature. Dans cette approche, nous combinons plusieurs techniques de pattern-matching avec le formalisme des réseaux de contraintes pondérées afin de modéliser simplement le problème, de décrire finement les signatures et d'attribuer un coût à chaque solution. Nos travaux nous ont conduit à élaborer plusieurs techniques de filtrage ainsi que des algorithmes de pattern-matching originaux que nous présentons ici. Nous avons de plus conçu un logiciel, appelé DARN!, qui implante notre approche, ainsi qu'un module de génération de signatures. Ceux-ci permettent de rechercher efficacement de nouveaux ARNnc
Following recent discoveries about the several roles of non-coding RNAs (ncRNAs), there is now great interest in identifying these molecules. Numerous techniques have been developed to localize these RNAs in genomic sequences. We use here an approach which supposes the knowledge of a set of structural elements called signature that discriminate an ncRNA family. In this work, we combine several pattern-matching techniques with the weighted constraint satisfaction problem framework. Together, they make it possible to model our biological problem, to describe accurately the signatures and to give the solutions a cost. We conceived filtering techniques as well as novel pattern-matching algorithms. Furthermore, we designed a software called DARN! that implements our approach and another tool that automatically creates signatures. These tools make it possible to localize efficiently new ncRNAs

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Zytnicki, Matthias Schiex Thomas Gaspin Christine. "Localisation d'ARN non-codants par réseaux de contraintes pondérées." Toulouse (Université Paul Sabatier, Toulouse 3), 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/236.

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Nomane, Yanoura. "Réponse au stress et ARN non codants chez Escherichia coli." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112034.

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Abstract:

Ce travail de thèse portant sur la physiologie et la génétique et réalisé chez la bactérie Gram-négative modèle Escherichia coli, se divise en deux parties. Une première partie concerne la réponse d’adaptation au stress et notamment la réponse d’adaptation au stress extracytoplasmique. Cette partie est illustrée par un article portant sur l’analyse globale des cinq voies de réponse au stress extracytoplasmique. Ce travail montre que, d’une part les cinq voies répondent aux mêmes signaux mais avec une spécificité d’induction qui est dépendante du seuil et d’autre part la réponse des ces voies sont complémentaires et non redondantes. La deuxième partie de la thèse concerne les ARN non codants d’Escherichia coli et leurs rôles dans la réponse au stress. Cette partie est illustrée par i) une partie de résultats concernant la mise au point d’une méthode biochimique (targetome) permettant de « capturer » les cibles des ARN non-codants et ii) par un article qui porte sur la caractérisation de Ral, un ARN non-codant antisens de la protéase Lon. La méthode targetome reste encore à améliorer cependant elle a permis d’identifier une nouvelle cible putative de l’ARN non-codant MicC. Cette méthode a aussi permis de capturer les cibles putatives de Ral qui sont les ARN messagers des gènes lon et topB. Bien que le mécanisme d’action de Ral soit encore inconnu, sa présence sur un plasmide multicopie induit un retard de croissance et une filamentation en milieu minimum de croissance. Ral est un des rares ARN non-codant cis antisens codé par le chromosome d’Escherichia coli et cette classe d’ARN non-codant semble être à la base de mécanisme de régulation originaux
This work realised in the Gram-negative model bacterium Escherichia coli is divided in two parts. The first part focuses on adaptive response and more precisely the response to extracytoplasmic stress. This part is illustrated by a paper on the global analysis of the five pathways that responde to extracytoplasmic stress. It shows that i) all pathways are activated by the same signals but the specificity of induction is dose-dependent and that II) responses displayed are complementary but not redundant. The second part of this work concerns non-coding RNAs in Escherichia coli. The results’ part introduces a biochemical method to “fish” non-coding RNAs targets (targetome). This part is followed by a paper on Ral, a non-coding RNA antisens of lon protease gene. The targetome method is still in development but it allows the identification of a new putative target for micC RNA. This method was also used to identify Ral putative targets which are lon and topB messenger RNAs. Ral mechanism of action is still unclear but phenotypes associated to the presence of its multicopy plasmid have been isolated. Ral is one of the few cis antisens RNAs that are encoded in the chromosome of Escherichia coli

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Legendre, Matthieu. "Recherche de motifs d'ARN non-codants : du messager au microARN." Aix-Marseille 2, 2005. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2005AIX22066.pdf.

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Théry, Frédérique. "L'importance biologique des ARN non codants : perspectives historique et philosophique." Thesis, Paris 1, 2013. http://www.theses.fr/2013PA010620/document.

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Abstract:

Les recherches sur les ARN non codants et leurs rôles biologiques ont transformé la conception des propriétés des génomes et de la régulation de l'expression génétique. Ces recherches sont ici analysées dans une perspective historique et philosophique. Elles permettent de caractériser certaines transformations théoriques, conceptuelles et méthodologiques affectant la biologie moléculaire contemporaine. La diversité des démarches d'investigation employées dans les travaux sur les ARN non codants est soulignée. Parmi ces démarches, les expériences exploratoires occupent une place importante, et sont à l'origine de bouleversements conceptuels et théoriques majeurs. L'affirmation selon laquelle la découverte des ARN non codants constitue une révolution scientifique est nuancée, et les apports de cette découverte sont caractérisés dans toute leur diversité. Les limites rencontrées par le concept de gène dans la biologie post-génomique sont précisées, et reliées à l'histoire de ce concept. Un statut possible pour le gène est alors proposé ; il reconnaît la diversité des éléments génétiques fonctionnels, la dimension historique des génomes, et les différents niveaux d'étude de la relation entre génotype et phénotype. Les recherches sur les ARN non codants affaiblissent par ailleurs la pertinence théorique du discours informationnel pour décrire la diversité des fonctions assurées par les acides nucléiques. Enfin, ce travail montre que les explications du rôle régulateur des ARN mettent en jeu différents types explicatifs, dépassant le cadre mécaniste. Un pluralisme explicatif est défendu, et le statut du concept de mécanisme dans la biologie moléculaire contemporaine est clarifié
Research on non-coding RNAs and their biological roles has transformed the way biologists conceptualize genomic properties and the regulation of genetic expression. This work analyzes this research from both a historical and philosophical perspective. It helps characterize some theoretical, conceptual and methodological transformation currently affecting moleculau biology. I stress that multiple modes of investigation are employed in research on non coding RNAs. Particularly important among them is exploratory experimentation, which brings about major conceptual and theoretical changes. I temper the claim that the discovery of non-coding RNAs has triggered a scientific revolution and characterize the multifaceted contributions of this discovery. I identify some limits faced by the gene concept in post-genomic biology, and relate them to the history of this concept. I suggest a possible status for the gene, which to study the relation between genotype and phenotype. Besides, research on non-coding RNAs leads to question the theoretical relevance of informational concepts to describe the diverse functions fulfilled by nucleic acids. Finally, I show that explanations of the regulatory roles of RNAs involve different explanatory schemes, which do not fit the mechanistic framework. I advocate an explanatory pluralism, and clarify the status of the concept of mechanism in contemporary molecular biology

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Jousselin, Ambre. "Étude structurale et fonctionnelle d'ARN non codants exprimés chez Staphylococcus aureus." Rennes 1, 2009. http://www.theses.fr/2009REN1S072.

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Abstract:

Les ARN non codants (ARNnc) sont des ARN qui ne sont généralement pas traduits en protéine. Ils sont impliqués dans la régulation de processus physiologiques variés tels que la réplication, la transcription et la traduction et parfois dans la virulence bactérienne. Ils sont classés en deux groupes selon leur mode d’action : (i) les ARN agissant par appariement à un ou plusieurs ARNm cibles et qui font intervenir, chez Escherichia coli (E. Coli), un partenaire protéique appelé Hfq ; (ii) les ARN régulant l’activité de protéines cibles. Staphylococcus aureus (S. Aureus) est une bactérie commensale responsable de vingt pour cent des infections nosocomiales en France. Il occasionne des infections superficielles mais aussi plus profondes. L’expression de sa virulence est régulée par un ARN, l’ARNIII. Au laboratoire, un précédent travail a abouti à l’identification de sept nouveaux ARNnc exprimés chez S. Aureus. Dans un premier temps, nous avons montré par des expériences de retard sur gel, Northern Blot et biopuces que la protéine Hfq a un rôle limité dans les relations ARNnc/ARNm chez S. Aureus comparé à E. Coli. Ensuite, nous avons étudié de manière structurale et fonctionnelle l’un de ces nouveaux ARNnc : SprA (Small pathogenicity island RNA). Des expériences de digestions montrent l’existence de deux pseudonoeuds centraux. SprA est fortement structuré ce qui est compatible avec son appartenance à la deuxième classe. Nous avons également mis au point les outils génétiques permettant l’étude la fonction de SprA : (i) une souche surexprimant cet ARNnc (ii) ainsi qu’une souche de délétion. L’étude des phénotypes engendrés par les variations d’expression de SprA est en cours
Non coding RNAs (ncRNAs) are non conventionnal RNAs ususally untranslated. They are involved in regulation of physiological processes such as replication, transcription, translation and for some of them bacterial virulence. They are divided in two groups : (i) those interacting with target(s) mRNA(s), the pairing being assisted, in Escherichia coli (E. Coli) by the RNA chaperone Hfq; (ii) and those exerting direct regulation on protein activities. Staphylococcus aureus (S. Aureus) is an opportunistic Gram positive bacterium responsible of twenty per cent of hospitally acquired infections in France. It is a causative agent of diseases ranging from minor skins infections to life threatening conditions as well as toxin mediated diseases. The expression of virulence in S. Aureus is mediated by an RNA known as RNAIII. In our laboratory, a previous work lead to the identification of seven new ncRNAs expressed by S. Aureus. At first, we showed, through gel shifts and Northern Blot experiments and microarrays, that Hfq has a limited role in ncRNAs mediated regulation in S. Aureus compared to E. Coli. Secondly, we have studied structure and function of one of the new ncRNAs : SprA (Small pathogenicity island RNA). Enzymatic et chemical probing lead to the discovery of two central pseudoknots in solution. SprA is much more structured than expected, suggesting that it belongs to the second class. We also constructed genetic tools to characterize SprA’s functions : (i) a strain overproducing SprA and (ii) a strain where the SprA gene is disrupted. The phenotypical effects induced by the modulation of SprA expression are still in progress

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Dancer, Marine. "Étude de la régulation de la triglycéridémie chez l’homme par des variants codants de LMF1 et non codants d’APOC3 et LMF1." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1126/document.

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Abstract:

L'hyperchylomicronémie est une maladie rare et complexe impliquant plusieurs gènes qui sont eux-mêmes fortement régulés par plusieurs mécanismes et dont les voies métaboliques sont étroitement dépendantes de facteurs environnementaux. La survenue de la pathologie due à la présence de variants ou d'une association de variants sur ces gènes n'est pas toujours clairement définie. Ce qui suggère l'intervention d'autres mécanismes mal élucidés dans le développement des hyperchylomicronémies et la régulation du métabolisme des triglycérides. Nous avons essayé d'appréhender certains mécanismes causals dans la survenue de l hyperchylomicronémie en lien avec la présence de variants sur les gènes régulateurs APOC3 et LMF1 du métabolisme des triglycérides. Le gène APOC3 présente le variant SstI (rs5128) en région 3' non codante associée significativement à l'hypertriglycéridémie dans notre cohorte, nous avons cherché à caractériser sa régulation post-transcriptionnelle éventuelle par des microARN hépatiques ou intestinaux. Nos résultats ne confirment pas l'hypothèse d'une régulation du variant SstI du gène APOC3 par un microARN hépatique ou intestinal ciblant directement l'extrémité 3'UTR du gène APOC3. Le gène LMF1, nouveau gène candidat pour étudier les mécanismes des hyperchylomicronémies, est encore peu investigué. Nous avons mis en place son diagnostic génétique au sein du laboratoire ainsi qu'une technique in vitro permettant d'évaluer l'impact de la présence de certains variants codants de LMF1 sur l'activité post héparinique de la lipoprotéine lipase (LPL) par mesure de la lipolyse des triglycérides des VLDL. Nous avons mis en évidence des activités LPL significativement diminuées suggérant une dysfonction de LMF1 en présence des variants p.Gly172Arg (rs201406396), p.Arg354Trp (rs143076454), p.Arg364Gln (rs35168378), et des deux variants non-sens déjà décrits p.Tyr439Ter (rs121909397) et p.Trp464Ter (rs587777626). Ces travaux permettent de confirmer l'effet fonctionnel des variants LMF1 sur la régulation de la sécrétion de la LPL. Nous avons également retrouvé dans notre cohorte de 385 patients 18 variants sur la région 3' non codante du gène LMF1. Pour les trois variants : c*231C>A (rs75476513), c*512G>A (rs117039680), et c*530G>A (rs139657279), les résultats in vitro suggèrent une régulation post transcriptionnelle par les microARN. Ce qui pourrait ainsi expliquer le mécanisme de l'association de ces variants non traduits à l'hypertriglycéridémie. Ainsi, des interrelations des multiples gènes impliqués dans le métabolisme des triglycérides et leurs régulations à plusieurs niveaux simultanés modulent le phénotype d'hyperchylomicronémie. Il est nécessaire d'étudier tous les mécanismes complexes impliqués dans la régulation de la triglycéridémie afin de mieux appréhender la physiopathologie et de développer de nouvelles cibles thérapeutiques
Hyperchylomicronemia is a rare and complex disease involving several genes which are themselves highly regulated by several mechanisms and whose metabolic pathways are closely dependent on environmental factors. The occurrence of this disease due to the presence of variants or a combination of variants on these genes is not always clearly defined. This suggests the intervention of other ill-defined mechanisms in the development of hyperchylomicronemia and the regulation of triglyceride metabolism. We have tried to understand certain causal mechanisms in the occurrence of hyperchylomicronemia in relation to the presence of variants on the APOC3 and LMF1 known regulatory genes of triglyceride metabolism. APOC3 gene carries the SstI variant (rs5128) in the 3' untranslated region significantly associated with hypertriglyceridemia in our cohort. We sought to characterize its possible post-transcriptional regulation by hepatic or intestinal microRNA. Our results obtained in vitro do not support the hypothesis of a regulation of the SstI variant of the APOC3 gene by a hepatic or intestinal microRNA directly targeting the 3'UTR of APOC3 gene. LMF1 gene, a new candidate gene for studying the mechanisms of hyperchylomicronaemias, is still under investigation. We have established its genetic diagnosis in the laboratory and set up an in vitro method to evaluate the impact of LMF1 coding variants by measuring the release of post-heparin lipoprotein lipase (LPL) activity. We found decreased LPL activities suggesting a LMF1 dysfunction in the presence of variants p.Gly172Arg (rs201406396), p.Arg354Trp (rs143076454), p.Arg364Gln (rs35168378), and the two nonsense variants already described p.Tyr439Ter (rs121909397) and p.Trp464Ter (rs587777626). This study confirms the functional effect of LMF1 variants on the regulation of LPL secretion. In addition, we found 18 variants on the 3' untranslated region of LMF1 gene. For three variants : c*231C>A (rs75476513), c*512G>A (rs117039680), and c*530G>A (rs139657279), in vitro results suggest a post-transcriptional regulation by microRNA. These findings are an involvement of these untranslated variants in the occurrence of hypertriglyceridemia.Thus, complex interrelations of multiple genes involved in triglyceride metabolism and their simultaneous multi-level regulation modulate the phenotype of hyperchylomicronemic patients. It is necessary to study all the complex mechanisms involved in the regulation of triglyceridemia in order to better understand pathophysiology of hyperchylomicronemia and to develop new therapeutic targets

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Lazorthes, Sandra. "Identification de très longs ARN non codants ou vlincRNA régulés au cours de la sénescence et caractérisation d'un vlincRNA nommé VAD requis pour le maintien de la sénescence." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2497/.

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Abstract:

La sénescence est un mécanisme anti-tumoral qui conduit à un arrêt stable et irréversible de la prolifération cellulaire. Ce processus est caractérisé par des changements majeurs de la structure chromatinienne, avec l'apparition de foyers d'hétérochromatine, appelés SAHF (Senescence Associated Heterochromatin Foci) dans lesquels les gènes prolifératifs sont réprimés. Les ARN non codants (ARNnc) sont des acteurs majeurs de la structure chromatinienne, notamment au cours de l'assemblage de l'hétérochromatine péricentrique chez les mammifères. Notre hypothèse de travail est que les ARNnc pourraient être impliqués dans la mise en place des SAHF et plus généralement dans le processus de sénescence. Afin de caractériser le rôle des ARNnc dans la sénescence, nous avons analysé les modifications du transcriptome dans un modèle de sénéscence induite par l'oncogène RAF1. Une analyse à grande échelle a été réalisée de façon brin spécifique (par tiling array) sur les chromosomes 1 & 6 dans les cellules proliférantes et sénescentes. La comparaison des profils obtenus a permis d'identifier un certain nombre de transcrits différentiellement exprimés au cours de la sénescence. Étonnamment, alors que les ARN différentiellement exprimés lors de l'induction de la sénescence sont majoritairement réprimés, les ARNnc appartenant à la classe récemment décrite des vlincRNA (very long intergenic non-coding (>50kb)) sont principalement activés, suggérant qu'ils puissent être impliqués dans la mise en place du processus de sénescence. Au cours de ma thèse, je me suis intéressée à l'un de ces très long ARNnc, partiellement antisens au gène DDAH1, jusque là inconnu. J'ai caractérisé cet ARN en montrant qu'il s'agit d'un ARN issu d'une seule unité de transcription de plus 200 kb, à priori non codant et très faiblement poly-adénylé. Cet ARN possède toutes les caractéristiques de très longs ARN récemment décrits comme des vlincRNA, aux fonctions inconnues à l'heure actuelle. Ainsi, nous l'avons nommé VAD (VlincRNA Antisens de DDAH1). J'ai montré que VAD est requis pour l'arrêt stable de la prolifération et dans la mise en place des SAHF. De plus, VAD intervient dans la régulation de l'expression des gènes suppresseurs de tumeurs (p15INK4b, p16 INK4a, p14ARF et p21) impliqués dans le contrôle du cycle cellulaire et dans la mise en place de la sénescence. J'ai également montré que VAD possède une action chromatinienne répressive en cis; alors qu'en trans VAD possède une action chromatinienne activatrice au niveau du locus INK4 (qui code pour p15INK4b, p16 INK4a et p14ARF), acteur majeur de l'entrée en sénescence. Ces expériences établissent ainsi la première démonstration du rôle d'un vlincRNA dans le processus de sénescence, dont l'action est de moduler la structure chromatinienne en cis et en trans. Afin d'analyser plus extensivement les vlincRNA en sénescence, nous avons réalisé un séquençage brin spécifique des ARN totaux des cellules proliférantes versus sénescentes. Cette étude a été corrélée avec l'analyse du paysage chromatinien de H2AZ grâce à des expériences de séquençage de ChIP. Ces expériences ont déjà permis l'identification d'autres vlincRNA et d'en étudier la régulation pendant la sénescence, et devraient augmenter notre compréhension des mécanismes de régulation des vlincRNA et de l'importance de ces derniers dans la mise en place du contrôle épigénétique au cours de la sénescence. Ces approches plus globales devraient permettre une meilleure compréhension des mécanismes de régulation de processus cellulaires par des ARN non codants
Senescence is an anti-tumor mechanism which leads to a stable and irreversible arrest of cell proliferation. During this process there are major changes in chromatin structure, characteristic of senescent cells, called SAHFs (Senescence Associated Heterochromatin Foci) in which proliferative genes are repressed. Non-coding RNAs (ncRNAs) are known to be major actors of the formation of chromatin domains, e. G. Assembly of pericentric heterochromatin in mammals. Our working hypothesis is that ncRNAs may be involved in the formation of SAHFs and more generally in senescence process. To characterize the role of ncRNAs in senescence, we analyzed the transcriptomic changes in a model of RAF1 oncogene-induced human senescence. A large-scale strand-specific analysis, by tiling array, was performed on chromosomes 1 & 6 in proliferative and senescent cells. Comparison between the obtained profiles identified a number of transcripts differentially expressed during senescence. Surprisingly, while RNAs differentially expressed during the induction of senescence are largely repressed; ncRNAs, belonging to the recently described vlincRNA (very long intergenic non-coding (>50kb)) class, are mainly activated. This suggests that vlincRNAs may be involved in the establishment of senescence. During my PhD, I focused on one of these long ncRNAs, partially antisense to DDAH1 gene, hitherto unknown. I could show that this RNA is transcribed from a single transcription unit longer than 200 kb, and is weakly polyadenylated and most probably non-coding. This RNA has all the characteristics of very long RNAs recently described as vlincRNA, without any known functions up to date. We term this RNA VAD (VlincRNA Antisense to DDAH1). I showed that VAD is required for stable arrest of proliferation and the establishment of SAHFs. Moreover, VAD is involved in the regulation of the expression of tumor suppressor genes (p15INK4b, p16INK4a, p14ARF and p21) that control the cell cycle and the establishment of senescence. I also showed that VAD has an epigenetic repressive action in cis; whereas in trans, VAD has an epigenetic activating action on INK4 locus (encoding p15 INK4b, p16 INK4a and p14ARF). These data represent the first demonstration of the role of a vlincRNA in senescence. In order to analyze more extensively vlincRNA involvement in senescence, we performed strand-specific sequencing of total RNAs from proliferative cells compared to senescent cells. This was correlated with the analysis of chromatin landscape through ChIPseq experiments. These approaches led to identify other vlincRNAs and to analyze their regulation during senescence. These experiments should provide a better understanding of the mechanisms regulating vlincRNAs and their importance in the epigenetic control during senescence. These broader approaches would provide insights into mechanisms regulating cellular processes by non-coding RNAs

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Anney, Princia. "Utilisation du long ARN non codant conservé Tuna pour comprendre la biologie des IncRNAs." Master's thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/37015.

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Abstract:

De récentes données suggèrent un rôle clé des longs ARNs non codants (lncRNAs) dans le développement et l’apparition de certaines maladies. Les lncRNAs se sont avérés difficiles à étudier en raison de leur faible niveau d’expression souvent tissu-spécifique, du manque de conservation de leur séquence, et du manque d’outils d’analyse spécifiques. Nous avons émis l’hypothèse que les méthodes d’étude des ARNs messagers peuvent être adaptées aux lncRNAs. Pour valider cette hypothèse, nos objectifs sont : 1-l’utilisation des nouvelles approches dérivées du système CRISPR/Cas9 pour activer et inhiber l’expression génique et 2-l’utilisation des méthodes conventionnelles de surexpression pour étudier les lncRNAs. Dans le cadre de cette étude, nous nous sommes concentrés sur un nouveau lncRNA, appelé Tuna (Tcl1 Upstream Neuron-Associated lncRNA). Ce lncRNA est nécessaire au maintien des cellules souches embryonnaires, mais aussi à leur différenciation vers le lignage neural. Résultats : la nouvelle approche CRISPR-a/i permet d’activer/inhiber le promoteur de Tuna et de réguler l’expression endogène de celui-ci. Ce système s’étant révélé efficace pour Tuna, cela suggère qu’il peut être appliqué à l’étude d’autres lncRNAs. D’autre part, la particularité de cet ARN est qu’il contient une région conservée entre les espèces d’environ 200 nucléotides, correspondant à un ORF pour un peptide de 48 acides aminés. En utilisant des méthodes conventionnelles de marquage par FLAG, on démontre que Tuna code pour ce peptide. Par ailleurs, en supprimant un site de liaison à la protéine HUR dans la région 3’UTR, on altère l’expression du peptide. Cela suggère que ce site est important pour la régulation de la traduction du peptide encodé par Tuna. En conclusion, nos résultats montrent que certaines méthodes d’étude des ARNs messagers sont transposables aux lncRNAs. Cependant, du fait des caractéristiques propres à ces derniers, d’autres approches sont à envisager pour mieux saisir leurs mécanismes. En perspective, ces méthodes vont permettre de mieux comprendre la fonction de Tuna dans les différents états cellulaires où il est exprimé.

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Postic, Guillaume. "Régulation de la virulence de Francisella tularensis par les petits ARN non codants." Paris 5, 2011. http://www.theses.fr/2011PA05T034.

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Abstract:

Les petits ARN non codants sont des régulateurs importants chez les procaryotes, où ils jouent des rôles essentiels dans divers processus cellulaires. Francisella tularensis est une bactérie à Gram négatif hautement pathogène causant la tularémie chez les humains et les animaux. Les réseaux de régulation permettant à cet organisme de survivre dans de multiples environnements sont peu connus et aucun petit ARN n’avait été identifié jusqu’à présent. Nous avons démontré expérimentalement que la souche LVS de F. Tularensis exprimait des homologues de plusieurs petits ARN très conservés parmi les bactéries. Nous avons aussi découvert trois petits ARN abondants ne partageant aucune homologie de séquence avec des transcrits régulateurs connus. Nous avons appelé ces petits ARN FtrA, FtrB et Fvr1, respectivement pour Francisella tularensis petit ARN A et B, et Francisella virulence ARN 1. Une délétion des locus ftrA ou ftrB a conduit à des changements significatifs dans l’expression de plusieurs ARNm, parmi lesquels se trouvent probablement les cibles de ces petits ARN. Toutefois, seule une surexpression de Fvr1 a significativement altéré la réplication de F. Tularensis dans des cellules humaines et murines, ainsi que sa faculté d’induire la maladie dans un modèle murin d’infection. Nous avons identifié comme cible de Fvr1 un régulateur transcriptionnel putatif, FTL_1293. Beaucoup de petits ARN bactériens, en association avec la protéine chaperon Hfq, agissent par appariements de bases imparfaits avec l’ARNm cible dans la région 5’, pour empêcher les ribosomes d’initier la traduction. De façon surprenante, nous rapportons ici que Fvr1 inhibe FTL_1293 indépendamment de Hfq, via un appariement de bases au sein de la séquence codante de l’ARNm
Small non-coding RNAs (sRNAs) are regarded as important regulators in prokaryotes and play essential roles in diverse cellular processes. Francisella tularensis is a highly pathogenic Gramnegative bacterium that causes the disease tularemia in humans and animals. Relatively little is known about the regulatory networks existing in this organism that allows it to survive in a wide array of environments and no sRNA regulators have been identified so far. Using a cDNA cloning and sequencing approach, we have shown that F. Tularensis strain LVS expresses homologues of several sRNAs that are well-conserved among diverse bacteria. We have also discovered three abundant sRNAs that share no sequence similarity or conserved genomic context with any previously annotated regulatory transcripts. We called these sRNAs FtrA, FtrB and Fvr1 for Francisella tularensis sRNA A and B, and Francisella virulence RNA 1, respectively. Deletion of either of ftrA or ftrB loci led to significant changes in the expression of several mRNAs that likely include the cognate target(s) of these sRNAs. However, only overexpression of Fvr1 significantly altered F. Tularensis replication in murine and human cells, or its ability to induce disease in a mouse model of F. Tularensis infection. We have identified FTL_1293, a putative transcriptional regulator, as a Fvr1 target. Many bacterial sRNAs, together with the chaperone Hfq, act by imperfect base-pairing with target mRNAs in the 5' region to prevent ribosomes from initiating translation. Surprisingly, we report here that Fvr1 silences F. Tularensis FTL_1293 mRNA via a base-pairing within the coding sequence, in an Hfq-independent fashion

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Jarroux, Julien. "Caractérisation fonctionnelle des longs ARN non codants associés à la transition épithélio-mésenchymateuse." Electronic Thesis or Diss., Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. https://theses.hal.science/tel-02882448.

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Abstract:

Depuis dix ans, les techniques de séquençage haut-débit ont montré l’incroyable complexité du transcriptome humain, révélant une nouvelle classe d’ARN : les longs ARN non codants (lncARN). Depuis, leur expression a été démontré comme spécifique au type cellulaire ou aux variations pathologiques, et c’est notamment le cas du cancer où ils sont fortement dérégulés. Cependant, les mécanismes par lesquelles ils agissent dans le développement tumoral restent peu caractérisés. Aussi, ce projet vise à faire une caractérisation fonctionnelle des lncARN dans la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM), un processus biologique associé à la métastase.A partir d’un modèle unique de TEM (Castro-Vega et al, 2013), l’analyse transcriptomique de fractions subcellulaires (cytoplasme et chromatine) ont permis d’identifier une signature de lncARN différentiellement exprimés dans les cellules épithéliales ou mésenchymateuses. Leur expression et localisation subcellulaire a ensuite été confirmé. Aussi, l’annotation de ces nouveaux transcrits a été validée par l’analyse des marques d’histones associées à leur régulation.Dans le but de déterminer quels lncARN identifiés sont fonctionnels dans la TEM, un crible d’activation par CRISPR (CRISPRa à l’échelle du génome a été mis au point en collaboration avec Neville Sanjana (NYU) pour activer l’expression de lncARN et définir leur rôle au travers de deux phénotypes associés à la TEM : les capacités d’invasion des cellules et les variations d’expression d’un marqueur de surface associée à l’identité épithéliale (EpCAM).En plus du crible, un nouveau lncARN a été identifié dans les cellules mésenchymateuses et sa caractérisation fonctionnelle a montré que son expression conduit à une perte de certains marqueurs épithéliaux ainsi qu’une augmentation drastique des capacités migratoires, lorsqu’il est surexprimé dans les cellules épithéliales.Pour résumer, de multiples approches haut-débit ont été utilisées pour caractériser le transcriptome non-codant associé à la transition épithélio-mésenchymateuse et ont permis d’identifier de nouveaux longs ARN non codants impliqués dans sa régulation
In the last decade, new high-throughput sequencing techniques have revealed the complexity of the human transcriptome, allowing the characterization of long non-coding (lnc)RNAs. These transcripts have been reported as very specific to tissues, developmental stages and pathological variations such as cancer. However, mechanisms through which they may act in the promotion of cancer are still poorly characterized. In my PhD project, I investigated the role of lncRNAs and their association to the epithelial to mesenchymal transition (EMT), a biological process which has been linked to metastasis and cancer progression.Using transcriptomic approaches from total and subcellular-fractionated RNA extracts from a cell system that models EMT (Castro-Vega et al, 2013), I identified over a thousand differentially expressed yet unannotated lncRNAs. Then I validated their expression, subcellular localization and the chromatin marks associated with their regulation.In order to assess whether these new lncRNA are functional in the EMT, I designed a CRISPR-activating (CRISPRa) screen using a dead Cas9 fused to transcription activating proteins (in collaboration with the lab of Neville Sanjana, NYU). This screen is based on two main phenotypes associated with the EMT: invasion capacity of the cells, and expression of an epithelial surface marker (EpCAM).In addition to the CRISPRa screening, I identified a novel lncRNA in mesenchymal cells which leads to a loss of epithelial markers and an increase in migration capacities when overexpressed in epithelial cells.Altogether, I used a combination of high-throughput methods to characterize the non-coding transcriptome associated to the EMT and identify yet unannotated transcripts which are functional in its regulation

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Moyon, Lambert. "Annotation et hiérarchisation de variants non-codants dans le contexte de maladies humaines." Electronic Thesis or Diss., Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEE030.

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Abstract:

Le séquençage de génome complet est utilisé de façon croissante chez les patients atteints de maladies génétiques pour diagnostiquer les mutations responsables. Cependant, pour une grande proportion de génomes de patients séquencés, aucun gène associé au phénotype ne présente de mutation codante. Dans ces cas, il est possible qu’une mutation non-codante, localisée dans une région cis-régulatrice, modifie l'expression d'un gène impliqué dans la maladie. Malgré l’existence de méthodes pour annoter et prédire des séquences régulatrices sur la base de propriétés biochimiques et épigénétiques, il reste difficile de définir des critères objectifs pour sélectionner efficacement des mutations candidates parmi les millions de variants non-codants présents chez chaque patient. De plus, les gènes cibles de ces séquences de régulation ne sont généralement pas connus, si bien qu’il est difficile de croiser une mutation non-codante avec le phénotype du patient. Je propose ici une stratégie d’apprentissage supervisé par forêts aléatoires, adaptée aux jeux de données complexes et hétérogènes, pour classer et sélectionner des mutations non-codantes dérégulant des gènes responsables de maladies. Une innovation notable de mon approche est de prendre en compte des données d’associations entre régions non-codantes et gènes cibles. Par ailleurs, je propose une méthode d’extraction des règles biologiques identifiées par le modèle pour chaque mutation évaluée, ce qui permet une sélection éclairée des mutations hiérarchisées. Je discute les propriétés fonctionnelles identifiées par le modèle d'apprentissage, à partir d'exemples de variations non-codantes associées à des maladies mendéliennes. J’illustre également le potentiel de cette méthode notamment par une analyse de 255 106 variants de novo identifiés par séquençage complet chez 1902 enfants souffrant de troubles du spectre autistique, et chez lesquels aucune mutation codante pathogénique n’a été identifiée. Cette méthode permet ainsi de hiérarchiser des mutations, dont les plus prometteuses deviennent des hypothèses testables expérimentalement pour confirmer leur implication dans le développement des maladies considérées. Ainsi pour les projets de séquençage génome-complets de cohortes de patients, une application systématique de notre méthode contribuerait à une meilleure compréhension des mécanismes de régulation de l’expression des gènes, et à une amélioration du diagnostic des patients
Whole genome sequencing is increasingly used in patients with genetic diseases to diagnose the mutations responsible for the phenotype. However, for a large proportion of sequenced genomes, none of the genes associated with the phenotype have a coding mutation. In these cases, it is possible that a non-coding mutation, located in a cis-regulatory region, modifies the expression of a gene involved in the disease. Despite the existence of methods for annotating and predicting regulatory sequences on the basis of biochemical and epigenetic properties, it remains difficult to define objective criteria for effectively selecting candidate mutations from the millions of non-coding variants present in each patient. In addition, the target genes of these regulatory sequences are generally not known, making it difficult to associate a non-coding mutation with the patient's phenotype.I propose here a supervised learning strategy using random forests, adapted to complex and heterogeneous data sets, to classify and select non-coding mutations deregulating genes responsible for diseases. A notable innovation of my approach is to take into account data of associations between non-coding regions and target genes. In addition, I propose a method for extracting the biological rules identified by the model for each mutation evaluated, allowing an informed selection of candidate mutations.I discuss the functional properties identified by the learning model, based on examples of non-coding variations associated with Mendelian diseases. I also illustrate the potential of this method by analyzing 255,106 de novo variants identified by complete sequencing in 1,902 children with autism spectrum disorders, in whom no pathogenic coding mutations have been identified. This method thus makes it possible to prioritize mutations, the most promising of which become experimentally testable hypotheses to confirm their involvement in the development of the diseases in question. Thus, for whole genome sequencing projects of patient cohorts, a systematic application of our method would contribute to a better understanding of the mechanisms regulating gene expression, and to an improvement in patient diagnosis

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Meseure, Didier. "Evaluation du rôle des longs ARN non codants dans les carcinomes mammaires infiltrants." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS471/document.

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Abstract:

Le cancer du sein représente à l’échelle mondiale le deuxième cancer le plus fréquent et la première des tumeurs malignes de la femme. Actuellement, seuls certains biomarqueurs (RO, RP, récepteur HER2, index Ki67) et la signature transcriptomique PAM50 sont pris en compte dans la classification morphologique et l’orientation thérapeutique. Les analyses transcriptomiques à haut débit ont révélé que plus de 80% du génome humain est transcrit en ARN. Parmi les ARNs non codants, les transcrits dont la longueur est supérieure à 200 nt sont arbitrairement qualifiés de longs ARNs non codants (lncRNAs). Les lncRNAs jouent un rôle crucial dans le maintien de l’homéostasie cellulaire et présentent des profils d’expression anormaux dans diverses pathologies, dont le cancer. L’objectif principal de mon projet de thèse a consisté à analyser l’expression des lncRNAs, leur fonctionnalité et leur rôle dans l’oncogénèse mammaire. La première partie s’est focalisée sur l’étude des gènes ANRIL (ainsi que 10 gènes de la même voie de signalisation) et MALAT1, deux lncRNAs dont les mécanismes d’action et la signification clinique au cours de la cancérogénèse mammaire sont encore controversés. ANRIL et MALAT1 sont respectivement surexprimés dans 20% et 14% des tumeurs de notre série, confirmant leurs rôles pro-oncogénique dans la cancérogénèse mammaire. La surexpression de MALAT1 se traduit en RNA-FISH par la présence de volumineux speckles intranucléaires. La complexité de leur dérégulation est liée à la présence d’isoformes et de réseaux d’interactions avec les mRNAs et les miRNAs. Concernant les sous-unités appartenant aux complexes Polycomb PRC2 et PRC1qui interagissent avec ANRIL, EZH2 (PRC2) est normalement ciblé par 3 miRNAs onco-suppresseurs (miR-26A1, miR-125B et miR-214) qui sont sous-exprimés dans notre série de CCIs. Les 2 oncomiRs miR-181B1 and miR-181A2 qui ciblent et inactivent CBX7 (PRC1), apparaissent surexprimés dans notre série, en relation avec l’activation de l’oncogène HMGA1. Concernant MALAT1, le complexe de biogénèse des miRNAs Drosha-DGCR8-Microprocesseur régule l’expression d’un variant d’épissage ∆-MALAT1 et ce dernier est impliqué dans l’activation de la voie PI3K/Akt. Des corrélations significatives sont observées entre MALAT1 et des gènes impliqués dans l’épissage alternatif, le cycle cellulaire, l’apoptose, la réparation de l’ADN et la migration cellulaire. Les profils transcriptomiques aberrants de ces 2 lncRNAs semblent caractéristiques des carcinomes mammaires. Ainsi, ANRIL (i) présente une association positive inattendue avec le cluster p16-CDKN2A/p15-CDKN2B/p14-ARF dans notre série, alors que cette association apparait négative dans les carcinomes de prostate et (ii) inactive épigénétiquement les miRNAs onco-suppresseurs miR-99a/miR-449a dans les carcinomes gastriques et non dans notre série de CCIs. D’un point de vue clinique, deux signatures pronostiques indépendantes ont pu être identifiées, l’une intégrant les 2 partenaires protéiques d’ANRIL appartenant aux complexes Polycomb (surexpression d’EZH2 / sous-expression de CBX7), et l’autre représentée par la sous-expression de Δ-MALAT1, observée dans 20% des tumeurs de notre série. La présence de variants d’épissage alternatifs, de réseaux d’interactions multiples et d’une spécificité d’organe devra être prise en compte lors de l’évaluation des thérapies épigénétiques ciblant ANRIL (inhibiteurs des bromodomaines et des oncoMIRs) ou MALAT1 (ASOs) dans les cancers du sein. La deuxième partie du projet de thèse a consisté en l’analyse du transcriptome non codant des carcinomes mammaires par une stratégie pangénomique, afin d’identifier de nouveaux types de lncRNAs, tels les nouveaux lncRNAs antisens, circulaires et associés à des séquences ultra-conservées ou induisant des résistances médicamenteuses
Breast cancer is the second most common cancer and the first malignancy of women. Currently, only few biomarkers (ER, PR, receptor HER2, index Ki67) and transcriptomic signature PAM50 are included in the morphological classification and therapeutic orientation. Transcriptome genome-wide analyses unexpectedly revealed that over 80% of the DNA is transcribed into RNA. Among these noncoding RNAs, transcripts longer than 200 nt are arbitrarily qualified as long noncoding RNAs (lncRNAs). LncRNAs play a crucial role in maintenance of cellular homeostasis and present abnormal expression patterns in various diseases, including cancer. The main objective of my project was to analyze expression of lncRNAs, their functionality and their roles in breast oncogenesis. The first part focused on the study of ANRIL and MALAT1 genes, two lncRNAs whose mechanisms of action and clinical significance in breast carcinogenesis are still controversial. ANRIL and MALAT1 respectively overexpressed in 20% and 14% of tumors in our series, confirming their pro-oncogenic roles in mammary carcinogenesis. MALAT1 overexpression results in RNA-FISH by presence of huge intranuclear speckles. Complexity of their deregulation is associated with presence of various isoforms and interaction networks with miRNAs, mRNAs and other lncRNAs. Concerning PRC2/PRC1 polycomb sub-units interacting with ANRIL, EZH2 (PRC2) is normally targeted by 3 onco-suppressor miRNAs (miR-26A1, miR-125B and miR-214) that are under-expressed in our series of CCIs. The 2 oncomiRs miR-181B1 and miR-181A2 that normally target and inactivate CBX7 (PRC1) appear overexpressed in our series of CCIs, resulting from activation of the oncogene HMGA1. Concerning MALAT1, the miRNAs biogenesis complex Drosha-DGCR8-Microprocessor regulates expression levels of the splicing variant Δ-MALAT1 and the latter is involved in activation of PI3K/Akt pathway. Significant correlations were observed between MALAT1 and genes involved in alternative splicing, cell cycle, apoptosis, DNA repair and migration. Aberrant transcriptomic profiles of these two lncRNAs seem characteristics of mammary carcinomas. Thus, ANRIL (i) presents an unexpected positive association with the p16-CDKN2A/p15-CDKN2B/p14-ARF cluster in our series of CCIs, whereas this association appears negative in prostate carcinomas and (ii) epigenetically inactivates onco-suppressor miRNAs miR99a/miR-449a in gastric carcinomas, but not in our series. From a clinic point of view, two independent prognostic signatures were identified, one incorporating two protein partners of ANRIL belonging to the polycomb complexes (EZH2 overexpression / CBX7 under-expression) and the other represented by under-expression of the variant Δ-MALAT1 observed in 20% of tumors in our series. The presence of alternative splice variants, multiple interactions with mRNAs and miRNAs and organ specificity should be considered when evaluating epigenetic antitumoral drugs designed to target ANRIL (bromodomains and oncoMIRs inhibitors) and MALAT1 (ASOs) in breast cancers. The second part of the project involved analysis of non-coding transcriptome of mammary carcinomas to identify new types of lncRNAs, including new antisens lncRNAs, circular lncRNAs, induced lncRNAs, noncoding ultraconserved transcripts and lncRNAs associated with resistance to systemic treatments. The preliminary analysis performed on a small cohort of breast cancers (n=8) will allow the implementation of the main (n=40) which will enhance robustness of identified signatures

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Merdrignac, Aude. "Etude de la voie TGFβ dans le cholangiocarcinome intrahépatique : implication des ARN longs non-codants." Thesis, Rennes 1, 2019. http://www.theses.fr/2019REN1B020/document.

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Abstract:

Le cholangiocarcinome intra hépatique (CCI) est une tumeur hépatique primitive développée aux dépens des canaux biliaires. Son pronostic est mauvais avec les traitements actuels qui augmentent peu la survie des patients. Sa cancérogénèse est complexe impliquant de nombreuses voies de signalisation dont la voie TGFβ. L’hypothèse du projet est l’implication des ARN longs non-codants (ARNlnc) comme médiateurs de la voie TGFβ dans le développement du CCI. Les objectifs de notre travail étaient d’identifier des ARNlnc régulés par le TGFβ et potentiels biomarqueurs diagnostiques ou pronostiques. Nous avons identifié une signature transcriptomique spécifique du TGFβ après stimulation de lignées cellulaires de CCI. Parmi les nouveaux gènes cibles, plusieurs ARNlnc ont été identifiés dont CASC15 renommé TLINC pour TGFβ-induced long intergenic non-coding RNA. TLINC aurait un rôle dans le remodelage du microenvironnement impliqué dans la cancérogénèse du CCI notamment par la régulation de l’IL8. Ce rôle pourrait s’exercer par l’interaction avec d’autres ARNlnc déjà identifiés dans le CCI e.g. NEAT1. TLINC est surexprimé dans les tumeurs humaines de CCI et pourrait constituer un biomarqueur diagnostique. Des isoformes circulaires de TLINC mises en évidence dans les tumeurs pourraient être détectables dans le sérum et constituer des biomarqueurs non invasifs. L’analyse transcriptomique d’une cohorte de patients divisée en 2 sous-groupes de pronostic différent a identifié une signature d’ARNlnc prédictive de la survie. L’ARNlnc ANRIL, déjà connu dans d’autres cancers, est un des ARNlnc qui pourrait constituer un biomarqueur pronostique
Intrahepatic cholangiocarcinoma (ICC) is a primary liver tumor developed from bile ducts. ICC prognosis is poor with current treatments that slightly increase patient survival. ICC carcinogenesis is complex and involves multiple signaling pathways including TGFβ pathway. Our hypothesis relies on the involvement of long non-coding RNA (lncRNA) as mediators of TGFβ pathway in the development of ICC. The aim of the study was to identify and to characterize TGFβ regulated lncRNA as ICC potential diagnostic or prognostic biomarkers. We identified a specific transcriptomic signature after stimulation of ICC cell lines with TGFβ. Among the novel TGFβ target genes, several lncRNAs were identified including CASC15 renamed TLINC standing for TGFβ-induced long intergenic non-coding RNA. TLINC may play a role in the remodeling of an inflammatory microenvironment involved in ICC carcinogenesis, including the regulation of IL8. This role could be exerted by the interaction with other lncRNAs already identified in the ICC e.g. NEAT1. TLINC is overexpressed in human ICC tumors and may represent a relevant diagnostic biomarker. Circular isoforms of TLINC found in tumors may be detectable in serum and be noninvasive biomarkers. Transcriptomic analysis of tumors from a cohort of patients divided into 2 prognostic groups identified a lncRNAs signature predictive for survival. LncRNA ANRIL, already known to be upregulated in other cancers, is one of the lncRNAs that could be a prognostic biomarker in ICC

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Van, Grembergen Olivier. "Portrait, caractérisation et intérêt clinique des ARNs non codants dans le cancer du sein." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2017. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/246014.

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Abstract:

Ces dernières années, les avancées technologiques ont révélé qu’une majeure partie de notre génome est transcrit en ARNs non codants, qui sont impliqués dans de nombreuses pathologies. Dès lors, nous avons voulu, lors de cette thèse, mieux comprendre le rôle des ARNs non codants dans le cancer du sein.Dans un premier temps, nous avons étudié les micros ARNs non codants (miRs) dans un modèle cellulaire de cancer mammaire. Nous avons identifié deux miRs qui sont exprimés dans les lignées mammaires normales, mais pas dans les lignées cancéreuses. La surexpression de miR-137 entraine une diminution de la prolifération et de la migration des cellules cancéreuses. De plus, nous avons identifié que miR-137 cible directement la protéine histone déméthylase KDM5B et diminue son expression génique et protéique. Ensuite, nous avons cherché si d’autres histones déméthylases de la famille KDM5 pouvaient être régulées par les miRs. Nous avons découvert que KDM5C, qui est surexprimée dans les lignées mammaires cancéreuses, est une cible directe de miR-138. La surexpression de miR-138 dans les lignées tumorales diminue l’expression de KDM5C et entraine une chute de la prolifération cellulaire. Globalement, ces résultats révèlent que les miRs peuvent réguler les protéines épigénétiques KDM5 et contrôler la prolifération cellulaire.La deuxième partie de cette thèse est consacrée à un nouveau sujet de recherche pour la communauté scientifique :l’étude des longs ARNs non codants (lncRNAs). Des études pionnières révèlent que quelques lncRNAs sont impliqués dans les cancers du sein. Des milliers de lncRNAs existent, mais très peu ont été caractérisés. Dès lors, nous avons décidé d’évaluer globalement leur profil d’expression dans une large cohorte de cancers du sein. Nous avons identifié 215 lncRNAs dérégulés dans les tumeurs. Nos résultats révèlent que l’expression des lncRNAs permet de classer les cancers du sein en différents sous-types. Des analyses bioinformatiques ont permis de prédire leurs fonctions et leurs implications dans différentes voies moléculaires clés du cancer du sein telles que les voies PI3K/AKT/mTOR et MAPK. Nous avons également découvert que 210 lncRNAs sont des marqueurs pronostics indépendants du risque de rechute. Enfin, nous avons choisi deux lncRNAs que nous avons étudiés expérimentalement. Nous avons montré que lnc-KIN-2 contrôle la prolifération cellulaire en régulant l’expression des gènes GATA3 et ESR1. Ensuite, nous avons découvert que CYTOR, un lncRNA surexprimé dans les tumeurs mammaires, régule des gènes de la voie EGFR/mTOR et est requis pour la prolifération et la migration cellulaire ainsi que pour le maintien du cytosquelette et de la morphologie normale de la cellule.En démontrant l’importance biologique des ARNs non codants dans le développement des tumeurs mammaires, ces résultats laissent entrevoir la mise en lumière de nouveaux mécanismes par lesquels ces ARNs particuliers, qui ne codent pas des protéines, contribuent au processus de cancérogénèse et pourraient devenir des nouvelles cibles thérapeutiques.
Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine)
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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De, Clara Etienne. "Etude des longs ARNs non codants dans la leucémie aiguë myéloblastique à caryotype normal." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30280/document.

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Abstract:

Les longs ARN non codants (lncRNAs) sont définis comme des transcrits de plus de 200nt et n'ayant pas de potentiel codant. Des études récentes ont démontré que les lncRNAs pouvaient être impliqués dans la régulation de la transcription, de la traduction, de la différenciation cellulaire, de l'expression génique, du cycle cellulaire et des modifications de la chromatine. De plus, il a été montré un impact fonctionnel de certains lncRNAs dans le processus de cancérogenèse mais nos connaissances actuelles sur ces molécules dans le cancer, et plus particulièrement dans la leucémie, restent extrêmement limitées. Au cours de cette étude, nous avons analysé l'expression des lncRNAs par RNA-sequencing sur 40 patients atteints de leucémie aiguë myéloblastique (LAM) à caryotype normal. Parmi les 11065 lncRNAs exprimés dans nos échantillons, nous avons identifié une signature de lncRNAs associée à la mutation de NPM1. Afin de mettre en évidence les fonctions putatives des lncRNAs sélectionnés, nous avons utilisé un algorithme de prédiction d'interaction protéine/ARN. De manière intéressante, plus de la moitié des lncRNAs présentent des sites d'interactions potentiels à SUZ12, une sous unité du complexe PRC2 (Polycomb repressive complex 2), connu pour être recruté par des lncRNAs pour la régulation épigénétique de gènes cibles. Par RNA immunoprécipitation (RIP) de SUZ12, nous avons pu démontrer que le lncRNA XLOC_087120 interagissait avec SUZ12. De plus, son expression est anti-corrélée avec celle des gènes voisins codants des histones, suggérant un rôle dans la régulation négative des histones par ce lncRNA. L'impact de la dérégulation de XLOC_087120 sur les histones a été confirmé par des expériences de surexpression et d'inhibition de ce lncRNA dans des lignées de LAM. De plus, même si la mutation NPM1 ne semble pas affecter directement l'expression de ce lncRNA, des expériences d'infection de la forme mutée de NPM1 dans une lignée LAM ont montré que NPM1 pourrait réguler la localisation nucléaire/cytoplasmique de XLOC_087120 et moduler sa fonction de répresseur. En conclusion, ces données suggèrent que les lncRNAs sont des facteurs clés dans la pathogenèse des LAMs
Long noncoding RNAs (lncRNAs) are defined as RNA transcripts that are larger than 200 nt but do not appear to have protein- coding potential. Recent studies have demonstrated that lncRNAs regulate many processes such as transcription, translation, cellular differentiation, gene expression regulation, cell cycle regulation, and chromatin modification. Cumulative evidence points towards an important role of lncRNAs in cancer initiation, development, and progression. However, our overall knowledge of lncRNAs in cancer, including leukemia, remains extremely limited. In this study, we investigated lncRNA expression by RNA-sequencing in 40 acute myeloid leukemia (AML) patients with normal karyotype. Among 11065 lncRNA expressed in our samples, we identified specific lncRNA signature associated with the presence of NPM1 mutation. To go further into the putative function of these lncRNAs, we used catRAPID Omics algorithm to predict potential protein partners. Interestingly, the majority of the selected lncRNAs contains putative SUZ12 binding sites, a PRC2 (Polycomb Repressive Complex 2) component known to be linked to lncRNAs and to epigenetically regulates target genes. By using SUZ12 RNA Immunoprecipitation, we identify one lncRNA named XLOC_087120 linked to SUZ12. XLOC_087120 is located in a region enriched in histone genes. Pearson correlation showed a significative anti-correlation between XLOC_087120 and histone neighboring coding gene expression suggesting a role of this lncRNA in the regulation of histone genes. The impact on histone genes expression was confirmed by overexpression and inhibition of XLOC_087120 in AML cell lines. Overexpression of NPM1 mutant in an AML cell line showed that NPM1 modulates the nuclear/cytoplasmic localization of XLOC_087120 and consequently its repressive function. Altogether, these data suggest that lncRNAs should be considered as key players in the pathogenesis of acute myeloid leukemias

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Héricher, Gaultier. "Étude du rôle de l’ARN Tuna dans le contexte de pluripotence des cellules souches." Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66709.

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Abstract:

Le développement embryonnaire est un processus complexe finement régulé spatio-temporellement par de nombreux acteurs, qu’ils soient ADN, ARN ou protéines. De récents résultats suggèrent un rôle clef dans le développement et les maladies pour une sous-catégorie des ARNs impliqués dans ces mécanismes, les longs ARNs non-codants (lncRNAs). Caractérisés par leur incapacité à produire des protéines, ils sont difficiles à étudier par leur manque de conservation en séquence et leur expression tissu-spécifique. Ici, nous étudions un lncRNA conservé, Tuna (Tcl1 Upstream Neuron-Associated lncRNA), nécessaire au maintien de l’état pluripotent des cellules souches et essentiel à leur différenciation en neurones. Toutefois, les mécanismes dans lesquels cet ARN est impliqué restent inconnus. Pour y répondre, nous avons analysé des données de séquençage d’ARN de différenciation neuronale d’ESCs murines. Nous avons identifié deux nouvelles isoformes spécifiquement exprimées dans les ESCs, sht.Tuna et alt.Tuna. Cette dernière est le résultat de l’épissage alternatif de l’exon 1 de Tuna. Cet épissage alternatif est également observé chez l’humain, démontrant une conservation du traitement de l’ARN entre la souris et l’Homme. Ces deux isoformes sont plus courtes d’environ 1,5kb à l’extrémité 3’ que le transcrit prédit de Tuna (full.Tuna). En effet, l’isoforme full. Tuna n’a pas pu être détectée dans les ESCs, et la surexpression de sht.Tuna a permis d’améliorer la reprogrammation vers l’état pluripotent. Ceci suggère que le rôle de Tuna est mécanistiquement différent dans les ESCs et les neurones. D’autre part, Tuna présente une région hautement conservée (~200bp) contenant un potentiel cadre de lecture pour un peptide de 48 acides aminés, détectable par surexpression de constructions tagguées FLAG. La mutation du codon AUG de cette séquence codante a abrogé l’effet de l’ARN sur la reprogrammation. Ceci implique un rôle du peptide dans l’acquisition de la pluripotence. Par ailleurs, Tuna a été détecté dans les fractions poly-ribosomales et cytoplasmiques d’ARN, supportant son éventuel potentiel codant. Ensemble, ces résultats démontrent que l’épissage alternatif et le potentiel codant d’un locus propre à un lncRNA est complexe et que cet ARN pourrait avoir de multiples fonctions dépendantes de l’état cellulaire
Embryonic development is a complex process finely regulated in time and place by numerous actors such as DNA, RNA, and proteins. Emerging evidence suggests a key role in development and disease for a subcategory of RNAs implicated in those mechanisms, the long non-coding RNAs (lncRNAs). Characterized by their incapacity to produce proteins, they have proven to be challenging to study due to the lack of sequence conservation and their tissue-specific expression. Here, we focus on a conserved lncRNA, Tuna (Tcl1 Upstream Neuron-Associated lncRNA), that is required for maintaining embryonic stem cells (ESCs) in an undifferentiated state but is also essential for their differentiation towards a neuronal cell fate. However, the mechanism behind this dual role remains largely unknown. To address this, we analyzed available RNA-seq data on mouse ESC differentiation towards neurons. We identified two novel isoforms specifically expressed in ESCs, sht.Tuna and alt.Tuna. The latter isoform was the result of alternative splicing of the exon 1 of Tuna. This alternative splicing was also observed in human ESCs demonstrating a conserved processing of the RNA between mouse and human cells. Both new isoforms were ~1.5kb shorter at the 3'-end than the predicted full transcript of Tuna (full.Tuna). In fact, we failed to detect the full.Tuna isoform in ESCs, and overexpression of sht.Tuna isoform enhanced reprogramming to a pluripotent stem cell state. This suggests that the role of Tuna is mechanistically different in ESCs than in neurons. Besides, Tuna also contains a highly conserved region (~200bp) harboring a predicted 48-amino-acids coding sequence that is detectable upon overexpression if FLAG-tagged. Mutating the start codon of this peptide's coding sequence abrogated the enhanced reprogramming effect. This infers a role for the peptide in the acquisition of a pluripotent state. Moreover, Tuna was detected in poly-ribosomal and cytoplasmic RNA fractions further supporting a peptide coding potential. Taken together, our results demonstrate that alternative splicing and coding potential of a particular lncRNA locus is complex and that a lncRNA may have multiple functionality depending on cell state.

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Galipon, Joséphine Françoise. "La régulation de longs arn non-codants chez la levure S. Pombe pendant la réponse au stress par manque de glucose." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066213.

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Abstract:

La transcription d’ARN non-codants (lncRNA) par l'ARN polymérase II en cis du gène de la fructose-1,6-bisphosphatase (fbp1+) lors du stress par manque de glucose est nécessaire pour induire son expression chez la levure Schizosaccharomyces pombe. Ce gène code pour une enzyme essentielle à la néoglucogénèse (Hirota et al. 2008). Cette étude redéfinit ces lncRNA en tant que 'longs ARNs non-codants induits par le stress métabolique' (mlonRNA). Le séquençage brin-spécifique de l'ARN génomique a également révélé la présence d'un lncRNA antisens (as-lncRNA) au même locus qui disparaît promptement lors du stress métabolique (Oda et al. , manuscrit en préparation). La demi-vie des mlonRNA et as-lncRNA est beaucoup plus courte que celle de l'ARN messager (ARNm) de fbp1+. Ils sont porteurs d'une guanosine méthylée ou coiffe en 5 prime, et sont partiellement dégradés par l'intermédiaire de Rrp6, cofacteur de l'exosome nucléaire qui dégrade les ARN de 3 prime en 5 prime. Bien que partiellement dégradés dans le noyau, la majorité d'entre eux sont exportés et s'accumulent au niveau des polysomes. La stabilité des as-lncRNA est régulée différemment de celle des mlonRNA dans le cytoplasme. Les mlonRNA et as-lncRNA sont tous porteurs d'un nombre très important de courtes phases ouvertes de lecture (ORF) comparé à la moyenne génomique, mais seuls les as-lncRNA sont sensibles à la voie de dégradation des ARNm non-sens (NMD). Les uORF des mlonRNA ayant une composition relativement élevée en codons rares, il se pourrait qu'ils constituent l'une des premières cibles naturelles de la voie de dégradation des ARNm sujets à des arrêts prématurés de traduction (NGD) (Galipon et al. 2013)
The transcription of long non-coding RNAs (lncRNA) in cis of the gene coding for fructose-1,6-bisphosphatase (fbp1+) is necessary for its induction in response to glucose starvation in fission yeast. This gene encodes an enzyme that is essential for gluconeogenesis (Hirota et al. 2008). This study redefines these lncRNAs as « metabolic stress-induced long non-coding RNAs » (mlonRNA). Strand-specific RNA sequencing also revealed the presence of an overlapping antisense RNA (as-lncRNA) that promptly disappears upon glucose starvation (Oda et al. Unpublished data). The half-lives of mlonRNA and as-lncRNA are significantly shorter than that of fbp1+ messenger RNA (mRNA). They carry a 5’-methylguanosine cap and are partially degraded by the nuclear exosome cofactor Rrp6, which promotes the degradation of transcripts in the 3’-to-5’ direction. Both sense and antisense lncRNAs are however exported to the cytoplasm where they are bound by multiple ribosomes. These mlonRNA and as-lncRNA carry significantly more short open reading frames (ORF) than the genomic average, but only as-lncRNA is targeted by the nonsense-mediated RNA decay (NMD) pathway. On the other hand, since most short ORFs on mlonRNA are enriched in rare codons compared to the fbp1+ ORF, they may constituted one of the first natural targets of the recently discovered no-go decay (NGD) pathway (Galipon et al. 2013)

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Moreno, Leon Laura. "Étude d'un long ARN non codant induit par l'hypoxie et associé à l’agressivité des adénocarcinomes bronchopulmonaires." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017AZUR4144.

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Abstract:

Les cancers bronchopulmonaires non à petites cellules (CBNPC) sont la première cause de décès par cancer, les adénocarcinomes étant la forme la plus fréquente. Malgré une prise en charge précoce, ils constituent, par leur taux de récidive important et leur mauvais pronostic, un véritable problème de santé publique. Nous nous intéressons à l'hypoxie, un facteur agressivité des ADC, et à la famille des longs ARNs non codants (lncARNs), dérégulés dans de nombreux cancers et en réponse à l'hypoxie, mais peu caractérisés sur le plan structural et fonctionnel. Ces transcrits représentent un espoir pour le développement de nouvelles thérapies. Au cours de ma thèse, j'ai identifié une dizaine de lncARNs régulés par l'hypoxie in vitro et in vivo dans des ADC de stades précoces. j'ai caractérisé NLUCAT1, un transcrit nucléaire induit par l'hypoxie. L'invalidation de ce transcrit par le système CRISPR/Cas9 a révélé une diminution de la prolifération et de l'invasion cellulaires, et une augmentation du stress oxydatif et de la sensibilité au cisplatine, traduisant un potentiel rôle pro-oncogénique de ce transcrit dans les ADC. L'analyse du transcriptome a révélé une répression des réseaux de gènes contrôlés par NRF2, HIF et NFkβ dans les cellules déficientes pour NLUCAT1. Nous avons notamment identifié des gènes de la réponse anti-oxydante régulés par NRF2 dont l'ARN interférence mime en partie les conséquences de l'inactivation de NLUCAT1 sur l'apoptose. Nos résultats démontrent que NLUCAT1 exerce des activités pro-tumorales dans les ADC et suggère qu'il pourrait représenter une cible thérapeutique potentielle dans ce type de cancer
Non Small Cell Lung Cancer (NSCLC) is the leading cause of cancer death worldwide, with poor prognosis and a high rate of recurrence despite early surgical removal. It is therefore essential to identify new prognostic markers and new therapeutic targets. We are interested in gene regulation related to hypoxia, a factor associated with relapse of lung adenocarcinomas (LUAD). The roles of long non coding RNAs (incRNAs) in cancer development and hypoxic response are largely unexplored. A transcriptome profiling of early-stage LUAD samples indicated that a set of incRNAs was correlated to a metagene hypoxic signature. Some of these transcripts were also sensitive to hypoxia in LUAD cell lines. We focused on a new "hypoxaLinc", named NLUCAT1 that is strongly up-regulated by hypoxia in vitro and correlated to hypoxic markers and bad prognosis in LUAD samples. Full molecular charactherization of NLUCAT1 showed that LUCAT1 is mainly regulated by NF-kβ and NRF2 transcription factors. Targered deletion of NLUCAT using CRISPR/CAS9 in A549 LUAD cell line, revelated a decrase in proliferative and invasive properties, an increase in oxidative stress and a higher sensisivity to displatin-induced apoptosis. We identified genes of the NRF2-regulated and anti-oxidant response whose RNA interference partially mimicked the consequences of NLUCAT1 inactivation on ROS-dependent caspase activation. Overall, our data strongly demonstrate that NLUCAT1 exerts pro-tumoral activities in early stages hypoxic LUADs ans suggest it could represent a new potential therapeutic target in lung cancer

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Morelle, Geoffrey. "Les ARN de transfert, une nouvelle source de petits ARN non-codants chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAJ015/document.

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Abstract:

Au cours de ces 10 dernières années une nouvelle classe de petits ARN non-codants nommés "tRNA-derived fragments" (tRFs) a été caractérisée. Tandis que le rôle canonique des tRNA est bien connu, les raisons pour lesquels des fragments de tRNA s'accumulent dans la cellule restent inconnues. Actuellement, peu d'informations sont disponibles sur leurs biogenèses et leurs rôles biologiques, mais les preuves montrant leur importance dans la régulation de l'expression des gènes augmente régulièrement. Cependant, peu de données sont disponibles chez les plantes. A l'aide d’expérience de "deep-sequencing" et de northern blot nous avons confirmé l'existence d'une grande population en tRFs d'origine variée. A la suite de ces observations, trois questions sont établies. Tout d'abord, quelles sont les enzymes responsables de la biogenèse des tRFs. Ensuite, où les tRFs sont générés. Enfin, est-ce que les tRFs sont des sous-produits de la dégradation des tRNA ou ont-ils une fonction biologique?
During the last decade, a new class of small non-coding RNAs called tRNA-derived fragments (tRFs) has emerged. Whilst the canonic role of tRNA is well-known, the reason(s) why stable tRFs remains in the cell is unknown. Indeed, the number of tRFs has rapidly increased in various evolutionary divergent organisms. To date, only few data on their biogenesis and on their biological roles is known but their importance in the regulation of gene expression and in cell life is expanding. In plants, the existence of tRFs has also been reported but only few data are available. Using deep-sequencing on various small RNA libraries from Arabidopsis thaliana and Northern blots experiments, we confirmed the existence of a large but specific population of tRFs. Following these observations, three questions are addressed. First, what are the enzymes responsible for tRFs biogenesis, second where are tRFs generated and third, are tRFs merely degredation by-products or do they have biological functions?

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Marques, Mandin Pierre. "Régulation de la virulence de Listeria monocytogenes : systèmes à deux composants et ARN non codants." Paris 7, 2006. http://www.theses.fr/2006PA077133.

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Abstract:

Listeria monocytogenes, une bactérie à Qram positif, est l'agent pathogène de la listériose, une maladie relativement rare mais grave et associée à une mortalité élevée. Les systèmes à deux composants sont des systèmes protéiques de transmission de signal qui permettent à la bactérie de sentir et de répondre aux signaux de l'environnement. Dans une première partie de cette thèse, nous avons caractérisé le rôle d'un système à deux composants,VirR / VirS, identifié lors de l'analyse de mutants non infectieux chez la souris, dans la virulence de L. Monocytogenes. Nous avons déterminé l'ensemble des gènes régulés par VirR. Ce système est impliqué dans la régulation de l'expression de protéines impliquées dans la modification de la surface bactérienne, ce qui pourrait expliquer le rôle de VirR/VirS dans la virulence. Les ARNnc modulent l'expression génétique en s'appariant à leurs ARN messagers cibles ou en liant des protéines régulatrices. Dans une deuxième partie de cette thèse, nous avons recherché la présence d'ARNnc dans le génome de L monocytoQenes en utilisant différentes approches bioinformatiques. Nous avons identifié 12 ARNnc au sein de la bactérie, dont les ARN conservés dans tous le royaume bactérien RnpB, SsrA et SsrS. Les neufs autres ARNnc on été nommés Rli pour ARNnc de Listeria. Afin de mieux caractériser la fonction des Rlis, nous avons développé un programme nous permettant de prédire les cibles ARNm potentielles des ARNnc. Ces prédictions ont été confirmées expérimentalement, validant notre programme. L'ensemble de ces résultats permet de mieux comprendre les réseaux complexes de régulation intervenant dans le processus adaptatif de la bactérie
Listeria monocytogenes, a gram positive bacterium, is the causative agent of listeriosis, a relatively rare disease but associated with a high mortality rate. Two component Systems are couples of proteins which allow bacteria to sense and respond to their environment. In a first part of this thesis. We characterized the role of a previously unidentified two component system of L. Monocytogenes, VirR/VirS, in the virulence of the bacterium. Usinq macroarrays, we have determined the genes controlled by VirR. This System regulates genes implicated in the modification of bacterial surface components, which may explain the role of VirR/VirS in virulence. Non coding RNAs (ncRNAs) modulate gene expression by pairing to messenger RNAs or by interacting requlatory proteins. In a second part of this thesis, we have searched for ncRNA genes in the genome of L. Monocytogenes using various bioinformatic approaches. 12 ncRNA were discovered and experimentally characterized, includinq RnpB. SsrA and SsrS which are conserved in all bacteria. The 9 other novel ncRNAs were named Rli for ncRNA in Listeria. In order to better characterize the function of the Rlis. We developed a program to predict potential mRNA targets of ncRNAs. Pur first experimental data validate pur method and suggest that it could be used as a general tool to search for ncRNA targets. These results allow a better understanding of the complex regulatory networks involved in the bacterial adaptive process

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Chevalier, Clément. "Fonctions et mécanismes d'action de l'ARNIII et de nouveaux ARN non codants de Staphylococcus aureus." Strasbourg, 2009. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2009/CHEVALIER_Clement_2009.pdf.

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Abstract:

Il est maintenant bien établi que l'ARN est un des acteurs clés de la régulation de l'expression des gènes dans tous les organismes vivants. Chez les bactéries, plus de 10% du génome est suspecté coder pour des ARN régulateurs. Alors que dans les bactéries Gram-négatif, plus de 80 ARN ont été identifiés et que plusieurs d’entre eux régulent divers processus adaptatifs (changement de l’environnement, stress, virulence), peu de données existaient dans les bactéries Gram-positif au début de ma thèse. L’objectif de mon projet a été de caractériser et d’analyser la fonction et les mécanismes d’action de nouveaux ARN dans la bactérie pathogène Staphylococcus aureus. Staphylococcus aureus produit un grand nombre de facteurs de virulence qui sont finement régulés par l‘intervention coordonnée de protéines et d’ARN. Ainsi, l'ARNIII qui est induit en réponse à la densité cellulaire, était connu pour réguler l’expression de plus de 40 gènes de virulence. Par l’utilisation combinée d’approches expérimentales complémentaires, nous avons montré que l’ARNIII agit principalement comme ARN antisens en se fixant à de multiples ARNm codant pour une famille de facteurs de virulence et pour la protéine de régulation de la transcription Rot. Dans tous les cas, l’ARNIII utilise un motif conservé riche en cytosines pour interagir avec ses ARNm. Selon la structure de l’ARNm, les complexes générés adoptent des topologies variées (duplex irrégulier, interaction boucle-boucle). Ces complexes stables empêchent la formation du complexe d’initiation de la traduction et génèrent des sites spécifiques pour l’endoribonucléase III (RNase III) qui initie la dégradation des ARNm réprimés. L’ARNIII et la RNase III agissent de manière coordonnée pour réprimer de manière irréversible la synthèse des facteurs de virulence. Par ailleurs, en réprimant la traduction de l’ARNm rot qui code pour un répresseur des exotoxines, l’ARNIII régule de manière indirecte l’expression de nombreux autres gènes. L'ensemble de nos données a permis d’intégrer l’ARNIII dans un réseau de régulation complexe de la virulence. Dans le but d'élargir ce réseau, nous sommes ensuite partis à la recherche de nouveaux ARN non-codants (ARNnc). Une approche de génomique comparative des régions intergéniques incluant différents outils bioinformatique et l’analyse de leur expression nous ont conduit à l’identification de 11 nouveaux ARNnc (RsaA-K) de S. Aureus. Alors que ces ARN sont tous stables et majoritairement exprimés en phase stationnaire, leurs tailles et leurs degré de conservation sont différents. Leur expression est régulée en réponse à divers stress et par différents régulateurs de la transcription, comme le facteur Sigma B. Bien que la fonction de la plupart de ces ARN reste encore à déterminer, nous avons montré que RsaE réprime la synthèse de plusieurs protéines impliquées dans diverses voies métaboliques. La plupart de ces ARN possèdent le même motif riche en C que l'ARNIII, indiquant l'existence d'une classe d'ARNnc qui agirait par un mécanisme commun sur leurs gènes cibles. Toutes nos données permettent d’ores et déjà d’appréhender les réseaux de régulation dans lesquels ces ARN sont impliqués et suggèrent des connections possibles entre le métabolisme, la réponse au stress et la virulence de S. Aureus
To date, it is well established that RNA play a key role in gene regulation. In bacteria, more than 10% of the genome is supposed to encode for regulatory RNAs. Whereas in Gram-negative bacteria more than 80 non coding RNAs (ncRNA) have been identified to be involved in various processes (virulence, stress, environmental changes), only few were identified in Gram-positive bacteria when I started my thesis. Thus, the aim of my work was to identify and analyze the function and the mechanisms of action of new ncRNAs in the pathogenic bacterium Staphylococcus aureus. Staphylococcus aureus expresses more than 50 virulence factors that are tighly regulated by proteins but also, in some cases, by RNAs. For example, RNAIII which responds to cell density, was known since several years to regulate by itself the expression of 40 virulence factors. Using different complementary approaches, we have shown that RNAIII acts mainly as an antisens RNA and binds multiple mRNAs encoding either virulence factors or the transcriptional regulator Rot. In each case, RNAIII uses a conserved C rich motif to interact with its mRNA targets. According to the structure of the mRNAs, these interactions lead either to the formation of an extending duplex or a loop-loop complex. These interactions prevent the formation of the ternary complex of translation initiation and further allow a rapid degradation of mRNAs by the RNAse III. Thus, RNAIII and RNase III act in a coordinated way to irreversibly repress the expression of the virulence factors. In addition, by repressing rot mRNA, which encodes for a repressor of toxins, RNAIII indirectly regulates many others genes. These data confirmed that RNAs may be key factors in a complex regulatory network of virulence. In order to unravel whether other non coding RNAs could be involved in virulence regulation, we decided to identify new ncRNAs in S. Aureus. We focused our attention on intergenic regions and using different bioinformatic tools, we finally identified 11 new ncRNAs (RsaA-K) in S. Aureus. Whereas most of these RNA are stable and expressed in stationary growth phase, their size and their conservation vary. Interestingly, most of Rsa RNA carry the same C rich motif than RNAIII suggesting a common mechanism to regulate gene expression. Although the function of most of Rsa RNA is still unknown, we showed that RsaE, whose expression is induced by the agr system, represses the translation of several proteins involved in the metabolism. All together, our data suggest the existence of a link between metabolism, stress response and virulence

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Sellem, Eliaou. "Les petits ARN non codants du spermatozoïde bovin : de potentiels biomarqueurs de la fertilité mâle ?" Thesis, université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPASB008.

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Abstract:

L’utilisation de taureaux subfertiles entraîne des pertes de production, une augmentation du taux de réforme des vaches pour infertilité et un gaspillage des ressources. C’est pourquoi le contrôle qualité de la semence utilisée en Insémination Animale est une préoccupation majeure des entreprises de sélection. Divers protocoles de contrôle qualité ont été développés au cours des dernières décennies, exploitant des biomarqueurs et des paramètres fonctionnels clés mesurés par cytométrie en flux. Toutefois, la capacité prédictive de ces tests reste limitée et ne permet pas d’identifier les taureaux subfertiles. C’est pourquoi des travaux ont été entrepris dans le cadre du LabCom SeQuaMol, afin d’explorer l’intérêt de l’épigénome spermatique comme biomarqueur de fertilité chez les taureaux. Ainsi, les travaux menés au cours de cette thèse ont portés sur les petits ARNs non codants (sncRNA), dont le rôle au cours de la spermatogénèse et de la fécondation a été suggéré et démontré. L’amélioration des connaissances sur le contenu en sncRNA du spermatozoïde bovin éjaculé avait comme objectif pratique de développer un outil permettant de fiabiliser la prédiction en routine de la fertilité des taureaux. Les travaux ont été organisés selon trois axes : l’établissement du contenu exhaustif en sncRNA du sperme bovin éjaculé, l’étude de la dynamique d’expression de ces sncRNAs au cours de la maturation épididymaire et l'identification in fine de biomarqueurs associés à la fertilité des taureaux
Most dairy cows are inseminated and sub-fertile bulls can have an overall dramatic negative impact on the sustainability of the dairy sector. The bull fertility prediction, through efficient quality control (QC) procedures is thus crucial for the cattle breeding sector. Over the last decades, several biomarkers and quality control procedures have been proposed to guarantee semen fertility, including assessment of key functional parameters using flow cytometry. However, their relevance for routine QC has yet to be ascertained and their predictive value is too limited to confidently discard subfertile bulls. Thus, studies have been conducted by LabCom SeQuaMol to explore to what extent the bull sperm epigenome may be relevant to improve fertility prediction. In this respect, this PhD thesis was focused on small noncoding RNAs (sncRNAs), which have been shown to play a role in spermatogenesis and fertilization. We aimed at improving the scientific knowledge on bull sperm sncRNA content in order to develop a routine tool to predict bull fertility. The work has been organized according to three main themes: providing a comprehensive overview of cattle sperm sncRNA, studying their expression dynamics during sperm maturation along epididymis and identifying biomarkers associated with bull fertility

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Tran, Van Giang. "Régulation de l'expression du gène Igf2 : nouveaux promoteurs et implication de longs ARN non-codants." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20022/document.

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Abstract:

L'expression du gène Igf2, qui est soumis à l'empreinte génomique parentale chez les mammifères, est hautement régulée au cours du développement embryonnaire et de la période périnatale grâce à divers mécanismes transcriptionnels et post-transcriptionnels. Ces mécanismes mettent à contribution de longs ARN non codants produits au sein même du locus, dont le plus connu est l'ARN H19. En utilisant une approche de complémentation génétique par un transgène H19 dans myoblastes H19 KO de souris, nous démontrons l'existence de plusieurs nouveaux promoteurs d'Igf2. L'un de ces promoteurs, qui est conservé chez l'homme, peut être activé par un ARN ectopique antisens d'H19 (lncARN 91H) en dépit d'une méthylation complète de la région de contrôle empreinte située en cis sur le même allèle. Nous montrons également que les lncARN 91H présentent une certaine spécificité tissulaire et que leur transcription peut être initiée à partir des séquences conservées CS4, CS5 et CS9 situées en aval du gène H19. Quant à l'ARN H19, qui est l'ARN non codant majeur du locus, il semble pouvoir réguler ses transcrits antisens dans les myoblastes H19 KO complémentés par le transgène H19, mais surtout il participe activement à la régulation post-transcriptionnelle du gène Igf2 chez la souris. Nous observons en effet qu'il favorise la coupure endoribonucléolytique de l'ARN Igf2 par un mécanisme qui reste à découvrir. Enfin, nous mettons en évidence l'existence d'un l'arrêt de l'élongation de la transcription du gène d'Igf2, pour lequel nous proposons un modèle de régulation faisant intervenir un autre long ARN non codant du locus: le lncARN PIHit. Au-delà des mécanismes qui restent à explorer, nos résultats renforcent l'idée que la structure tridimensionnelle de la chromatine participe à la régulation de l'expression des gènes chez les mammifères
In mammals, the expression of the Igf2 gene, which is subject to parental genomic imprinting, is tightly regulated during embryonic development and the perinatal period through several transcriptional and post-transcriptional mechanisms. These mechanisms are involving long non-coding RNAs (lncRNAs) produced within the locus; among them the best known is probably the H19 RNA. Using a genetic complementation assay consisting in transfections of an H19 transgene into H19 KO myoblasts, we discovered several novel Igf2 promoters in the mouse. One of these promoters, that is conserved in the human, can be activated by ectopic H19 antisens RNAs (91H lncRNAs) despite a complete methylation of the Imprinting-Control Region located in cis on the same allele. We also show that the 91H lncRNAs possess some tissue-specific features and that their transcription can be initiated from the CS4, CS5 and CS9 conserved sequences located downstream of the H19 gene. On the other hand, the H19 RNA, that is the major lncRNA of the locus, appears to regulate its antisense transcripts in H19 KO myoblasts complemented with the H19 transgene, but its major function seems to be in regulating post-transcriptionally the Igf2 gene expression. Indeed, we have observed that it favours the endoribonucleolytic cleavage of the Igf2 messenger RNAs through a mechanism that remains to be elucidated. Finally, we reveal the existence of a premature transcriptional elongation stop of the Igf2 gene, for which we propose a regulation model involving another lncRNA of the locus: the PIHit lncRNA. Beyond the mechanisms that remain to be explored, our results strengthen the idea that, in mammals, the three-dimensional organization of the chromatin is involved in regulating gene expression

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Zangrando, Jennifer. "Implication des ARNs non codants dans l'infarctus du myocarde et le remodelage ventriculaire post-infarctus." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0109/document.

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Abstract:

L’infarctus du myocarde (IDM), responsable du remodelage ventriculaire, peut conduire, s’il est délétère, à l’insuffisance cardiaque (IC), principale cause de mortalité à travers le monde. Les récentes découvertes ont montré l’implication des ARNs non codants, microARNs (miARNs) et les longs ARNs non codants (lncARNs), dans les processus physiologiques et pathologiques et notamment dans les maladies cardiovasculaires. L’objectif de ce travail a été d’étudier le potentiel des miARNs et des lncARNs en tant que biomarqueurs pronostiques et diagnostiques ainsi qu’en tant que cibles thérapeutiques dans l’IDM et le remodelage ventriculaire. Dans un premier temps, nous avons évalué le pouvoir diagnostique des miARNs sur une cohorte de patients présentant des douleurs thoraciques. Le miR-208b et le miR-499 ont montré une bonne capacité diagnostique de l’IDM, ne dépassant toutefois pas celle des troponines. Nous avons ensuite observé que le miR-150 présente une plus faible concentration dans le sang de patients avec un remodelage ventriculaire post-IDM par rapport aux patients sans remodelage, le positionnant comme un biomarqueur intéressant dans le pronostic de l’IC. Enfin, nous avons montré une régulation importante de plusieurs lncARNs dans le cœur de souris, 24 heures après IDM et 2 lncARNs, MIRT1 et MIRT2, ont été mis en avant pour leur association avec le remodelage. En conclusion, nos études ont montré l’utilité des ARNs non codants pour améliorer l’identification des patients à risque de développer une IC après IDM et ont permis également de mettre en évidence de nouvelles cibles thérapeutiques qui pourraient prévenir le remodelage ventriculaire post-IDM
Myocardial infarction (MI responsible for left ventricular remodeling which can be deleterious and the development of heart failure (HF). HF is one of the leading causes of mortality worldwide and despite many improvements, it remains a major challenge in clinical practice. Recent discoveries in genomics have showed the involvement of non-coding RNAs, including microRNAs (miRNAs) and long non-coding RNAs (lncRNAs), in physiological and pathological processes and notably linked to cardiovascular diseases. The goal of this work was to study the potential of miRNAs and lncRNAs as prognostic and diagnostic biomarkers and as therapeutic targets in MI and left ventricular remodeling leading to HF. First, we evaluated the diagnostic value of miRNAs in patients with chest pain. MiRNA-208b and miR-499 have shown a good diagnostic capacity for MI. However, these miARNs failed to improve the diagnosis of MI by troponins. MiRNA-208b could also predict patient mortality after MI but this capacity was modest. Then, we observed that miR-150 was present at a low level in the blood of patients with left ventricular remodeling post-MI compared to patients without remodeling. Therefore, miRNA-150 is an interesting prognostic biomarker. Finally, we have shown a significant regulation of several lncRNAs in mouse heart, 24 hours after MI, and 2 lncRNAs, MIRT1 and MIRT2, have been demonstrated for their association with left ventricular remodeling. In conclusion, our studies have shown the utility of non-coding RNAs to improve the identification of patients at risk of developing HF after MI and also allowed to identify potential therapeutic targets to prevent left ventricular remodeling

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Girard, Marie-Josée. "Implication du long ARN non-codant Neat2 dans la prolifération et le métabolisme énergétique des hépatocytes." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/30273/30273.pdf.

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Abstract:

NEAT2 est un long ARN non-codant surexprimé dans plusieurs cancers. Toutefois, les études actuelles ne sont qu’associatives et ne permettent pas d’établir de lien direct de cause à effet ainsi que son mécanisme d’action dans la carcinogenèse. Dans cette étude, nous avons déterminé le rôle de NEAT2 et de ses domaines fonctionnels dans la prolifération et le métabolisme énergétique des hépatocytes. La prolifération était diminuée significativement (14-35%) lorsque l’expression de NEAT2 a été rendue génétiquement faible ou inexistante dans les modèles d’hépatocytes humains et de fibroblastes embryonnaires de souris. À l’opposé, la prolifération cellulaire était significativement augmentée (27-33%) dans les hépatocytes murins surexprimant les segments NEAT2 et mascRNA. Le domaine mascRNA entraîne également une augmentation significative de l’entrée de glucose dans la cellule. En somme, ces résultats démontrent l’importance de mascRNA dans la prolifération cellulaire et le métabolisme du glucose des hépatocytes.
NEAT2 is a long ncRNA overexpressed in a various type of cancer. However, whether NEAT2 directly impacts on carcinogenesis remains poorly investigated. Here, we report the role of NEAT2 and its functional domains on proliferation and energy metabolism of hepatocytes. In this study, we show a significant decrease in proliferation (14-35%) after knocked-down or knockout of NEAT2 expression in both human hepatocytes and mouse embryonic fibroblasts. On the other hand, we observed a significant increase in proliferation (27-33%) in mice hepatocytes overexpressing NEAT2 and the mascRNA domain. The overexpression of the mascRNA domain also resulted in a significant increase in cellular glucose uptake, suggesting a role in glucose utilization. Our study highlights the significance of NEAT2 and its mascRNA domain in cellular proliferation and glucose metabolism. These data suggest an important role for the mascRNA domain in the regulation of hepatocyte proliferation by NEAT2.

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Endale, Ahanda Marie-Laure. "Etude du transcriptome non-codant chez le poulet." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA110339.

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Abstract:

Ces dernière années ont mis en lumière l'immense complexité du transcriptome eucaryote et révélé une multitude d'ARN non-codants impliqués dans un grand panel de processus biologiques. Les travaux présentés ici proposent d'explorer leur expression chez le poulet et chez l'homme et de rechercher leur implication dans différentes maladies aussi bien infectieuses que génétiques. Nous avons identifié des ARN non-codants dans des banques d'ADN complémentaires de tissus immuns activés de poulet. Et l'étude de leurs profils d'expression, au cours d'une infection virale suggèrent qu'ils pourraient réguler l'expression de gènes impliqués dans la défense de l'hôte contre les pathogènes. Ensuite, nous avons montré que la présenced'une forme mutée de la protéine CFTR, responsable de la mucoviscidose chez la plupart des patients, augmente l'expression de plusieurs microARN parmi lesquels, miR-125a dont l'une des cibles pourait êre impliquée dans la maladie. Puis, nous avons suivi l'espression des microARN, chez le poulet, après infection par des pathogènes entériques et détecté l'expression différentielle de mirocARN impliqués dans le contrôle de la réponse inflammatoire et dans l'apoptose; Enfin, nous avons découvert des microARN exprimés différentiellement suite à l'infection de cellules épithéliales par le virus influenza H1N1 sauvage ou un mutant incapable d'exprimer un des facteurs de la virulence, et avons identifié les voies de signalisation qu'ils réguleraient
In the last decade, the complexity of the transcription in the eukaryotic genomes was discovered, and revealed thousands of noncoding RNAs involved in a large range of biological processes. This work explores their expression and involvement in infectious and genetic diseases in chicken and human. First we identified noncoding RNAs from chicken immune-related cDNA libraries. Their expression profiles following a viral infection suggested that they could act as regulators of genes involved in the chicken immune defences. We showed also in an in vitro cystic fibrosis context, that several microRNAs are upregulated, including miR-125a which targets a gene that could be involved in the disease. We investigated then microRNAs expression following enteric pathogens infection in chicken and showed a diffrential expression of microRNAs reported to act as negative regulators of inflammation and inducers of cell-cycle arrest. Finally, we have revealed microRNAs differentially expresses between epithelial cells infected by a wild-type H1N1 influenza virus or an H1N1 influenza virus defective for a virulence foctor, and identified signaling pathways targeted by these micro RNAs

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Liu, Yuchen. "Meiotic ncRNA expression and regulation in saccharomyces cerevisiae." Rennes 1, 2011. http://www.theses.fr/2011REN1S039.

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Abstract:

Pervasively transcribed mitotic ncRNAs were described in budding yeast, but little is known during meiotic development. We carried out a tiling array analyzing the transcriptome of budding yeast during whole time course of meiotic development and spore formation, and a non synchronized fermenting and respiring cell culture were also studied. Transcripts that are differentially expressed or specifically transcribed during sporulation including meiotic unannotated transcripts (MUTs), and meiotic specific untranslated regions (mUTRs) were identified. MUTs are mitotic targets of conserved nuclear exosome Rrp6. Cells lack of Rrp6 are not efficient for transition from mitosis to meiosis and fail to go through normal sporulation. The degradation of Rrp6 protein during sporulation allows MUTs accumulation, and APC/C as well as Ime1 is responsible for Rrp6 protein ubiquitylation. MUTs accumulation during sporulation also benefits from positive regulation of transcription factors that are known to regulate meiotic genes. The functional characterization such as ncRNA regulation on mRNA and on pre-meiotic DNA replication was further studied too. This thesis contributes to better understand regulation and function of non-coding RNA during sexual reproduction in model organism S. Cerevisiae
Alors que le transcriptome des ARNs non-codants a été décrit dans la levure bourgeonnante (S. Cerevisiae) au cours de la croissance mitotique, la description et l’analyse de ce programme d’expression au cours de la différenciation méiotique demeurent très peu caractérisées et sont au cœur de mes travaux de doctorat. J’ai ainsi contribué à l’exploration du transcriptome de S. Cerevisiae au cours de la mitose dans des conditions de fermentation et de respiration ainsi qu’au cours de la sporulation (progression méiotique et formation des spores). Cette étude à ultra-haut-débit, utilisant la technologie des puces de type « tiling », a conduit à l’identification massive de nouveaux évènements transcriptionnels différentiellement et/ou spécifiquement exprimés au cours de la sporulation. Ces derniers ont particulièrement été investigués, parmi lesquelles une nouvelle classe de transcrits non-codants nommés MUTs ainsi que de nouvelles régions non-traduites méiotique (mUTRs) d’ARNs messagers connus. Mes travaux de recherche ont permis de mieux comprendre des mécanismes de régulation participant à l’accumulation spécifique des MUTs au cours de la sporulation. D’une part, les MUTs sont des cibles mitotiques de la sous-unité Rrp6 de l’exosome nucléaire. En l’absence de cette exoribonucléase, les cellules perdent leur habilité à sporuler normalement par une incapacité à transiter de la mitose à la méiose. J’ai également démontré que le complexe APC/C ainsi qu’Ime1 sont responsables de la dégradation de la protéine Rrp6 au cours de la sporulation de façon concomitante à l’accumulation de MUTs. D’autre part, des facteurs de transcription spécifiques connus pour réguler les gènes dans la méiose peuvent également participer à l’expression méiotique de MUTs. Enfin, j’ai également contribué à l’analyse fonctionnelle de transcrits non-codants localisés sur des promoteurs de gènes codants ou sur des origines de réplication (ARS). L’ensemble des résultats de cette thèse contribue à mieux comprendre la régulation ainsi que la fonction des ARNs non-codants dans la reproduction sexuelle de l’organisme modèle S. Cerevisiae

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Ulvé, Vincent. "Recherche d’ARN non codant dans les génomes bactériens : étude chez Sinorhizobium meliloti." Rennes 1, 2007. http://www.theses.fr/2007REN1S106.

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Les ARN non codant (ARNnc) jouent un rôle fondamental dans les génomes bactériens mais y sont encore faiblement caractérisés. L’objectif principal de ce travail était d’approfondir les connaissances sur les ARNnc de Sinorhizobium meliloti. D’abord, nous avons étudié le seul ARNnc annoté (l’ARNtm) afin de mieux connaître son rôle cellulaire. Ensuite, nous en avons cherché de nouveaux. Pour cela nous avons réalisé un crible in silico s’appuyant sur des outils de génomique comparative et une validation biologique. Ceci nous a permis d’en proposer plus de 60 conservés au sein du sous-groupe 2 des alpha-protéobactéries. Parmi ceux-ci, 15 ont été validés par Northern Blot et leur expression sur puce à ADN a été suivie lors de la croissance et lors de différents stress. La dernière partie des travaux concerne une étude globale de l’expression des ARNnc d’E. coli afin de lier celles-ci à des conditions biologiques particulières, première étape nécessaire à la compréhension de leurs fonctions
Non coding RNAs (ncRNAs) play a fundamental role in bacterial genomes but are still poorly characterized. The main objective of this thesis was to thoroughly analyse Sinorhizobium meliloti’s ncRNAs. We first studied the only one annotated (the tmRNA), so as to get a better grasp of its cellular role. We next searched for other ncRNAs. In order to carry out this search, we performed an in silico screen using comparative genomics tools, followed by biologic validation. This allowed us to identify more than 60 new candidates conserved among alpha-proteobacteria subgroup 2. Fifteen of them were validated by northern blotting and their expression was measured on microarrays during growth and under different stress conditions. The last part of the work focused on the global expression of ncRNAs in E. Coli, which allowed us to link the rates of expression with given conditions, as a necessary first step towards their functional characterisation

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Douchin, Véronique. "Adaptation aux stress et modulation des proteines d’enveloppe par des arn non-codants chez eschérichia coli." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112089.

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L’adaptation au stress extra-cytoplasmique chez Escherichia coli dépend de l’activation du facteur essentiel sigmeE, normalement séquestré par la protéine trans-membranaire RseA. En réponse à un stress généré par la présence de protéines mal-formées dans le périplasme, sigmaE est relargué grâce au clivage successif de RseA par les protéases membranaires essentielles DegS et RseP. Nous avons isolé un suppresseur multicopie de la létalité observée en absence de RseP et DegS. Ce suppresseur code un nouveau ARN non-codant, RseX. Son activité et sa stabilité sont dépendantes de la protéine de liaison à l’ARN Hfq, avec laquelle il interagit in vitro. Afin d’identifier les ARNm cibles de RseX, nous avons développé une technique in vitro pour capturer ces cibles ARNm putatives. Les ARNm ompA et ompC, codant deux protéines majeures de la membrane externe, ont été identifiés. Une complémentarité de séquences entre RseX et la région d’initiation de la traduction des ARNm ompA et ompC avec a été mise en évidence. In vivo, les quantités des ARNm ompA et ompC et des protéines correspondantes sont diminuées dans une souche sur-exprimant RseX. Nous montrons RseP n’est plus essentielle dans le double mutant DompA DompC ; nous proposons que le phénotype de suppression de RseX envers l’absence de la protéase RseP s’explique par une perte de toxicité des protéines de la membrane externe OmpA et OmpC, rendant la voie d’adaptation au stress extra-cytoplasmique partiellement dispensable. Ce travail a ainsi contribué à révéler l’importance du contrôle de la quantité de protéines de la membrane externe par des ARN non-codant régulateurs dans le maintien de l’intégrité de l’enveloppe
In Escherichia coli, adaptation to extra-cytoplasmic stress depends on the activation of sigmaE, normally sequestered by the membrane protein RseA. SE is released in response to stress generated by accumulation of denatured proteins in periplasm through the successive RseA cleavage by DegS and the RIP protease RseP. SE and proteases that free it from RseA are essential. We isolated a multicopy suppressor that alleviated RseP and DegS requirement. The suppressor encodes a novel small non-coding RNA, RseX. Its activity and its stability require the RNA-binding protein Hfq. In order to identify mRNA RseX-targets, we developed an in vitro screen to capture RseX putative partners. OmpA and ompC mRNA, which encode two major outer membrane proteins, were identified. RseX activity was shown to confer an Hfq-dependent coordinate OmpA and OmpC down-regulation. We show that RseP is no longer essential in a strain lacking OmpA and OmpC; we conclude that the suppression phenotype is explained by the loss of toxicity of these two specific outer membrane proteins, giving the adaptation to extra-cytoplasmic stress signaling pathway partially dispensable. This work contributes to reveal the importance of quantity control of outer membrane proteins by regulatory small RNAs in the maintenance of envelope integrity

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Gourvest, Morgane. "Etude des longs ARNs non codants dans les leucémies aiguës myéloïdes : relevance clinique et caractérisation fonctionnelle." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30117.

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Abstract:

Les longs ARNs non codants (lncRNAs) sont définis comme des transcrits ayant une taille supérieure à 200 nucléotides et dépourvus de potentiel codant. Longtemps considérés comme inutiles, leur étude récente a démontré qu’ils jouent un rôle important dans l’expression de nos gènes. On compte d’ailleurs de plus en plus d’exemples de ces lncRNAs dérégulés dans les cancers. Notre étude visait à évaluer l’existence de profils d’expression particuliers de lncRNAs au sein des leucémies aiguës myéloïdes à caryotype normal (LAM-CN), dont l’implication dans cette pathologie n’est que peu décrite. Le séquençage des ARNs que l’on a effectué sur une cohorte de 40 patients atteints de LAM-CN nous a permis de faire ressortir une signature minimale de 12 lncRNAs différentiellement exprimés chez les patients porteurs de la mutation dans le gène de la nucléophosmine (NPM1). Ces résultats ont été validés par RT-qPCR (Fluidigm) sur une cohorte indépendante composée de 134 nouveaux patients atteints de LAM-CN. Parmi cette signature, nous avons identifié un biomarqueur potentiel, le XLOC_109948, dont la faible expression est associée à un bon pronostic, particulièrement chez les patients NPM1 mutés. De plus, l’inhibition de ce lncRNA par transfection transitoire de gapmeRs dans une lignée cellulaire de LAM NPM1 muté augmente l’apoptose de ces cellules traitées à l’aracytine, suggérant un rôle du XLOC_109948 dans la sensibilité au traitement. Nous avons également caractérisé un autre lncRNA de la signature NPM1, baptisé LONA (LncRNA Overexpressed in NPM1-Mutated AML patients). Nous avons remarqué d’une part, que la mutation NPM1 induit une délocalisation nucléaire du lncRNA LONA, ce qui impacte ses fonctions cellulaires. Des stratégies perte et gain de fonctions ont montré que LONA aurait un rôle oncogénique en contexte de LAM NPM1 muté où il est impliqué in vitro et in vivo dans les processus de différentiation myéloïde et de croissance cellulaire en régulant l’expression de gènes cruciaux tels que THBS1, ASB2 ou MAFB. A l’inverse, la dérégulation de LONA en contexte de LAM NPM1 sauvage induit des effets opposés et suppresseurs de tumeurs, suggérant des régulations différentes en fonction du statut mutationnel de NPM1. D’autre part, le locus du lncRNA LONA est situé sur le chromosome 6 humain, au sein du cluster HIST1 codant des gènes des histones canoniques. Chez les patients NPM1 muté, l’expression du lncRNA LONA est inversement corrélée à celle de gènes voisins codant des histones. De manière cohérente, la diminution du lncRNA LONA dans notre lignée de LAM NPM1 muté est associée à une augmentation de l’expression de certaines des histones proximales du cluster. Par immunoprécipitation d’ARN, nous avons montré que LONA interagit avec le complexe de répression Polycomb (PRC2), suggérant sa contribution dans les régulations épigénétiques de la transcription des histones. De manière plus préliminaire, le lncRNA LONA pourrait également réguler l’étape de maturation des messagers des histones canoniques, en séquestrant telle une éponge moléculaire le snRNA U7, un petit ARN régulateur impliqué dans la maturation des extrémités 3’ des ARNs messagers des histones. L’ensemble de ces données suggère que les lncRNAs pourraient être considérés comme des biomarqueurs potentiels robustes, et apparaissent comme des acteurs clés dans le développement des leucémies aiguës myéloïdes
Long noncoding RNAs (lncRNAs) are defined as transcripts longer than 200 nucleotides without protein-coding potential. Long considered as useless, their recent study has demonstrated that lncRNAs have important roles in gene expression regulation. Cumulative evidence points toward the implication for lncRNAs deregulation in tumorigenesis. In this study, we sought to evaluate specific lncRNAs expression profiles among cytogenetically normal AML patients (CN-AML), their involvement in this pathology being barely referenced. The RNA sequencing that we performed on forty CN-AML patients allowed us to highlight a minimal set of 12 differentially expressed lncRNAs in AML patients bearing the mutation in the Nucleophosmin gene (NPM1). These results were confirmed by RT-qPCR (Fluidigm) on a validation set of 134 CN-AML patients. Among these, we identified one putative biomarker, the lncRNA XLOC_109948, whose low expression indicates a good prognosis, especially for NPM1-mutated patients. Consistently, the downregulation of XLOC_109948 using GapmeRs in a NPM1-mutated AML cell line enhances apoptosis of these cells treated with aracytine, suggesting the role of XLOC_109948 in drug sensitivity. We also functionally characterized another lncRNA of the NPM1 signature, that we named LONA (lncRNA overexpressed in NPM1-mutated AML patients). On one hand, we observed that the mutation of NPM1 leads to a nuclear delocalization of LONA lncRNA, which consequently modulates its cellular functions. Loss and gain of functions strategies allowed us to show that LONA seems to have oncogenic effects in a NPM1 mutated AML context, where it is implicated in vitro in myeloid differentiation and in vivo cellular growth processes by regulating the expression of master genes such as THSB1, ASB2, and MAFB. At the contrary, the deregulation of LONA lncRNA in a NPM1 wild type AML context leads to opposite and tumor suppressor effects, suggesting a different regulation depending on the mutational status of NPM1. On the other hand, the LONA’s genomic locus is located on chromosome 6, within a cluster of histone coding genes. In NPM1 mutated AML patients, we observed that the expression of LONA inversely correlates with the expression of some neighboring histones genes. Consistently, the downregulation of LONA lncRNA by using GapmeRs in a NPM1 mutated AML cell line leads to the upregulation of some proximal histones genes of the cluster. By RNA immunoprecipitation, we showed that LONA interacts with the Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2), suggesting its contribution to epigenetic regulation of histone genes transcription and chromatin remodeling. More preliminary, we also think that LONA could regulate the maturation step of histone messengers by sequestrating, as a molecular sponge, the snRNA U7, a small regulatory RNA implicated in the maturation of histone messengers 3’ ends. Altogether, these data suggest that lncRNAs could be considered as strong prognostic biomarkers and emerged as key players in the pathogenesis of Acute Myeloid Leukemia

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Gautier-Isola, Marine. "Caractérisation fonctionnelle de longs ARNs non codants induits par l’hypoxie et impliqués dans l’agressivité des cancers pulmonaires non à petites cellules." Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur, 2020. http://www.theses.fr/2020COAZ6026.

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Abstract:

Les cancers broncho-pulmonaires non à petites cellules, et plus particulièrement les adénocarcinomes (ADC), constituent la première cause de mortalité due au cancer dans les pays développés. Malgré des prises en charge précoces, leur fort taux de récidive, nécessite l'identification de nouveaux marqueurs pronostics et de nouvelles cibles thérapeutiques. Dans cette optique, nous nous intéressons à l'hypoxie, un facteur d’agressivité tumoral, et à la famille émergente des longs ARNs non codants qui régulent l’expression génique par le biais de complexes ribonucléoprotéiques. Des analyses transcriptomiques de cohortes de patients d’ADC pulmonaires ont permis l’identification d'une quarantaine de longs ARNs non codants (lncARN) corrélés au statut hypoxique des tumeurs et/ou à un mauvais pronostic vital. Nous nous sommes focalisés sur deux candidats, NLUCAT1 et LINC01116, induits par l'hypoxie et associés à une diminution de la survie des patients. NLUCAT1 est un transcrit nucléaire de 9800 nt dont l’invalidation par le système CRISPR/Cas9 réduit les propriétés prolifératives et invasives des cellules et augmente la production de RLO et l'apoptose induite par le cisplatine ou un stress oxydatif. L’analyse comparative des transcriptomes de cellules invalidées ou non pour NLUCAT1 a révélé son implication dans la régulation du stress oxydatif via un rétrocontrôle positif sur des gènes de la réponse anti-oxydante. Par ailleurs, LINC01116 est cytosolique et exprimé conjointement dans les cellules cancéreuses et dans les cellules endothéliales du microenvironnement tumoral. J'ai montré que des siARNs réduisent l'adhésion et augmentent la perméabilité trans-endothéliale suggérant des défauts au niveau des contacts intercellulaires. J'ai ensuite entrepris l'étude du mode d'action de LINC01116 par l'identification de ses partenaires protéiques. Des expériences de "RNA pulldown" couplées à de la spectrométrie de masse ont permis d’identifier les protéines ILF3 et PABPC1. Ces interactions ont été validées par des expériences inverses d'immunoprécipitation d'ARN (RIP). L’implication de ces protéines dans le mode d’action de LINC01116 nécessite des études complémentaires.L’ensemble des résultats collectés durant ma thèse ont mis en évidence l’action pro-tumorale du transcrit NLUCAT1 dans les ADC et l'implication de LINC01116 dans la modification du microenvironnement vasculaire tumoral. Ces transcrits, associés à un mauvais pronostic des ADC, pourraient représenter des cibles thérapeutiques potentielles pour la prise en charge des patients
Lung cancers, and notably Lung Adenocarcinomas (LUAD) are the leading cause of cancer death worldwide. Their high rate of recurrence despite early, requires new prognostic markers and new therapeutic targets. The combined study of local cohort (CHU of Nice) and large scale (TCGA) transcriptomes of LUAD allowed the identification of a shortlist of 28 long non-coding RNAs (lncRNA) correlated with hypoxia, a factor of tumor aggressiveness, and a poor prognosis. LncRNAs are transcripts that modulate gene expression through the recruitment of proteins and/or nucleic acids and represent an interesting source of new therapeutic targets. Two lncRNAs candidate were selected and molecular characterization was undertaken by sequencing, RT-PCR and smRNA FISH and concern the nuclear lncRNA NLUCAT1 of 9,8kb and the cytosolic lncRNA LINC01116 of 1,2kb. Experiments with loss of function via CRISPR/Cas9 systems, interference RNA and gain of function allowed to characterize the function of these transcripts. Invalidation of NLUCAT1 by CRISPR/Cas9 reduces proliferation, migration, invasion and increases cisplatin sensitivity and ROS production. Bioinformatic analysis of transcriptomes from cells invalidated or not for NLUCAT1 has demonstrated its involvement in the mechanisms of regulation of oxidative stress via a positive feedback from the NRF2 antioxidant pathway. On the other hand, lncRNA LINC01116 is mainly expressed in endothelial cells of the tumor microenvironment and its inhibition by interfering RNA reduces the adhesion capacities and increases the permeability of the endothelium. Mechanistic characterization was perform for LINC01116 via RNA pulldown-MS co-precipitation experiments and idenfied a list of potential partner proteins. The proteins of RNA metabolism and stability, ILF3 and PABPC1 were identified and their interactions with LINC01116 were validated by RNA immunoprecipitation (RIP). Overall, during my thesis, I determine the pro-tumoral action of the NLUCAT1 in LUAD and the involvement of LINC01116 in the modification of the tumor microenvironment. These two transcripts could represent potential therapeutic targets in the management of lung cancer

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Tisseur, Mathieu. "Rôle de Hda1 dans la régulation de l'expression gènes par les longs ARN." Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA112100/document.

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Abstract:

Les ARNnc sont impliqués dans la régulation de l’expression de gènes chez les Procaryotes, les Archées et les Eucaryotes. Cette régulation peut être effectuée au niveau transcriptionnel ou post-transcriptionnel. Elle fait parfois intervenir des modifications des histones comme la méthylation ou l’acétylation. J’ai étudié le gène TIR1 dont l’expression est fortement réduite lorsqu’un ARNnc codant antisens nommé TIR1axut est stabilisé. J’ai montré que cette régulation est dépendante de l’histone déacétylase Hda1. De plus, j’ai montré que l’acétylation de H3K14 et H3K18 ne sont pas directement impliquées dans la régulation de TIR1 mais qu’un résidu polaire est nécessaire pour la répression de TIR1 en présence de l’ARNnc antisens. En outre, j’ai mis en évidence que la répression de TIR1 par son XUT est en parti post-transcriptionnel, mais ne fait pas varier la stabilité de l’ARNm. Finalement, j’ai tenté en vain de comprendre le ciblage de l’activité histone déacétylase de Hda1 le long de TIR1 en cherchant la présence d’hybride ARN/ADN grâce à un anticorps reconnaissant ce type de structure
NcRNAs are involved in gene regulation in Prokaryotes, Eukaryotes and Archaea. This regulation could be transcriptional or post-transcriptional. Histone modifications could be involved such as methylation or acetylation. I studied TIR1 gene whose expression is highly reduced when an antisense ncRNA called TIR1axut is stabilized. I showed that this regulation is Hda1-dependant. In addition to that, I showed that H3K14ac and H3K18ac are not directly responsible for TIR1 repression but a polar residue is required for a proper silencing of TIR1 in a XUT depending manner. Moreover, I showed that TIR1 repression is due to a post-transcriptional effect but does not affect mRNA stability. Finally, I tried in vain to understand Hda1 targeting on TIR1 searching for RNA/DNA hybrids using an antibody that recognizes such structures

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El, Barouk Marianne. "Étude de l'impact de la perte de répression des rétrovirus endogènes sur l'intégrité du génome chez la drosophile." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT055/document.

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Abstract:

Les rétrovirus endogènes sont des parasites génétiques qui s’insèrent dans l’ADN génomique. Bien que leurs insertions délétères soient éliminées par la sélection naturelle, ils prolifèrent et sont une source de plasticité génomique. L’étude de l’impact de leur mobilité sur le génome hôte est rendue difficile par le faible taux de transposition de ces éléments, réprimés par des petits ARN appelés piARNs. Nous avons développé une approche génétique permettant d’inactiver ce contrôle et de déterminer l’impact sur le génome de la drosophile, d’une transposition réplicative. Nous avons remarqué la mise en place d’autres mécanismes de répression des rétrovirus endogènes lors de la perte des piARNs pouvant ainsi limiter leur propagation. Nous avons aussi identifié de nouveaux sites d’intégrations des rétrovirus endogènes après un cycle de transposition réplicative. Cependant, le taux de transposition reste faible. Ce projet combinant différentes approches (génétique, séquençage à haut débit et bioinformatique) a permis de démontrer que la voie des piARNs n’est pas cruciale pour le maintien de l’intégrité du génome, et que d’autres mécanismes semblent intervenir afin de maintenir sa stabilité
Endogenous retrovirsuses are genetic parasites which are inserted in the genomic DNA. Although their deleterious insertions are eliminated by natural selection, they proliferate and are a source of genomic plasticity. The study of the impact of their mobility on the host genome is made difficult by the transposition’s low rate of these elements, suppressed by a class of small RNA, called piRNA. We have developed a genetic approach to inactivate this control and determine the impact on Drosophila’s genome, after one replicative transposition. We noticed the establishment of other endogenous retroviruses repression mechanisms that are awakened after the loss of the piRNA and they are able to limit their spread. We identified new integrations sites of endogenous retrovirus after one replicative transposition. But we noticed that the transposition rate still low. This project combines different approaches (genetics, high-throughput sequencing and bioinformatics) and show the piRNA pathway is not essential to maintain genome integrity but other mechanisms involving small RNA can be implicated in the genome stability

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Ritchie, William. "La régulation post-transcriptionelle : des mécanismes adaptés et intégrés." Aix-Marseille 2, 2007. http://www.theses.fr/2007AIX22070.

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Abstract:

La régulation post-transcriptionelle explique en grande partie comment, à partir d’un nombre relativement limité de gènes, les organismes supérieurs ont acquis une grande complexité physiologique. Cette régulation est effectuée en jouant sur le niveau d’expression des transcrits et par la modification de leur séquence. Dans ce manuscrit je me suis intéressé à l’épissage et la polyadenylation alternatifs, deux mécanismes qui modifient la séquence des transcrits et aux microARNs, une classe d’ARN non codants qui peuvent inhiber le niveau d’expression des transcrits. Ces mécanismes ont été étudiés à l’aide d’outils bioinformatiques et statistiques appliqués aux nombreuses bases de données dédiées à l’expression des gènes et aux ARN non codants. A travers des prédictions in-silico, mes travaux montrent qu’une partie de ces mécanismes ont évolué de manière à travailler en synergie: il existe une concertation entre la polyadenylation et la régulation par les microARN. Je montre aussi que l’environnement transcriptionel microARN s’est adapté pour éviter la structure en tige-boucle du précurseur de microARN. Finalement, par l’étude des transcrits de tissus cancéreux, nous avons révélé que la cancérogenèse génère un grand niveau de désordre dans le mécanisme d’épissage entraînant une expression aplatie des différentes isoformes.

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Megel, Cyrille. "Petits ARN non codants dérivant d’ARN de transfert et endoribonucléases impliquées dans leur biogenèse chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAJ104/document.

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Abstract:

Parmi les petits ARN non codants, les fragments dérivant d’ARNt (tRF) ont été identifiés dans tous les embranchements de la vie. Cependant, très peu de donnée existe sur les tRF de plantes. Les populations de tRF issues de plusieurs banques de petits ARN (différents tissus, plantes soumises à des stress abiotiques, ou fractions immunoprécipitées avec la protéine ARGONAUTE1) ont été analysées. Les populations sont essentiellement constituées de tRF-5D ou des tRF-3T (clivage dans la boucle D ou T respectivement) et elles varient d’une banque à l’autre. Par une approche in silico suivie de tests de clivage in vitro, des RNases T2 d’A. thaliana (RNS) ont été identifiées comme étant capables de cliver les ARNt dans la région de l’anticodon, de la boucle D et de la boucle T. Lors de l’étude de l’expression des RNS, nous avons observé que deux d’entre elles sont fortement exprimées à un stade de maturation tardif des siliques. Ainsi, la population en tRF issue de stades de développement avancés des siliques a été analysée. Des expériences de carences en phosphate nous ont permis de démontrer l’implication d’une des RNS dans la genèse de tRF dans A. thaliana. Au final, nos données ouvrent de nouvelles perspectives quant à l’implication des RNS et des tRF comme des acteurs majeurs dans l’expression des gènes chez les plantes
Among the small ncRNAs, tRNA-derived RNA fragments (tRFs) were identified in all domains of life. However, only few data report on plants tRFs. Short tRF were retrieved from A. thaliana small RNA libraries (various tissues, plants submitted to abiotic stress or argonaute immunoprecipitated fractions). Mainly tRF-5D or tRF-3T (cleavage in the D or T region respectively) were found, and fluctuations in the tRF population were observed.Using in vitro approaches, A. thaliana RNase T2 endoribonucleases (RNS) were shown to cleave tRNAs in the anticodon region but also in the D or T region. Through a whole study of RNS expression, we show that two RNS are also strongly expressed in the siliques at a late stage of development. Thus, we analyzed the tRF population of this particular developmental stage. Upon phosphate starvation, we demonstrate also the implication of one RNS in the production of tRFs in planta. Altogether, our data open new perspectives for RNS and tRFs as major actors of gene expression inplants

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Lalande, Stéphanie. "Biogenèse et fonctions de petits ARN non-codants dérivant d'ARN de transfert, les tRF, chez les plantes." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAJ109.

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Abstract:

Des petits ARN non codants dérivant d'ARN de transfert (tRF) ont été identifiés dans tous les domaines de la vie, et de plus en plus de fonctions importantes leur sont attribuées chez de nombreux organismes. Dans ce travail mené sur la plante modèle Arabidopsis, nous avons d’abord montré que la population en tRF varie en fonction des tissus et des conditions de stress. Concernant leur biogenèse, les endoribonucléases responsables du clivage des ARNt ont été identifiées, il s'agit des RNases T2, RNS1, 2 et 3. Afin de réaliser une étude structure/fonction, une approche d’expression en système de levure a été initiée pour permettre l’obtention de quantité suffisante de RNS1 purifiée. L’étude des fonctions des tRF montre que certains d’entre eux sont associés à AGO1, qu'ils semblent cibler entre-autres des éléments transposables et qu’ils pourraient avoir une localisation nucléaire. Enfin, deux tRF, le tRF-5D (Ala) et le tRF-5D (Asn) inhibent efficacement la traduction in vitro. Une association de tRF-5D (Ala) aux polyribosomes de plantules d'Arabidopsis a pu être visualisée, suggérant que certains tRF puissent agir en tant que régulateur global de la traduction
Small non-coding RNAs derived from transfer RNAs (tRFs) have been identified in all domains of life, and more and more important functions are attributed to them in many organisms. In this work on the model plant Arabidopsis, we first showed that the tRF population varies according to tissues and stress conditions. With regard to their biogenesis, the endoribonucleases responsible for tRNA cleavage were identified, it is the RNases T2, RNS1, 2 and 3. In order to carry out a structure / function analysis, heterologous expression in yeast has been developed with the hope to get sufficient amount of purified RNS1. The question of tRF functions has also been studied. It has been shown that some tRFs are associated with AGO1, that they often seem to target transposable elements and could have a nuclear localization. Finally, the study of the involvement of the tRFs in the regulation of translation was tackled. Two tRFs, tRF-5D (Ala) and tRF-5D (Asn) efficiently inhibit translation in vitro. An association of tRF-5D (Ala) with polyribosomes of Arabidopsis seedlings could be visualized suggesting that some plant tRFs could as global regulator of the translation process

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Benko, Sabina. "Altérations génomiques à grande distance d'éléments non-codants conservés et dérégulation d'expression tissu-spécifique au locus SOX9." Paris 5, 2010. http://www.theses.fr/2010PA05T039.

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SOX9, gène majeur du développement, est localisé au sein d'un désert génique représentant son domaine de régulation. Les mutations du gène SOX9 résultent en un syndrome polymalformatif la dysplasie campomelique (PC). Les endophénotypes de la PC dans leurs formes isolés - séquence de Pierre Robin (SPRi) et anomalies de différentiation sexuelle (DSDi) — peuvent survenir suite à des altérations (translocations, délétions, mutations ponctuelles) des régions non-codantes au locus SOX9. Des études in vitro et in vivo indiquent que ces altérations, localisées a grande distance par rapport à SOX9 (>l,2Mb/SPR; >500kb/DSD), concernent les éléments conservés au cours de l'évolution ayant une fonction régulatrice d'expression tissu et stade spécifique. Les altérations identifiées chez les patients SPRi ou ADSi affecteraient l'expression tissu spécifique respectivement dans le mésenchyme mandibulaire ou les gonades pendant que les autres domaines d'expression de SOX9 resteraient intacts
SQX9 is a major developmental gene mapping to a vast gene desert that encompasses its regulatory domain. The SOX9 gene coding equence mutations result in campomelic dysplaisa (CD), a complex polymalformative syndrome. We showed that alterations of non-coding sequences (translocations, deletions or point mutations) at the SOX9 locus result in isolated CD endophenotypes namely Pierre Robin sequence (iPRS) and disorders of sex developpement (iDSD). Both in vitro and in vivo studies indicate that those alterations, located at great distance with respect to SOX9 coding sequences (>1,2Mb/iPRS; >500kb/iDSD), comprise regions conserved throughout the evolution that function as regulatory elements driving tissue specific gene expression of SOX9. We suggest that alterations identified in iPRS and iDSD patients represent a tissue specific loss of SOX9 expression in the mandibular mesenchyme or the developing gonad respectively, while other territories of normal SOX9 expression remain intact

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Laporte, Philippe. "Rôle des ARN non-codants pour des protéines (npcRNAs) dans la régulation de l'architecture de la racine." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112135.

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Abstract:

Les plantes font varier l’architecture de leurs racines pour s’adapter aux conditions environnementales. Les Légumineuses forment en outre 2 types d’organes, les racines latérales et les nodosités. Ces dernières fixent l’azote via une interaction mutualiste avec les bactéries Rhizobium. Récemment, des ARN ne codant pas de protéines ont été révélés comme régulateurs du développement, ils incluent des petits ARN (mi/tasiRNA) et des classes d’ARN aux mécanismes d’action inexplorés. Lors de ce travail de Thèse, nous avons exploré le rôle et les mécanismes d’action de npcARN dans l’architecture racinaire chez Medicago truncatula. D’abord, nous avons identifié et caractérisé le précurseur du MIR166, contenant 2 copies en tandem du MIR166 au sein d’une unité transcriptionnelle. La surexpression de ce précurseur dans des racines de M. Truncatula affecte la genèse des tissus vasculaires et des organes latéraux. Deuxièmement, nous avons analysé les partenaires protéiques pouvant interagir avec le npcRNA Enod40, impliqué dans l’organogenèse des nodosités chez M. Truncatula. Ces travaux ont abouti à l’identification d’une famille de peptides, les SNARP (Small Nodulin Acidic RNA-binding Protein). SNARP2 est capable de se lier aux ARN simple brin et une approche fonctionnelle par ARN interférent a révélé un rôle dans la régulation de l’invasion des nodosités par Rhizobium. Finalement, j’ai participé à la recherche de npcARN chez Arabidopsis, et nombre de ces gènes se sont révélés régulés au niveau des racines lors de stress abiotiques. En définitive, ces résultats révèlent de nouveaux rôles des npcRNA et de leurs partenaires protéiques dans le contrôle de l’architecture de la racine
Plants are able to modulate their root architecture in order to adapt them to the Abiotic and biotic constraints in soil environment, modifying primary root growth and lateral root organogenesis. Leguminous plants form two types of lateral root organs, lateral roots and nodules. The latter are able to fix nitrogen via the interaction with symbiotic bacteria Rhizobium. In the last years, several non-protein coding RNAs have emerged as new regulators of development, they include small RNAs (mi/tasiRNAs) but also other classes whose mechanisms are unexplored. During this PhD, we explored the role and mechanism of action of npcRNAs in root architecture in Medicago truncatula. First, we identified and characterised the MtMIR166a precursor, containing two tandem copies of MIR166 in a single transcriptional unit. Overexpression of this precursor in M. Truncatula roots affected vascular tissue and both lateral root organogeneses. Secondly, we analysed protein-partners of npcRNA Enod40, a gene involved in M. Truncatula nodule organogenesis. This led to the identification of a novel peptide family, the SNARP genes (for Small Nodulin Acidic RNA-binding Protein). The purified SNARP2 could bind single-stranded RNA and a functional approach based on RNAi revealed a role in the regulation of nodule invasion. The relevance of the Enod40 RNA-SNARP2 interaction was analysed in vitro and in vivo. Finally, I participated in an effort to search for npcRNAs from Arabidopsis thaliana. Several of these novel genes were regulated by abiotic stresses in roots. Altogether, these results contribute to reveal novel roles of npcRNAs and their protein interactors in the control of root architecture

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Harfouche, Lamia. "Caractérisation de deux nouveaux ARN non-codants régulateurs impliqués dans le métabolisme du fer chez Pseudomonas Brassicacearum." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4034.

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Les ARN non-codant (ARNnc) assurent différentes fonctions vitales permettant aux bactéries de s'adapter rapidement aux conditions changeantes de leur environnement L'analyse de données transcriptomiques de la souche Pseudomonas brassicacearum NFM421 en réponse à différents stress en utilisant des puces à ADN qui contiennent aussi bien les régions codantes que les régions non codantes a révélé la modulation de deux ARNnc potentiels en réponse à des métaux lourds (Cd et U), dénommés IrsZ et IrsY. De plus, le génome de P. brassicacearum a été entièrement séquencé et une centaine d'ARNnc potentiels a été identifié par l'utilisation d'outils bioinformatiques de prédiction d'ARNnc. Ce travail vise à caractériser les deux ARNnc potentiels, IrsZ et IrsY, et à déterminer leur fonction chez P. brassicacearum. L'analyse bioinformatique de leur séquence ne révèle pas d'homologue dans la base de données des ARNnc. Nous avons validé expérimentalement par différentes approches techniques l'expression des deux ARNnc candidats dans différentes conditions de cultures et sous différents stress. Ceci a conduit notamment à révéler la modulation par le fer de l'expression des deux ARNnc IrsZ et IrsY. Leur expression est fortement activée par de fortes concentrations en fer. Cependant, en réponse à un stress oxydant causé par le peroxyde d'hydrogène, l'expression des deux ARNnc est réprimée. Cette répression est exacerbée chez les bactéries surexprimant oxyR. Nos travaux semblent indiquer que IrsZ et IrsY agissent comme des senseurs du statut intracellulaire du fer
Regulatory non-coding RNAs (ncRNA), act as regulators of translation and message stability. They modulate a wide range of physiological responses to environmental stimuli. Due to their biological interest, different bioinformatics tools and experimental approaches have been developed for detecting new ncRNA. Transcriptome analysis of the plan root-associated bacterium Pseudomonas brassicacearum NFM421 strain in response to various stresses, using microarrays containing coding as well as non-coding DNA fragments, revealed the modulation of two potentials ncRNA in response to heavy metals (Cd and U), named IrsZ and IrsY. Furthermore, P. brassicacearum genome was completely sequenced and hundreds of potentials ncRNA have been predicted by using computational tools. This work aims at characterizing the two potentials ncRNA, IrsZ and IrsY, and to determine their function in P. brassicacearum. No homologous was found in the ncRNA database. We validated the expression of the two potential ncRNA by different experimental approaches in different culture conditions and under different stresses. This led to reveal that both IrsZ and IrsY are modulated by iron. Their expression is strongly activated by high concentrations of iron. However, the expression of both Irs ncRNA is suppressed under oxidative stress generated by hydrogen peroxide. This repression is exacerbated in P. brassicacearum overexpressing oxyR. Our work suggests that IrsZ and IrsY act as sensors of intracellular iron status

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Bouckenheimer, Julien. "Rôle fonctionnel des longs ARN non codants dans l'adaptation et la pluripotence des cellules souches en culture." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONT3505.

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Les applications des cellules souches pluripotentes humaines (CSP) dans le domaine biomédical sont particulièrement prometteuses, aussi bien au niveau expérimental qu’au niveau clinique. Leur utilisation comme source inépuisable de cellules permettant de tester et développer de nouvelles molécules thérapeutiques (notamment par modélisation de pathologies in vitro, criblage haut-débit et tests de cytotoxicité) s’ajoute à l’important potentiel qu’elles présentent en médecine régénérative et en thérapie cellulaire. Utilisables comme matériel biologique permettant de restaurer partiellement ou totalement un organe ou un tissu défaillant, il reste essentiel de vérifier l’intégrité génétique des lignées cellulaires utilisées afin de garantir une utilisation sécurisée pour le patient. Parmi les facteurs responsables de l’apparition d’anomalies génétiques chez les CSP, les conditions cultures jouent un rôle essentiel. Des techniques de culture inadaptées peuvent facilement provoquer l’émergence d’une instabilité génomique. Toute altération doit être détectée et documentée afin de pouvoir définir des critères d’acceptation préalable à leur utilisation clinique.Les CSP sont des cellules particulièrement sensibles au stress qui peut résulter de techniques de repiquage inappropriées. La dérive génétique qui découle de ce stress peut être précoce et apparaître dès les premiers passages des lignées cultivées. Notre équipe a pu tester de nombreuses méthodes de repiquage sur différentes lignées cellulaires pluripotentes. Nous avons notamment observé que des anomalies génétiques majeures caryotypiques (trisomies) et infra-caryotypiques (SNPs) ainsi que des changements phénotypiques (survie augmentée, acquisition de mobilité) apparaissaient rapidement suite à l’utilisation de techniques de repiquage basées sur l’utilisation d’enzyme de dissociation (TryPLE). Ces altérations apparaissent dans des lignées qui s’adaptent progressivement à la dissociation en cellules uniques (dissociation « single-cell ») provoquées par ces enzymes.Notre équipe étudie les conséquences cellulaires liées à ce phénomène d’adaptation des CSP provoquée par la dissociation « single-cell ». Grâce à des techniques de séquençage dernière génération (RNA-Seq), nous avons comparé les profils transcriptomiques de CSP repiquées par des techniques standard (comme le passage mécanique) et par des techniques basées sur la dissociation « single-cell » (comme le passage enzymatique par TryPLE). Cette comparaison a montré au niveau transcriptionnel une surexpression spectaculaire d’ARNs non codants appartenant à une classe récemment décrite : les longs ARNs non codants (lncRNAs).L’objectif principal de ce travail de thèse a été d’évaluer le niveau d’implication de ces lncRNAs dans le processus d’adaptation des CSP en culture, et leur rôle fonctionnel potentiel. Nous avons ainsi dans un premier temps déterminé in silico quels lncRNAs étaient différentiellement exprimés dans les CSP adaptées, et après validation expérimentale par biologie moléculaire des candidats les plus prometteurs, nous avons utilisé des tests fonctionnels (notamment par RNA interférence (siRNA)) afin de déterminer le rôle de ces lncRNAs dans la machinerie cellulaire et la pluripotence des CSP. Autour de ce projet principal, nous avons essayé de comprendre les mécanismes régissant les changements phénotypiques et comportementaux provoquées par la dissociation « single-cell ». Nous avons notamment pu suggérer la mise en place d’un phénomène de transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) chez des CSP dissociées. Enfin, l’attractivité que représente un sujet d’étude récent comme les lncRNAs et la disponibilité croissante de publications les concernant nous ont poussé à publier une revue approfondie ainsi qu’une méta-analyse sur l’implication des longs ARN non codants dans le développement précoce de l’embryon et dans les cellules souches pluripotentes
The actual and future applications of human pluripotent stem cells (PSC) in the biomedical field are highly promising. Their use for the discovery of new therapeutic drugs through the development of high-throughput screening tests, cytotoxicity tests and in vitro disease modeling has been added to their tremendous interests in regenerative medicine and cellular therapy. As a source of biological material that can be used to restore partially or totally the lost functions of a damaged organ or tissue, or as a source of normal cells to study human development or test putative new drugs, their genomic integrity has to be thoroughly assessed. Therefore, an effective optimization of their culture conditions has to be considered, in order to control the absence of genomic instability and prevent their potential emergence. Any genetic or epigenetic alteration resulting from cell culturing must be detected in order to define and characterize acceptance criteria for scientific and medical purposes.PSC are particularly sensitive to stress resulting from unappropriated passaging techniques, which cause rapid genetic drift. Indeed, our team observed that many genomic abnormalities arise from aggressive single cell, enzymatic based, passaging methods, and that substantial phenotypical changes such as increased survival after cell dissociation and variation in cell shape can then occur.In order to understand the mechanisms governing the emergence of those adverse alterations, the team focused on the consequences resulting from the adaptation of PSC to single-cell dissociation. By using new generation sequencing techniques as RNA-Seq, we compared transcriptomics of PSC passaged by standard techniques (such as mechanical passaging) versus single-cell enzymatic dissociation (such as TRyPLE-based single-cell passaging). This comparison showed that the most striking difference in the gene expression pattern between adapted and non adapted cells concerned the dramatic overexpression of RNAs from a recently discovered class: long non-coding RNAs (lncRNAs).The aim of this thesis work was to determine to which extent some of these lncRNAs were functionally linked to adaptation of PSC. In order to address this matter, we first investigated in silico which lncRNAs were upregulated by single-cell dissociation, and after experimental validation of lncRNA candidates by molecular biology, we performed functional in vitro analysis (notably by siRNA-mediated loss of function) and sought their cellular localization in order to decipher their role in the cellular machinery and their level of implication. Beside this main project, other auxiliary projects were grafted. The observation of major changes in cell phenotype and behavior led to the investigation of the global mechanisms governing these modifications, underlining the potential role of epithelial-to-mesenchymal transition provoked by single-cell dissociation. Finally, the global attractiveness of lncRNAs and the emergence of exponential documentation concerning non-coding RNAs prompted the writing of an extensive review and meta-analysis concerning the implications of lncRNAs during embryo development and in pluripotent stem cells

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Almeida, Costa Da Cruz José António. "Development of evolutionary models for non-coding RNAs." Strasbourg, 2011. http://www.theses.fr/2011STRA6099.

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Abstract:

[. . . ]Pour répondre à la nécessité d'un pipeline d'annotation d'ARNnc rapide et fiable dans le contexte des projets de séquençage génomique de grand envergure, tels que lesprojets Génolevures et Dikaryome, nous avons mis au point deux pipelines d'annotation automatique, intégrant des outils disponibles publiquement, de recherche d'ARNnc par homologie et de novo. Les deux pipelines ont été appliqués à 15 génomes de levures et ont permis de trouver et d'annoter 1051 gènes d'ARNnc, correspondant à plus de 80% des ARNnc attendus pour ces génomes – si on prend comme référence le nombre d'ARNnc chez S. Cerevisiae. En outre, plusieurs nouveaux ARNnc, encore inconnus chez les Saccharomycotinae, ont été détectés. De plus, nous avons mis en évidence un ensemble de nouvelles observations sur la synténie de gènes d'ARNnc et de nouveaux exemples de domaines supplémentaires dans certains ARNnc essentiels. Les résultats montrent la faisabilité de la recherche automatique des ARNnc dans les génomes complets et l'utilité de telles approches dans les grands projets de séquençage et d'annotation génomique. L'intégration complète, dans le pipeline de développement, de nouveaux outils tels que ceux de prédiction de gènes d'ARNnc de novo ainsi que la possibilité de traiter des données provenant d'autres sources, comme les expériences de séquençage profond, sont les prochains défis à court terme dans cette ligne de travail. La confirmation expérimentale de ces observations, qui est au-delà de l'approche bioinformatique, doit être le prolongement naturel du projet d'annotation. Dans le strict domaine bioinformatique, le développement de nouvelles approches pour détecter les gènes d'ARNnc insaisissables tels que la composante ARN de la télomerase seraient des ajouts utiles à notre pipeline. Enfin, j'ai développé un algorithme original pour détecter les modules structuraux d'ARN uniquement à partir des informations de séquence (RMDetect). L'algorithme a été conçu pour identifier les modules structuraux connus dans les séquences simples et dans les alignements multiples en l'absence de toute autre information. L'algorithme utilise un réseau bayésien pour la représentation des modules couplé à l'estimation de la probabilité conjointe des paires de bases Watson-Crick participant à des modules. Actuellement, quatre modules peuvent être recherchés : la boucle "G-bulge'', le"Kink Turn'', la boucle C et la boucle "tandem GA''. Dans des séquences de test de contrôle, nous avons trouvé l'ensemble des modules connus avec un taux de fausse découverte de 0. 23. En cherchant les 1444 alignements publiquement disponibles, nous avons identifié 21 modules encore non détectés et 141 modules connus. RMDetect est une étape utile pour combler le fossé entre l'analyse pure de séquences et l'étude structurale de l'ARN. De plus, il peut être utilisé dans l'affinement des structures 2D d'ARN, dans l'assemblage de modèles 3D, et dans la recherche et l'annotation de gènes d'ARN structurés dans les génomes. Nous espérons améliorer l'approche actuelle par l'ajout de nouveaux modèles structuraux. La recherche de modules structuraux dans des génomes complets serait la prochaine étape dans cette ligne de recherche
[. . . ]To answer the need for a fast and reliable ncRNA annotation in the context of large scale genome sequencing projects (Génolevures and Dikaryome projects), I implemented two automatic annotation pipelines, integrating publicly available tools, for homology and \emph{de novo} ncRNA search in genomes. Both pipelines were applied to 15 yeast genomes and 1051 ncRNA genes were found, corresponding to more than 80% of the expected ncRNAs (assuming the number of ncRNAs from S. Cerevisiae as reference). Additionally I identified : (i) several new potential ncRNAs; (ii) several new synteny relationships between ncRNA loci; and (iii) new examples of extended structural domains in well known essential ncRNAs. These results show the feasibility of automatic search for ncRNAs in full genomes and the utility of such approaches in large genome annotation projects. Finally, I developed a new algorithm to detect structural RNA modules in sequences : RMDetect. It was designed to identify 3D structural modules in RNA sequences. It uses a Bayesian Network to represent the searched modules and the joint base pair probability estimation to select candidates. Four modules can be searched for: G-bulges, Kink-turns, C-loop and Tandem-GAs. In test sequences all of the known modules were found with a false discovery rate of 0. 23. In 1444 publicly available alignments 21 yet unreported and 141 known modules were identified. RMDetect is a step to bridge the gap between sequence analysis and 3D RNA studies. It can be used in the refinement of RNA 2D structures, the assembly of RNA 3D models, and the search of structured ncRNAs in genomic data

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Vennin, Constance. "Contribution et rôles dans la tumorigenèse des ARN non codants transcrits au locus H19/IGF2 : H19 et 91H." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10016/document.

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Abstract:

Le locus H19/IGF2 est soumis à l’empreinte génomique. A partir de l’allèle maternel, deux ARN non codants sont exprimés : H19 et 91H. L’ARN H19 est le précurseur de microARN (miR-675) dont aucune cible n’a été décrite dans la glande mammaire. Nous avons donc recherché et validé plusieurs cibles de ses microARN permettant d’expliquer les propriétés oncogéniques d’H19. En effet, le miR-675 régule l’expression des gènes c-Cbl, Cbl-b et FADD dans les cellules cancéreuses mammaires. Ces nouvelles régulations permettent l’augmentation de la prolifération cellulaire, la migration/invasion mais aussi la résistance aux apoptogènes. Dans cette étude, de manière inattendue et surprenante, nous avons également découvert un nouveau mécanisme de recrutement des microARN. Nous montrons que les protéines associées aux ARNm peuvent favoriser le recrutement du complexe RISC, mais surtout moduler l’action de celui-ci. De plus, dans certains cancers, l’ARN H19 peut s’associer aux protéines, notamment la protéine P53 dans les cancers gastriques, pour moduler leur fonction. Dans le cancer du sein, cette interaction empêche l’action de P53 et favorise sa dégradation. Cette nouvelle régulation de P53 peut être responsable de certaines résistances tumorales. Par ailleurs, l’implication d’H19 dans la formation et le maintien des cellules souches a été mise en évidence. Cette nouvelle fonction peut permettre à l’ARN H19 de promouvoir l’initiation ou la récidive tumorale. Les fonctions du long ARN non codant 91H dans les cellules cancéreuses mammaires ont également été étudiées. Cet ARN possède des propriétés oncogéniques et permet l’expression des gènes H19 et IGF2 en modulant la conformation de la chromatine au locus. Pour conclure, j’ai identifié plusieurs modes d’action de l’ARN H19 lui permettant de promouvoir l’apparition de la tumeur, sa progression et sa résistance aux thérapies. J’ai également défini le rôle de l’ARN 91H dans la tumorigenèse et au locus H19/IGF2
The H19/IGF2 locus is submitted to the genomic imprinting. From the maternal allele, two long non-coding RNA are transcribed: H19 and 91H. The H19 RNA is a precursor of microRNA (miR-675). Few targets have been identified but neither in breast cancer cells lines. I have identified and checked three targets of miR-675 involved in H19 RNA oncogenic properties. Indeed, the miR-675 regulate expression of c-Cbl, Cbl-b and FADD mRNA. These new regulation promotes cell proliferation, cell migration/invasion and resistance of cell apoptosis. Moreover, surprisingly, in these studies, I have highlight new mechanism of microRNA recruitment and function. Indeed, I have established that proteins associated to mRNA regulate microRNA recruitment and function.In cancers, the H19 could be associated with protein, for example the P53 protein in gastric cancer, in order to regulate their function. In breast cancer cells, the H19/P53 association prevents the P53 function and promotes its degradation. This new P53 regulation could be involved in drug resistance in cancer. Otherwise, I have shown that H19 is involved in stem cell formation and maintenance. This new H19 function could be involved in tumor initiation or in tumor recurrence. To finish, I have also determined the function of the H19 antisense long non-coding RNA, 91H. In breast cancer cells, I have demonstrated that 91H acts as an oncogene and promotes H19 and IGF2 expression by modulating chromatin conformation at the locus. In conclusion, I have identified several H19 mechanism involved in tumor formation, progression or resistance to treatment. I have also decipher 91H function in tumorigenesis and at the H19/IGF2 locus

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Dissertations / Theses on the topic 'Non-codants'

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