Добірка наукової літератури з теми "Étude transcriptionnelle"

Background: The origin of wound-healing fibroblasts is still debated. Dermal papilla cells (DPCs), which are an important population of stem cells for the regeneration of hair follicles, play a considerable role in cutaneous wound healing. Based on the plasticity of DPCs in wound healing, we hypothesized that DPCs may contribute to the fibroblast population of wound repair. Objective: To explore the possibility of differentiation of DPCs into fibroblasts induced by transforming growth factor β1 (TGF-β1). Methods: The fourth passage DPCs were treated with TGF-β1 (10 ng/mL) for 4 days, and a series of methods was used to observe morphologic changes under an inverted phase contrast microscope, to validate the messenger ribonucleic acid expression change in α-smooth muscle actin (α-SMA) and vimentin by quantitative real-time reverse transcriptase polymerase chain reaction (QRT-PCR), to analyze the expression of α-SMA and vimentin protein by flow cytometry, and to semiquantitatively measure the expression of fibroblast-specific protein 1 (FSP1) by Western blot. Results: DPCs treated with TGF-β1 presented fibroblast-like changes in morphology and immunocytochemistry. The effects of TGF-β1 on α-SMA and vimentin in DPCs were detected on both the transcriptional and the posttranscriptional levels. The results showed that TGF-β1 significantly downregulated α-SMA expression and enhanced the expression of vimentin at all times tested. Further study revealed that TGF-β1 could gradually promote the expression of FSP1 in a time-dependent manner. Conclusion: DPCs experienced the changes in molecular marker expression in response to TGF-β1, which may be a key source of fibroblasts in wound healing. Contexte: L'origine des fibroblastes dans la cicatrisation fait encore l'objet de débats. Les cellules des papilles dermiques (CPD), qui constituent une population importante de cellules souches pour la régénération des follicules pileux, jouent un rôle considérable dans la cicatrisation du tissu cutané. Compte tenu de la plasticité des CPD dans la cicatrisation, nous avons émis l'hypothèse selon laquelle les CPD pourraient contribuer à l'accroissement de la population de fibroblastes dans la cicatrisation. Objectif: L'étude visait à examiner la possibilité de différenciation des CPD en fibroblastes, provoquée par le facteur de croissance transformant β1 (TGF-β1). Méthodes: Les CPD ont été traités, au quatrième passage, au TGF-β1 (10 ng/mL), pendant 4 jours, et nous avons eu recours à la microscopie à contraste de phase inversée pour observer les changements morphologiques; à la réaction en chaîne par polymérase quantitative, en temps réel, après transcription inverse (RCP-TI) pour valider le changement d'expression de l'acide ribonucléique messager de l'actine des muscles lisses alpha (AMC-α) et de la vimentine; à la cytométrie de flux pour analyser l'expression des protéines d'AMC-α et de vimentine; et au buvardage de Western pour obtenir une mesure semiquantitative de l'expression de la protéine 1 spécifique des fibroblastes (PSF1). Résultats: Les CPD traités au TGF-β1 ont subi des changements morphologiques et immunocytochimiques leur conférant un caractère fibroblastoïde. Les effets du TGF-β1 sur l'AMC-α et la vimentine dans les CPD ont été détectés aux phases transcriptionnelle et posttranscriptionnelle. D'après les résultats obtenus, le TGF-β1 a sensiblement régulé à la baisse l'expression de l'AMC-α et intensifié l'expression de la vimentine, et ce, à tous les points de vérification dans le temps. Enfin, une étude complémentaire a révélé que le TGF-β1 pouvait favoriser graduellement l'expression de la PSF1 en fonction du temps. Conclusion: Les CPD ont subi des changements tels d'expression de marqueurs moléculaires, en réaction au TGF-β1, qu'ils pourraient être une source importante de fibroblastes dans la cicatrisation.

Le projet Milieu Intérieur vise à élucider les facteurs environnementaux et héréditaires qui façonnent un système immunitaire sain, et à définir ses frontières lors de l’homéostasie et à la suite d’une stimulation immunitaire. Le projet repose sur un phénotypage immunitaire de 1 000 donneurs sains. En corrélant les mesures obtenues par analyse en cytométrie en flux de la composition des cellules immunitaires du sang périphérique en homéostasie avec les métadonnées associées, nous avons défini des valeurs de référence de phénotypes en fonction du sexe et de l’âge et constaté un impact significatif du tabagisme et de l’infection latente par le cytomégalovirus sur les phénotypes mesurés. Nous avons également identifié onze nouveaux polymorphismes (SNP, single-nucleotide polymorphism), associés à des phénotypes spécifiques de certaines cellules immunitaires. Des conduites expérimentales robustes et standardisées ont été établies pour quantifier les signatures protéiques et transcriptionnelles de la réponse immunitaire résultant de la stimulation des cellules du sang périphérique et pour explorer les déterminants génétiques et non-génétiques de la variabilité de cette réponse. Les approches analytiques établies par Milieu Intérieur et l’ensemble des données recueillies pourront ainsi servir de référence pour des études comparatives avec différentes maladies.

Les lymphocytes T CD4+ auxiliaires ou T helper en anglais sont capables de soutenir une grande diversité de fonctions grâce à leur capacité à se différencier en différents sous-types effecteurs en fonction de l’antigène rencontré et de l’environnement cytokinique dans lequel ils se trouvent. Les connaissances actuelles sur la différenciation des cellules T helper mettent en avant l’existence de réseaux transcriptionnels particulièrement complexes et spécifiques à chaque sous-ensemble T helper. En 2008, les cellules T CD4 sécrétrices d’IL-9 (Th9) sont identifiées comme un nouveau sous-type de cellules T helper. Différenciées en présence d’IL-4 et TGF-β, les cellules Th9 sécrètent de l’IL-9 et de l’IL-21, et contribuent au développement de maladies auto-immunes et allergiques. Les lymphocytes Th9 présentent également des propriétés anti-tumorales particulièrement intéressantes.Le réseau transcriptionnel des cellules Th9 résulte d’un équilibre entre les voies de signalisation induites par les différentes cytokines nécessaires à sa polarisation. L’IL-4 permet l’activation de STAT6 et l’expression de GATA3 et IRF4, tandis que le TGF-β conduit à l’activation de la voie des Smad et l’expression du facteur PU.1. Le module transcriptionnel IRF4/BATF ainsi que le facteur PU.1 sont des messagers indispensables au développement des cellules Th9 et à la sécrétion d’IL-9.IRF8 est un facteur de transcription critique pour le développement des cellules myéloïdes et des lymphocytes B. Récemment, il est apparu qu’IRF8 était impliqué dans la polarisation de sous-ensembles T helper. En effet, IRF8 limite la sécrétion d’IL-17 par les cellules Th17, de même qu’il réprime l’expression de l’Il4 et l’Il17 dans les cellules Treg. Structurellement proche d’IRF4, IRF8 interagit avec des cofacteurs tels que PU.1 ou BATF afin de réguler l’activité transcriptionnelle.Ce travail présenté ici révèle que le facteur IRF8 participe à la polarisation des cellules Th9 in vitro et in vivo. Le TGF-β nécessaire à la différenciation des cellules Th9 régule directement l’expression d’Irf8 grâce à l’activation de Smad3. Comme dans d’autres types cellulaires, la fonction transcriptionnelle d’IRF8 est dépendante de ces partenaires d’interaction. Nous montrons qu’en présence des facteurs PU.1, IRF4 et BATF, IRF8 participe à un complexe multiprotéique nécessaire à l’induction des cytokines caractéristiques des cellules Th9, notamment l’Il9 et l’Il21. Nous démontrons également qu’en présence de la protéine ETV6, IRF8 est capable de former un complexe initiant la répression de l’activité transcriptionnelle de l’Il4. Nous soulignons ainsi le rôle bivalent joué par IRF8 dans le développement des cellules Th9 dépendamment de ses partenaires. Pour finir, l’expression d’Irf8 est nécessaire aux cellules Th9 pour exercer leurs fonctions anti-tumorales
CD4 helper T cells support a wide range of functions due to their ability to differentiate into different effector subsets depending on the antigen encountered and the cytokine environment in which they are. Current knowledge on the differentiation of helper T cells highlights the existence of complex transcriptional networks specific to each T helper subset. In 2008, IL-9 secreting CD4 T cells (Th9) are identified as a new helper T cell subtype. Differentiated in the presence of IL-4 and TGF-β, Th9 cells secrete IL-9 and IL-21, and contribute to the development of autoimmune and allergic diseases. Th9 lymphocytes also exhibit strong anti-tumor properties.The transcriptional network of the Th9 cells results from a balance between the signaling pathways induced by the different cytokines required for its polarization. IL-4 allows activation of STAT6 and expression of GATA3 and IRF4, whereas TGF-β leads to activation of the Smad pathway and expression of the transcription factor PU.1. The IRF4 / BATF transcriptional module and the PU.1 factor are essential messengers for the development of Th9 cells and IL-9 secretion.IRF8 is a crucial transcription factor for the development of myeloid cells and B lymphocytes. Recently it appeared that IRF8 was involved in helper T subset polarization. Indeed, IRF8 limits the secretion of IL-17 by Th17 cells, as well as repressing the expression of Il4 and Il17 in Treg cells. Structurally close to IRF4, IRF8 interacts with cofactors such as PU.1 or BATF in order to regulate transcriptional activity.This work reveals that the IRF8 transcription factor contributes to the polarization of Th9 cells in vitro and in vivo. The TGF-β needed for Th9 cell differentiation activate Smad3 pathway which directly modulates the Irf8 expression. As in many cellular subtypes, the transcriptional function of IRF8 is dependent on these interaction partners. We show that in the presence of the transcription factors PU.1, IRF4 and BATF, IRF8 participates in a multiprotein complex essential for the induction of the Th9 cytokines, Il9 and Il21. We also demonstrate that in the presence of the ETV6 protein, IRF8 is able to form a complex responsible for the repression of Il4 expression. We underline the bivalent role played by IRF8 in the development of Th9 cells depending on its partners. Finally, expression of Irf8 is crucial for Th9 cells to exercise their antitumor functions

Les gènes Hox codent pour des facteurs de transcription orchestrant l'identité antéro-postérieure du plan corporel des animaux à symétrie bilatérale. La souris Hoxa5-/- a permis de démontrer que ce gène joue un rôle primordial dans la spécification des squelettes axial et appendiculaire, ainsi que dans l'ontogénie de plusieurs organes. À l'aide d'une approche de transgenèse et de délétions successives de la séquence intergénique Hoxa4-Hoxa5, j'ai identifié deux éléments régulateurs responsables de l'expression du gène Hoxa5 dans les systèmes respiratoire et digestif: un fragment d'ADN NcoI-SacI de 163-pb possédant une activité de type activatrice et dirigeant l'expression au niveau du poumon, de l'estomac et de l'intestin, de même qu'un fragment XbaI- BssHII de 259-pb, nécessaire à une expression complète du gène Hoxa5 au niveau du système digestif. Des expériences de retard sur gel (EMSA) et d'immunoprécipitation de la chromatine (ChIP) m'ont permis de démontrer la liaison du facteur de transcription YY1 à ces deux séquences d'ADN. En mutant ses sites de liaison dans un contexte de transgenèse, j'ai mis en évidence le rôle de YY1 comme activateur transcriptionnel du gène Hoxa5 dans les organes. Il s'agit d'ailleurs d'un des rares exemples où la protéine YY1 ne réprime pas l'expression des gènes Hox. J'ai également appliqué la technique de ChIP pour confirmer que les facteurs de transcription à boîte homéo CDX4 et HOXB9 se lient tous les deux au fragment d'ADN AvrII-Eco47III de 164-pb situé à l'intérieur de l'élément MES. J'ai donc montré que la protéine HOXB9 participe à restreindre caudalement l'expression du gène Hoxa5 au niveau de la prévertèbre 10, supportant ainsi le concept de prévalence postérieure. De plus, j'ai généré deux lignées de souris transgéniques exprimant la recombinase Cre sous le contrôle de deux combinaisons de séquences régulatrices identifiées du gène Hoxa5. Ces lignées ont été caractérisées et fournissent de nouveaux outils utiles pour étudier la fonction de différents gènes dans certains tissus le long de l'axe antéro-postérieur. Enfin, le locus Hoxa5 produit 4 trasncrits de 1.8, 5.0, 9.5 et 11-kb de longueur se chevauchant et pouvant produire une protéine in vitro. Cependant, j'ai démontré que seul le court transcrit de 1.8-kb, correspondant aux deux exons connus du gène Hoxa5, génère une protéine associée à la fonction du gène in vivo. Les différents résultats obtenus seront présentés et discutés.
Hox genes encode transcription factors, which orchestrate bilaterian anteroposterior patterning. Using Hoxa5-/- mice as model, we have demonstrated that this gene plays a key role in axial and appendicular skeletal patterning as well as in the formation of several organs such as the respiratory and digestive tracts. Using a transgenesis approach and successive deletions in the Hoxa4-Hoxa5 intergenic region, I have identified two distinct regulatory elements responsible for Hoxa5 expression in respiratory and digestive tracts: a 163-bp NcoI-SacI DNA fragment having enhancer activity that drives expression in lung, stomach and intestine, and a 259-bp XbaI-BssHII fragment necessary for a complete Hoxa5 digestive tract expression. Electrophoretic mobility shift (EMSA) and chromatin immunoprecipitation (ChIP) assays have demonstrated the capacity of the YY1 transcription factor to bind these two DNA sequences. By mutating its binding sites in a transgenesis context, I have highlighted the transcriptional activator role of the YY1 protein in Hoxa5 organ expression, which is very interesting since few examples of Hox gene activation by YY1 are reported in the literature. I have also generated two transgenic mice lines expressing the Cre recombinase under the control of two combinations of identified regulatory sequences. These lines have been charaterized and provide useful genetic tools to study gene function in specific tissues along the anteroposterior axis. I have also applicate ChIP technology to demonstrate the in vivo binding of CDX4 and HOXB9 homeobox transcription factors to the 164-bp AvrII-Eco47III DNA fragment included in the MES regulatory element. Consequently, I have shown that the HOXB9 protein caudally participates to restrict the Hoxa5 gene expression at the level of prevertebra 10, which supports the posterior prevalence concept. Finaly, the Hoxa5 locus encompasses 4 overlapping transcripts of 1.8, 5.0, 9.5 and 11.0-kb that can produce a HOXA5 protein in an in vitro context. However, I have demonstrated that only the short transcript of 1.8-kb corresponding to the two known Hoxa5 gene exons is transcribed into an in vivo HOXA5 protein associated to the gene function. Data will be presented and discussed.

La multirésistance des bactéries pathogènes envers les antibiotiques actuels ne fait qu'émerger. C'est pourquoi depuis plusieurs années la communauté scientifique se penche sur ce problème afin d'identifier des fonctions essentielles aux bactéries et ainsi d'envisager de nouvelles cibles cellulaires. L'organisation de la membrane et de la paroi cellulaire bactérienne est unique et demeure une cible de choix pour le développement de nouveaux composés antibactériens. Parmi toutes les stratégies de recherches utilisées afin de trouver de nouveaux agents, une des plus classiques mais toujours aussi prometteuse est celle de la caractérisation de molécules naturelles ayant des propriétés anti-infectieuses. C'est pourquoi la présente étude s'est concentrée sur trois classes de composés naturels, les peptides cationiques, les saponines de tomates et des fractions extraites de la canneberge. Il a été émis comme hypothèse que ces molécules semblaient toutes avoir la même cible thérapeutique, la paroi ou la membrane bactérienne. Afin de caractériser chacune de ces molécules et d'établir leur mode d'action et les stress spécifiques engendrés, une approche transcriptomique, de puce à ADN, a été utilisée. Les profils d'expression des gènes d'intérêts ont par la suite été confirmés par Q-PCR. De plus, afin de poursuivre la caractérisation du mode d'action des extraits de canneberge, une étude de biosynthèse des macromolécules a été faite, suivie d'études morphologiques en microscopie électronique. Il a pu être établi que les peptides cationiques engendrent un stress et perturbent les membranes. Ils s'accolent potentiellement à la membrane de Escherichia coli et semblent provoquer un microenvironnement acide puisqu'on observe l'induction de l'opéron Cad et semblent aussi provoquer des déficiences en phosphate et en carbone selon les stress transcriptionnels obtenus. La tomatidine aurait une activité antivirulence en agissant au niveau de l'effecteur du système Agr chez Staphylococcus aureus . Elle induirait aussi une putative pompe à efflux, MmpL qui pourrait permettre son expulsion. Les extraits de canneberge induisent les marqueurs du stimulus du stress à la paroi similaires à ceux induits par plusieurs antibiotiques inhibant la biosynthèse du peptidoglycan et empêcheraient ainsi la synthèse de la paroi. Le mode d'action spécifique de chacun de ces types de composés sur la membrane ou la paroi démontre bien tout leur potentiel thérapeutique. C'est pourquoi il s'avère important de poursuivre la caractérisation de ces molécules prometteuses.

La parkine, est une protéine responsable de certaines formes autosomiques familiales récessives de la maladie de Parkinson. Elle est principalement considérée comme une ubiquitine ligase E3 mais la parkine se comporte également comme facteur de transcription (FT). En effet, elle réprime trancriptionnellement p53 et module différemment l’expression des presenilines puisqu’elle active PS1 et réprime PS2. A ce jour, trois cibles transcriptionnelles de la parkine p53, PS1 et PS2 ont été identifiées. Il est intéressant de noter que la parkine joue également un rôle dans le cancer en tant que suppresseur de tumeur. Elle est également fréquemment délétée ou inactivée dans un certain nombre de tumeurs malignes. De précédentes études ont montré que l’expression de la parkine était fortement réduite dans les gliomes. Il s’avère que cette baisse des niveaux de parkine était associée à la perte de fonction d’un autre facteur de transcription clef fréquemment muté dans les gliomes, p53. Ces études suggèrent que la parkine aurait un rôle majeur dans l’origine et/ou le développement des gliomes, mais l’implication de sa fonction transcriptionnelle dans ces processus n’est pas encore établie.Nous nous sommes intéressés aux mécanismes d’imports et exports de la parkine dans le transport nucléo-cytoplasmique. Cela nous a permis de déterminer l’existence de séquences NLS (signal d’import) et NES (signal d’export) sur la structure de la parkine. Ces séquences NLS et NES sont reconnues par les complexes importines et exportines, respectivement. De plus, nous avons muté au sein de ces séquences endogènes un ou plusieurs acides aminés rendant les séquences inactives et non reconnaissables pour le transport. Ainsi, nous avons généré des outils génétiques permettant de « forcer » la localisation de la parkine dans le cytosol ou dans le noyau. Ces travaux identifient les processus moléculaires régissant la navette de la parkine entre le noyau et le cytosol et confortent le rôle de facteur de transcription de la parkine. De plus, ces nouvelles constructions mutées permettent de déterminer avec précision la part des fonctions ubiquitine-ligase et FT de la parkine dans la régulation de ses cibles.Nous nous sommes également intéressés à l’implication de l’activité FT de la parkine dans l’étiologie des gliomes et notamment, sur un processus clés majoritairement dérégulé dans les cancers, la prolifération. Dans ce cadre, nous avons identifié deux nouvelles cibles transcriptionnelles de la parkine: les cyclines A et B contrôlant respectivement le déclenchement/progression en phase S et la transition G2/M du cycle cellulaire.Grâce aux mutants précédemment décrits, nous avons pu déterminer que la parkine régulait la cycline A uniquement via son activité FT et la cycline B via ses deux activités. Nous avons également utilisé un modèle in vivo (souris sauvages (PK+/+) ou invalidées (PK-/-) pour la parkine), dans lequel nous avons injecté des cellules de glioblastomes murins. En absence de parkine, la taille des tumeurs est significativement supérieure à celle observée dans les souris PK+/+. Dans un second temps nous avons voulu examiner l’impact des mutants NES et NLS sur la croissance tumorale dans des souris PK-/-. Pour ce faire, nous avons injecté des cellules de glioblastomes murins exprimant stablement la parkine sauvage ou ses mutants NLS/NES. Ces résultats indiquent que les deux fonctions de la parkine contribuent à la réduction du volume tumoral.Ainsi, l’activité FT de la parkine semble être particulièrement impliquée dans la régulation de la prolifération dans les glioblastomes. Cette étude est donc d’un intérêt capital car elle permet d’établir la contribution exacte de la parkine dans les GBM et de mieux comprendre son rôle suppresseur de tumeur
Parkin is a protein responsible for some familial autosomal recessive forms of Parkinson’s disease.It’s mainly considered as an E3 ligase activity but parkin also acts as a transcription factor (TF). To date, three transcriptional targets of parkin have been identified p53, PS1 and PS2. Indeed, parkin represses p53 and presenilin 2 and transactivates presenilin 1. It is interesting to note that parkin also plays a role in cancer as a tumor suppressor. It is also frequently deleted or inactivated in a number of malignant tumors.Previous studies have shown that parkin expression is reduced in gliomas. This decrease in parkin levels was found to be associated with the loss of function of another key transcriptional factor frequently mutated in glioma: p53. These studies suggest that parkin transcription function may have a major role in the origin and/or development of gliomas. My thesis project addressed this question and was articulated in two main axes. First, we investigated the mechanisms of parkin nucleo-cytoplasmic transport. This enabled us to determine the existence of NLS (import signal) and NES (export signal) sequences in the structure of parkin. These NLS and NES sequences are recognized by the import and export complexes, respectively.We have mutated the NLS and NES parkin’s domains, in one or more amino acids, in order to block their recognition by importins and exportins. Thus, we have generated genetic tools that have allowed us to examine with precision the transcription factor and E3-ligase functions of parkin. Second, we have examined the implication of TF activity of parkin in the etiology of glioma. In this context, we have identified two new transcriptional targets of parkin: cyclins A and B. These cyclins are involved in the control of the S and G2/M phases of the cell cycle. Using the NLS/NES parkin mutants, we were able to show that parkin regulates cyclin A only via its TF activity and cyclin B via its two activities. By means of an in vivo model (wild type (PK+/+) or invalidated (PK-/-) mice for parkin) in which we injected glioblastoma murine cells we show that parkin invalidation leads to increased tumor size. Importantly, we show that both nuclear and cytosolic parkin induce tumor suppression, but nuclear parkin reduces tumor progression more efficiently than cytosolic parkin. Thus, the TF activity of parkin seems to be particularly involved in the regulation of proliferation in glioblastoma. This study is therefore of major interest because it allowed us to gain insight in the mechanism of parkin nucleus-cytoplasm shuttle and establish the exact contribution of parkin TF function in tumor suppression in glioblastoma context

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

La première partie de cette thèse a été consacrée à l’étude du réseau p53-Mdm2 pour lequel nous avons développé un modèle simple composé d’un circuit de rétroaction positif imbriqué dans un circuit de rétroaction négatif. Les résultats de notre analyse logique montrent que les principales propriétés dynamiques du réseau peuvent être résumées par un petit nombre de diagrammes de bifurcation logique. Ces scénarios de bifurcations diffèrent par la séquence d’activation du circuit positif et négatif composant le réseau et dépendent d’une part de l’affinité de la p53 pour ses gènes cibles et d’autre part de son activité transcriptionnelle. Nous proposons que différents stress et types cellulaires pourraient correspondre à différents scénarios de bifurcation et donc conduire à des réponses différentes après irradiation. Cette première analyse qualitative nous a permis de rendre compte de différents aspects de la dynamique du réseau observés expérimentalement, tels que le changement de fréquence des oscillations en cours de réponse, les oscillations de longue durée de la p53 ou l’amortissement rapide des oscillations à l’échelle d’une population de cellules. Pour nous affranchir des fortes non-linéarités inhérentes au traitement logique, nous avons ensuite traduit le modèle logique en un modèle différentiel et montré que les principaux comportements présentés par le modèle logique sont conservés, suggérant que la structure du réseau détermine dans une large mesure les principales potentialités dynamiques du système. L’analyse des propriétés de bifurcation du modèle différentiel en fonction du niveau de dommage à l’ADN nous a également permis de mettre en évidence la présence de deux régimes oscillants d’amplitude, de valeur moyenne et de fréquence nettement différentes, séparés par une zone de bicyclicité où ces deux régimes coexistent. Cette propriété permet d’expliquer l’existence des deux fréquences d’oscillation différentes qui ont été observées expérimentalement en fonction de la dose d’irradiation. Enfin l’analyse stochastique de notre modèle nous a, en particulier, permis de rendre compte de l’augmentation du nombre de cellules oscillant à des fréquences élevées lorsque la dose d’irradiation augmente, observée expérimentalement.

La deuxième partie de notre thèse a été consacrée à l’étude du réseau de facteurs GATA chez la levure S.cerevisiae. Ce réseau, constitué des activateurs Gln3 et Nil1 et des répresseurs Dal80 et Gzf3, comporte plusieurs circuits de rétroaction positifs et négatifs interconnectés. Dans le but d’aider à comprendre le rôle et le fonctionnement du réseau GATA, nous avons effectué une analyse théorique et expérimentale de son comportement dynamique en fonction de la qualité de la source azotée. L’analyse différentielle montre la possibilité d’un comportement bistable dans les milieux de qualité intermédiaire en azote et d’oscillations amorties suite à un transfert nutritionnel d’une condition azotée à une autre, lorsque l’activation des gènes du réseau par Gln3 et Nil1 est synergique ou lorsque le gène Gln3 est supprimé. Gzf3 serait le répresseur clef impliqué dans la bistabilité tandis que Dal80 serait le répresseur clef impliqué dans les comportements oscillants. L’analyse stochastique nous a permis d’étudier l’effet des fluctuations moléculaires sur ces comportements et les distributions de variables importantes du système dans une population de cellules. Pour le modèle synergique de la souche sauvage et celui du mutant gln3°, elle a montré l’existence, dans des milieux de qualité intermédiaire en azote, de deux populations de cellules qui coexistent :une population où l’expression de Dal80 est réprimée, une autre où son expression est activée. Enfin, l’étude de la dynamique du couplage entre la protéine fluorescente Gfp, sous le contrôle du promoteur de DAL80, et le réseau GATA montre que, pour des ordres de grandeur physiologique de la vitesse de disparition de la Gfp, la bimodalité présente au niveau du réseau GATA devrait se refléter au niveau de la Gfp.

Les comportements bistables et oscillants mis en évidence dans notre étude théorique du réseau GATA ont ensuite été testés expérimentalement en suivant la Gfp sous le contrôle du promoteur de DAL80 en fonction de la concentration de la source azotée glutamine. Cette étude expérimentale nous a permis de mettre en évidence l’existence d’oscillations amorties de la fluorescence de la protéine de fusion Dal80-Gfp. De telles oscillations cependant n’ont pas été observées dans les expériences réalisées sur les autres souches testées pour lesquelles le gène de la Gfp est fusionné au promoteur de DAL80. Notre étude expérimentale montre également l’existence, chez la souche sauvage, d’une population unique de cellules fluorescentes quelle que soit la concentration du milieu extérieur en glutamine testé (0.2mM à 10mM). Un modèle additif où l’activation des gènes du réseau par Gln3 et Nil1 n’est pas synergique serait donc en meilleur accord avec nos observations. Chez les souches où le facteur Gln3 est inactivé, par contre, deux populations cellulaires, l’une de forte fluorescence et constituée de cellules de grande taille, l’autre de plus faible fluorescence et constituée de cellules de taille plus petite, coexistent pour des concentrations intermédiaires du milieu extérieur en glutamine. La forte corrélation observée entre la taille et la fluorescence des cellules suggère que le comportement bimodal observé au niveau de la fluorescence est lié au comportement bimodal observé au niveau de la taille. Enfin, un modèle phénoménologique de la croissance cellulaire nous a permis de reproduire l’existence de deux populations cellulaires de taille distincte.

Doctorat en Sciences
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La régulation spatio-temporelle de l’expression des gènes est essentielle pour la mise en place et le maintien de l’identité cellulaire. Une dérégulation de ces mécanismes peut non seulement entrainer la perte de l’identité cellulaire mais également le développement de maladies comme le cancer. Dans le contexte de tumorigénèse il a été observé une expression atypique des gènes spécifiques des testicules et du placenta (gènes TS/PS) . Cette induction dans les tumeurs est corrélée à un mauvais pronostic et certains de ces gènes participent directement au processus tumoral. A ceci s’ajoute leur potentiel immunogène, qui contribue à faire de ces gènes des cibles thérapeutiques prometteuses. Deux cribles génétiques, nous ont permis d’identifier trois nouveaux acteurs importants dans la régulation transcriptionnelle du gène TS/PS ADAM12. Cette métalloprotéase est surexprimée dans les tumeurs et participe aux processus d’invasion et migration des cellules cancéreuses. Nos travaux ont pu montrer que la kinase TAK1 (MAP3K7) et que les remodeleurs chromatiniens SIRT6 et KAT2A sont importants pour la régulation transcriptionnelle d’ADAM12. Nous avons également pu disséquer les mécanismes moléculaires sous-jacents de cette régulation en établissant un lien entre la signalisation TAK1 et l’acétyltransférase KAT2A. Ces résultats nous permettent de proposer TAK1 et KAT2A comme de potentielles cibles thérapeutiques dans les tumeurs qui non seulement sur-expriment ADAM12 mais également les tumeurs où la signalisation TAK1 est perturbée
Spatio-temporal gene transcriptional regulation is essential to establish and maintain cell identity. Impairment of the molecular mechanisms involved in this regulation could lead to diseases like cancer. Testis/Placenta specific genes (TS/PS) are found to be expressed in cancer while their expression is normally restricted in testis and placenta. Overexpression of TS/PS in cancer is correlated to bad prognosis and some of these genes are known to be oncogenes. Moreover these genes could induce immune responses when they are expressed in cancer making them good candidates for therapeutic targets.In this thesis, we set up two genetic screens, which allow us to identify three new actors involved in the transcriptional regulation of the TS/PS gene ADAM12. This metalloprotease which is overexpressed in many tumors is involved in cell migration and invasion of cancer cells. Our study showed that the kinase TAK1 (MAP3K7) and the chromatin remodelers KAT2A and SIRT6 are involved in the regulation of ADAM12 expression. We went further and dissect the molecular mechanisms involved in this regulation and we discovered a link between the acetyltransferase KAT2A and TAK1 signaling pathway. These results allow us to propose TAK1 and KAT2A as potential therapeutic targets in high-ADAM12 expressing tumors and/or in tumors with TAK1 mutations