La polarité épithéliale est un processus essentiel au cours du développement d'un organisme. Ici, nous nous focalisons sur le tissu épithélial intestinal et épidermal de C. elegans pour comprendre comment la cellule maintient sa polarité en définissant un pôle apical et un pôle basolatéral. Afin d'assurer la mise en place et le maintien de cette polarité, des protéines appelées déterminants de polarité interviennent. Parmi ces déterminants, le module PAR-3/PAR-6/aPKC et CDC-42 sont des acteurs majeurs pour spécifier la polarité apicale. Nous avons montré que le complexe adaptateur pour la clathrine AP-1, un régulateur clé du trafic intracellulaire remplit une fonction inattendue dans ce processus. En effet, nous avons confirmé le rôle d'AP-1 dans le tri basolatéral observé chez les mammifères, mais de façon intéressante nous avons démontré qu'AP-1 contrôle également le tri apical d'une protéine transmembranaire ainsi que la localisation asymétrique apicale de CDC-42 et PAR-6. En effet, l'inhibition d'AP-1 cause une délocalisation basolatérale de CDC-42 et PAR-6. La perte de fonction d'AP-1 induit une conversion de la membrane latérale en membrane apicale et la formation de lumières intestinales ectopiques. La perte de fonction du complexe AP-1 induit également une létalité embryonnaire qui peut s'expliquer par le phénotype identifié dans l'épiderme. Dans cet épithélium, AP-1 contrôle l'intégrité des jonctions cellulaire et notamment le tri apical de la E-cadhérine. Nos résultats démontrent une fonction essentielle d'AP-1 dans le tri apical, directement responsable du maintien de la polarité épithéliale.

Le facteur de transcription Microphthalmia (Mitf) et la voie de signalisation des " Mitotic Activated Protein Kinase " (MAPK) sont des éléments déterminants pour la différentiation, la prolifération et la survie des melanocytes. L'altération des fonctions de l'un ou l'autre se manifeste par une perte totale ou partielle de ce type cellulaire. A l'inverse, le mélanome est associé très majoritairement à une activation constitutive des MAPK, et parfois, à un gain d'activité de MITF. Afin d'étudier les interaction entre les MAPK et l'activité de MITF, nous nous sommes intéressés aux modifications post transcriptionnelles qui permettent la génération d'isoformes multiples dotées d'activité différentes. MITF contient un site de phosphorylation, la serine 73 (S73), qui a été démontré par le passé comme jouant un rôle à la fois dans l'augmentation de l'activité et dans la réduction de la stabilité de MITF in vitro. Pour comprendre le rôle de cette serine in vivo, une tentative de mutation S73A de Mitf a été réalisée. Ce codon fait parti d'un " Exon splicing Enhencer " et sa mutation réduit l'affinité de fixation de la protéine SRp40 et l'exclusion de l'exon 2B dans lequel est situé ce site de phosphorylation. Pour dissocier l'exclusion de l'exon 2B et de sa phosphorylation, nous avons donc altéré la jonction de l'exon 2A-2B afin qu'elle ne soit plus reconnue par le spliceosome. En conséquence, l'exon 2B ne peut plus être exclu des transcrits Mitf quelque soit le statut du codon 73. La comparaison de 3 nouveaux allèles Mitf S-S73A S-S73D et S-S73S, où l'inclusion de l'exon 2B est forcée, nous a permis d'associer l'absence de phosphorylation à un gain d'activité de MITF.

La peste est une zoonose touchant principalement les rongeurs et de façon accidentelle l'Homme. L'agent responsable de la peste bubonique et pulmonaire est la bactérie Gram négative Yersinia pestis. Les mécanismes qui permettent à l'hôte de résister ou non à cette infection sont mal connus. Nous avons montré que certaines lignées consanguines de souris, comme C57BL/6J, meurent après l'injection sous cutanée de 100 bactéries d'une souche virulente (CO92) alors que d'autres, comme SEG/Pas, dérivée de Mus spretus, résistent. Un croisement en retour entre ces deux lignées a permis d'identifier, sur les chromosomes 3, 4 et 6, trois QTLs contrôlant le taux de survie. Les deux premiers ont été retrouvés uniquement chez les femelles alors que celui du chromosome 6 est commun aux deux sexes. Des souris congéniques portant le chromosome 6 de SEG dans un fonds génétique C57BL/6J ont été produites. Après infection, elles meurent dans les mêmes proportions que les souris C57BL/6, mais un peu plus tardivement. Des souris bi- et tri-congéniques sont en cours de production pour tester l'effet des autres QTLs. Nous avons testé une collection de 55 lignées recombinantes congéniques interspécifiques entre SEG/Pas et C57BL/6J. Plusieurs lignées ont montré des différences de taux ou de durée de survie significatives par rapport à C57BL/6J. L'étude de la lignée 120G, qui meurt plus rapidement que C57BL/6J, suggère que la région proximale du chromosome 6 serait responsable de ce phénotype. Nous avons ainsi montré que le contrôle génétique de la résistance à la peste chez les souris SEG/Pas est complexe, et identifié plusieurs régions génomiques qui jouent un rôle important dans ce phénotype.

De nombreux gènes sont surexprimés au cours de la progression du mélanome malin cutané. Pour mieux comprendre le rôle de ces gènes, des études fonctionnelles sont nécessaires. Mon projet visait à développer une nouvelle stratégie pour produire des souris portant n'importe quel ADN d'intérêt inséré à la place du premier exon du gène Dct. Dct code la dopachrome tautomérase, une enzyme de la voie de biosynthèse de la mélanine, exprimée de façon spécifique dans les mélanocytes et leurs précurseurs. Notre stratégie visait à augmenter la fréquence de recombinaison homologue au locus Dct dans des cellules souches embryonnaires (ES) en induisant une cassure double-brin à ce locus grâce aux propriétés endonucléases de la méganucléase I-SceI de levure. Nous avons créé une lignée de cellule ES qui portent un site unique de reconnaissance de la méganucléase I-SceI inséré dans l'intron 1 du gène Dct. Notre hypothèse était que l'induction d'une cassure double-brin au locus Dct serait recombinogène, et qu'en présence d'une matrice de réparation, la fréquence des recombinaisons homologues à ce locus serait augmentée de façon significative. Nous avons testé cette hypothèse et intégré successivement les gènes rapporteurs Lago1 et H2B-mCherry au locus Dct. Nos résultats indiquent que, de façon surprenante, l'induction d'une cassure double-brin ne favorise pas la recombinaison homologue au locus Dct. Nous avons analysé l'expression des gènes rapporteurs Lago1 et H2B-mCherry insérés au locus Dct dans des cellules en culture, l'embryon ou chez l'adulte

L'encéphalite herpétique (EH), causée par l'herpès simplex virus-1 (HSV-1), peut résulter de défauts monogéniques de l'immunité médiée par TLR3. L'induction d'interférons (IFNs)-α/β ou -λ via TLR3 est cruciale à la protection après infection primaire avec HSV-1 dans le système nerveux central (SNC). Nous décrivons deux enfants avec l'EH portant différentes mutations hétérozygotes (D50A et G159A) dans TBK1, encodant TANK-Binding Kinase 1, une kinase aux carrefours de multiples voies de signalisation induisant des IFNs. Les deux allèles mutants de TBK1 sont perte-de-fonction par des mécanismes différents: instabilité de la protéine (D50A) ou perte d'activité kinase (G159A). Ces allèles sont associés à un trait autosomal dominant (AD) par des mécanismes différents: haplotype-insuffisance (D50A) ou dominance négative (G159A). Un défaut de réponses à poly(I:C) par TLR3 est observable dans les fibroblastes hétérozygotes pour G159A, et non pour D50A TBK1. Néanmoins, la réplication virale et la mortalité cellulaire après infection par deux virus dépendants de TLR3 (HSV-1 et VSV) étaient élevées dans les fibroblastes des deux patients. Ces phénotypes peuvent être sauvés par IFN-α2b. De plus, la production d'IFNs en réponse à des agonistes et virus indépendants de TLR3 est maintenue dans les PBMCs et fibroblastes des patients. Le phénotype cellulaire restreint, partiel représente ainsi le phénotype clinique de ces patients, limité à l'EH. Ces données identifient la déficience partielle AD de TBK1 comme une nouvelle étiologie génétique de l'EH de l'enfance, et indiquent que TBK1 est essentiel pour le contrôle de HSV-1 dans le SNC, médié par TLR3 et dépendant des IFNs

Depuis le séquençage complet du génome humain, la génomique se focalise sur la détection des modifications de l'ADN des gènes potentiellement impliqués dans les maladies humaines. Les modifications de l'ADN sont au niveau de la séquence ou épigénétique. Ces polymorphismes, fréquents, rares, connus ou inconnus, peuvent être identifiés par le développement de nouvelles méthodes de séquençage de l'ADN pour chaque individu. Ce projet a pour but le développement de méthodes d'analyse de l'ADN par clivage d'une chimère ARN/ADN et par MALDI-TOF MS. Elle repose sur l'utilisation d'une nouvelle classe d'ADN polymérases qui peut incorporer également des ribonucléotides. La chimère ARN/ADN, simple ou double brin, contient trois bases désoxynucléotides et une quatrième base sous sa forme ribonucléotide. Elle est ensuite clivée après chaque ribonucléotide par l'hydroxyde de sodium. Les fragments de clivage se terminent par un ribonucléotide qui possède un groupement 3'- phosphate terminal. Ils sont dessalés par des billes échangeuses de cation et leurs masses sont analysées par MALDI-TOF MS. La comparaison des masses de l'individu avec celles de la séquence de référence est significative d'un changement dans la séquence d'ADN. Les fragmentations en phase gazeuse de la chimère d'ARN/ADN ont également été étudiées. Cette méthode est adaptée pour l'étude d'un grand nombre d'individus dans une région limitée du génome grâce à la capacité haut-débit du MALDI-TOF MS. Cette méthode, rapide et efficace, possède de nombreuses applications tel que: le génotypage, le génotypage allèle-spécifique en multiplex, le microhaplotypage en multiplex, l'analyse de la méthylation de l'ADN et le séquençage

Chez la souris, Six6 et Lhx2 sont exprimés dans l'œil et la glande pituitaire en développement. Par une approche "gènes candidats", les ADN de patients avec un phénotype proche de celui de souris invalidées pour ces gènes ont été séquencés. Aucune mutation a été mise en évidence pour SIX6. Deux variations hétérozygotes faux-sens de LHX2 ont été identifiées mais n'ont pas d'effet (tests in vitro). LHX2 a un rôle régulateur transcriptionnel in vitro sur deux gènes pituitaires (PRL, POU1F1), et en action synergique avec POU1F1. Deux mutations hétérozygotes composites de LHX3 chez un patient non consanguin ont permis d'assigner à ce gène un syndrome décrit uniquement chez des patients consanguins. Une de ces mutations a un effet dominant négatif. POU1F1, impliqué dans la différenciation pituitaire terminale, est associé en pathologie humaine à un déficit en hormone de croissance (GH), PRL et TSHβ. L'expression de GH est régulée par la fixation de POU1F1 sur son promoteur et sur un " Locus Control Region " mais ses cofacteurs ne sont pas connus. Deux mutations faux-sens identifiées dans le domaine de transactivation (TAD) de POU1F1 sont associées à un déficit isolé en GH. La résonnance plasmonique de surface a permis de définir les interactions de POU1F1 (normal et mutés) sur ses séquences cibles ; des extraits nucléaires sont passés avec POU1F1 (normal et mutés) afin d'identifier (par spectrométrie de masse) ses partenaires au locus GH. Une cristallographie du TAD a débuté pour analyser sa structure tridimensionnelle qui est probablement altéré par les mutations identifiées

Les évaluations génomiques apportent une information précoce et suffisamment précise pour choisir les jeunes taureaux dans les schémas de sélection des bovins laitiers, incitant à remplacer le long processus de testage sur descendance par une étape de sélection génomique.Dès lors, seuls les candidats sélectionnés ont des filles avec performances et participent aux évaluations génétiques classiques. Cependant, toutes les informations ayant servi à la sélection ne sont plus incluses dans l'analyse et l'estimation des valeurs génétiques par la méthode du BLUP (Best Linear Unbiased Prediction) peut être incorrecte.Les évaluations génétiques classiques restent indispensables pour l'évaluation des animaux non génotypés, pour la comparaison des taureaux à l'échelle mondiale, et pour le calcul des futures prédictions génomiques. Compte-tenu de la rapide intégration de la génomique dans les schémas de sélection des bovins laitiers, il était important d'en étudier les conséquences sur les évaluations génétiques classiques.A l'échelle nationale, nos simulations ont montré que les valeurs génétiques des taureaux retenus sur information génomique étaient systématiquement sous-estimées et moins précises quand l'étape de sélection génomique n'était pas prise en compte dans le modèle statistique. Pour éviter ce biais, une méthode a été testée avec succès : pour l'ensemble des candidats à la sélection, des pseudo-performances sont calculées à partir des index génomiques et analysées par le BLUP. Suivant la prise en compte ou non de l'étape de sélection génomique, les pays participant aux évaluations internationales peuvent fournir des données biaisées et/ou incomplètes, au risque de pénaliser fortement leurs propres taureaux dans les classements internationaux. La diversité des pratiques à l'échelle mondiale et l'interaction des possibles sources de biais dans les évaluations internationales rendent sa propagation incontrôlable et fortement dommageable.Il est donc nécessaire et urgent d'adapter les évaluations génétiques classiques pour prendre en compte l'information génomique et ses pratiques associées. Diverses approches récentes sont discutées afin de proposer des alternatives faciles à mettre en place dans les centres d'évaluation, permettant de maintenir des évaluations non biaisées mais aussi plus précises.

A Madagascar, un programme de sélection sur les eucalyptus est conduit à l'aide de vergers à graines, en pollinisation libre qui constituent les populations d'amélioration. L'obtention de gains génétiques et le maintien de la diversité génétique sont réalisés si la reproduction tend vers le modèle panmictique. Or, le faible niveau de domestication des essences forestières et les conditions environnementales conduisent à une variabilité phénotypique importante ayant des conséquences probables sur la phénologie. Dans un premier temps, notre approche est basée sur la caractérisation biologique d'un verger de 349 Eucalyptus grandis. Ensuite, il s'agit d'effectuer, sur un échantillon de 724 descendants récoltés sur 30 géniteurs, une analyse de paternité basée sur 6 marqueurs microsatellites. Nous en déduisons les conséquences sur la variabilité génétique et la croissance des descendants. En première approche, les résultats confirment les inquiétudes que nous avions quant à la panmixie et à l'équi-participation des géniteurs. Le taux de pollution pollinique atteint 39% et les contributions des géniteurs au nuage pollinique diffèrent de leur effectif dans le verger. En revanche, plus de 50% d'entre eux y ont participé et nous n'avons pas observé d'effet de voisinage sur la pollinisation. Le taux moyen d'allogamie est de 97% et les croisements entre demi-frères représentent 3,5% des recombinaisons. Seule la croissance des descendants issus d'autofécondation est significativement affectée par les effets de la dépression consanguine. En dépit du taux de contamination, nous pouvons estimer que le brassage génétique, confirmé par le maintien de la variabilité allélique et le faible taux d'autofécondation, correspond à ce qui est attendu sous l'hypothèse de la panmixie. Néanmoins, certaines recommandations sont proposées pour atteindre les objectifs multiples attribués aux vergers à graines et pour limiter la contamination pollinique.

Au cours de ma thèse au sein du laboratoire du Professeur Michelle Debatisse, je me suis intéressé aux mécanismes maintenant la stabilité du génome et contrôlant la dynamique de réplication dans les cellules de mammifères. J'ai étudié le rôle des kinases ATR (" Ataxia Telangectasia and Rad3 related ") et Chk1 (" Checkpoint Kinase 1 "), du point de contrôle intra-S (" checkpoint "), dans le contrôle de la dynamique de réplication. Cette première étude m'a amené à étudier la relation entre les dommages à l'ADN et la dynamique de réplication, dans des modèles cellulaires déficients pour des facteurs de la réponse aux dommages à l'ADN (DDR), appartenant soit au " checkpoint ", soit à la voie de réparation par recombinaison homologue (HR), tels que Rad51 et BRCA2. Je montre ici, que le ralentissement des fourches de réplication et l'augmentation de la densité d'événements d'initiation, observés dans des cellules déficientes pour Chk1 ou Rad51, sont la conséquence indirecte des lésions apparaissant spontanément dans de telles cellules. Le ralentissement des fourches dans ces cellules dépend d'une perturbation de la disponibilité en précurseurs de nucléotides qui dépend de la sur-expression et/ou de la re-localisation de la sous-unité p53R2 de la ribonucléotide réductase (RNR). De plus, contrairement à ce qui était proposé, je montre que Chk1 n'a pas de rôle actif dans la répression des origines latentes, mais que c'est la vitesse des fourches qui détermine l'espacement entre les origines actives, par un mécanisme de compensation découvert auparavant au laboratoire (Anglana, 2003 ; Courbet, 2008). L'ensemble de mes résultats permet de proposer un mécanisme général de communication entre la réplication et la réparation. Ce mécanisme confère un avantage aux cellules, puisque le ralentissement des fourches stabilise la machinerie de réplication qui voyage sur une matrice endommagée, et l'activation d'origines latentes procure une source de sauvetage pour les fourches bloquées.