Chez l'homme, l'épissage alternatif (EA) affecte presque tous les gènes permettant de générer de vastes répertoires d'ARN et de protéines. L'épissage est un processus hautement régulé qui s'effectue principalement lorsque l'ARN est en cours de synthèse sur la chromatine. Beaucoup d'études suggèrent que la chromatine et ses marques épigénétiques influencent les décisions d'épissage au locus correspondant. A l'inverse, d'autres données laissent penser que l'épissage peut moduler les marques épigénétiques. Au cours de ma thèse, j'ai étudié différentes voies de couplage entre l'épissage et la chromatine. D'une part, j'ai exploré l'impact de la méthylation de l'ADN sur la régulation de l'épissage. J'ai montré que les enzymes qui méthylent l'ADN ont un effet global sur l'épissage d'exons enrichis en méthylation. Mes données suggèrent que les protéines qui lient la méthylation de l'ADN sont impliquées dans cette régulation. D'autre part, j'ai exploré les conséquences de l'EA sur la régulation de la chromatine en étudiant son impact de deux histones-methyltransferases (HMTase) : G9A et SUV39H2 dont les gènes génèrent des transcrits alternatifs. Tous les transcrits variants codent pour des protéines. La conservation des variants d'épissage de G9A dans des espèces et l'absence de différences dans leur activité HMTase, nous amènent à proposer que l'EA est associé à une fonction non liée aux histones. A l'inverse, les isoformes de SUV39H2 exhibent des activités HMTases différentes et régulent l'expression de gènes cibles différents. Ensemble, nos résultats apportent de nouvelles connexions dans le couplage épissage-chromatine et supporte un modèle où ces derniers s'auto-influencent. / In humans, alternative splicing affects almost all genes in the genome and generates extensive repertoires of RNAs and proteins. Splicing is a highly regulated process which occurs primarily when the RNA is being synthesized on chromatin. Many studies suggest that chromatin and epigenetic marks influence splicing choices to the corresponding locus. Conversely, other data suggest that splicing can modulate epigenetic marks. During my thesis, I studied different ways of crosstalk between splicing and chromatin. First, I investigated the effect of DNA methylation on splicing regulation. I have shown that the enzymes that methylate DNA have an overall effect on the splicing of exons with enriched methylation. My data suggest that proteins which bind to methylated DNA are involved in this regulation. On the other hand, I explored the impact of alternative splicing on chromatin regulation studying its impact on the expression and activity of both histone methyltransferases (HMTase): SUV39H2 and G9A. G9A and SUV39H2 generate variants transcripts whose expression is regulated according to tissues. All variants transcripts encode proteins. Conservation of G9A splice variants in species and no differences in their HMTase activity, lead us to propose that G9A alternative splicing is associated with a non-histone function. Conversely, SUV39H2 isoforms exhibit different HMTases activities, and regulate the expression of different target genes. All our results provide new connections in chromatin - splicing coupling and support a model in which they harbor self-influence.

Le muscle squelettique adulte est capable de se régénérer à plusieurs reprises après blessure grâce à sa population de cellules souches résidentes: les cellules satellites. Cependant, les mécanismes impliquant les cellules satellite dans la recouvrement de l'homéostasie et de l'intégrité musculaire ne sont toujours pas clairs. Chez l'adulte, les cellules satellites sont quiescentes et localisées dans une niche entre la lame basale et la fibre musculaire. Après blessure, elles prolifèrent, se différencient et fusent afin de restaurer les fibres endommagées. Lorsque la niche des cellules satellite est altérée elles expriment rapidement le marqueur d'activation Myod puis prolifèrent. La lame basale des cellules souches est riche en collagène, glycoprotéines et de protéoglycan. Cependant, le mécanisme de fonction de ces protéines de la matrice extracellulaire (MEC) dans le maintien de la cellule satellite dans sa niche est toujours inconnu. De plus, l'interaction entre la MEC et des voies de signalisation cellulaire essentielles au maintien des cellules souches quiescentes sont toujours un mystère. Nous avons identifiés la voie Notch comme effecteur indispensable à la quiescence des cellules satellites. Un ChIP screening dans des cellules musculaires nous a permit d'identifier des microRNAs et collagènes spécifiques comme des gènes cibles de la voie Notch. L'utilisation d'outils génétiques permettant de moduler l'activité de la voie Notch démontrent que ces microRNAs et collagènes sont régulés transcriptionnellement par la voie Notch in vitro et in vivo. Nous proposons que le Collagène de type V et miR-708, induits par Notch, peuvent autoréguler la niche des cellules souches. / Adult skeletal muscles can regenerate after repeated trauma, yet our understanding of how adult muscle satellite (stem) cells (MuSCs) restore muscle integrity and homeostasis after regeneration is limited. In the adult mouse, MuSCs are quiescent and located between the basal lamina and the myofibre. After injury, they re-enter the cell cycle, proliferate, differentiate and fuse to restore the damaged fibre. A subpopulation of myogenic cells then self-renews and replenishes the stem cell pool for future repair. When MuSCs are removed from their niche, they rapidly express the commitment marker Myod and proliferate. The basal lamina that ensheaths MuSCs is rich in collagens, non-collagenous glycoproteins and proteoglycans. Whether these and other extracellular matrix (ECM) proteins constitute functional components of MuSCs niche remains unclear. Moreover, although signalling pathways that maintain MuSCs quiescence have been identified, how these regulate stem cell properties and niche composition remains largely unknown. Sustained, high activity of the Notch signalling pathway is critical for the maintenance of MuSCs in a quiescence state. Of interest, whole-genome ChIP for direct Notch/Rbpj transcriptional targets identified specific micro-RNAs and collagen genes in satellite cells. Using genetic tools to conditionally activate or abrogate Notch signalling, we demonstrate that the expression of these target genes is controlled by the Notch pathway in vitro and in vivo. Further, we propose that Collagen V and miR708 can contribute cell-autonomously to the generation of the MuSCs niche via a Notch signalling-regulated mechanism.

Les microtubules (MTs) sont importants pour des processus cellulaires majeurs comme la polarisation, le trafic membranaire, la division cellulaire ainsi que pour l'architecture intracellulaire. En retour, les organites influencent l'organisation et la dynamique des MTs. Mon projet de thèse vise à élucider les interactions fonctionnelles existantes entre les MTs et la sécrétion en adoptant une approche quantitative et systématique. En synchronisant le trafic de différents cargos grâce au système RUSH (Retention Using Selective Hooks) et à une dépolymérisation complète des MTs, nous avons montré que les MTs ne sont pas strictement nécessaires à la sécrétion des cargos. D'une manière générale nous avons observé que le trafic intracellulaire est ralenti mais toujours possible en présence d'un appareil de Golgi dispersé. Nous avons caractérisé deux populations d'éléments golgiens. Elles sont présentes peu après la dépolymérisation des MTs et sont différentes en terme de composition et de capacité de sécrétion. Nos résultats montrent qu'une maturation fonctionnelle des éléments golgiens est nécessaire pour le trafic post-golgien, basée sur l'acquisition de certains facteurs golgiens non identifiés à ce jour. Dans une deuxième partie, nous nous sommes intéressés à l'exocytose au niveau de la membrane plasmique. Nous avons observé une sécrétion préférentielle des protéines à proximité des adhésions focales. Différentes techniques de biologie cellulaire nous ont permis de caractériser cet adressage préférentiel vers les sites d'adhésion de la cellule. Nous avons également corrélé les forces exercées par la cellule sur le substrat avec la direction du transport antérograde. / Microtubules (MTs) are important for major cellular processes like cell polarization, intracellular trafficking, cell division, intracellular architecture. Organelles influence back the MTs organization and dynamics. The goal of my project was to study the involvement of MTs in the intracellular trafficking. Thanks to the Retention Using Selective Hooks (RUSH) system to synchronize the trafficking of cargos and with an efficient way to depolymerize MTs, we showed that MTs were not strictly essential to secretion of cargos. More generally, we showed that intracellular trafficking is slowed down but still possible in the presence of a dispersed Golgi apparatus. Moreover, we characterized two populations of Golgi elements in cells without MTs that are different in terms of secretion ability and composition. Our results demonstrated that functional maturation of Golgi elements is needed to ensure post-Golgi trafficking and that MTs driven post-Golgi transport is not strictly required. Besides working on intracellular trafficking without MTs, we conducted a study on the exocytosis at the plasma membrane. By using an antibody coating on coverslips to immobilize secreted cargos, we visualized the first step of arrival at the plasma membrane. We observed a directed and polarized secretion close to focal adhesions that we characterized by different cell biology technics and microscopy (spinning disk, TIRF…). We highlighted a close relationship between forces exerted by the cell on its substrate and the directionality of the anterograde transport by using patterning and Traction Force Microscopy (TFM).