Les éléments intégratifs conjugatifs (ICE) sont des îlots génomiques qui codent leur excision du chromosome, leur transfert par conjugaison et leur intégration. Ils présentent une organisation modulaire, chaque module incluant tous les gènes nécessaires pour conférer une fonction biologique. Ce travail a porté sur l'étude de la régulation ainsi que les modalités de transfert et de maintien d'ICESt1 et ICESt3, deux ICE de Streptococcus thermophilus présentant une région core étroitement apparentée et une région variable non apparentée. Les résultats obtenus ont montré que, bien qu'ICESt3 s'excise et se transfère à beaucoup plus haute fréquence qu'ICESt1, l'excision des deux éléments est activée par des stimuli identiques et est dépendante de la souche hôte. Chacun de ces ICE code des homologues de deux types de régulateurs différents, cI et ImmR, ce qui implique un mécanisme de régulation complexe et original qui pourrait être conservée chez de nombreux ICE apparentés identifiés lors de ce travail. Selon la définition initiale, les ICE se maintiendraient uniquement sous forme intégrée et ne se répliqueraient pas de façon intracellulaire. Cependant, les dommages à l'ADN induisent non seulement l'excision et le transfert d'ICESt3, mais aussi sa présence en copies multiples extrachromosomiques. Les résultats obtenus impliquent une réplication sous forme extrachromosomique, réplication codée par la région core et qui serait impliquée dans le maintien de l'élément. Une telle réplication pourrait être impliquée dans le maintien de nombreux ICE en plus de leur intégration. / Integrative and Conjugative Elements (ICEs) are genomic islands, which excise from the chromosome, self-transfer by conjugation and integrate. They harbor a modular organization: genes and sequences involved in the same biological process are grouped in the same region. This work concerns the modality of transfer and maintenance of ICESt1 and ICESt3, two ICEs of Streptococcus thermophilus that share closely related core region. ICESt1 excises much less frequently than ICESt3. Nevertheless, excision of the two elements is activated by the same stimuli (DNA damage, stationary phase and/or cell density) and depends of the host strain. Bioinformatical and transcriptional analyses highlight several differences in their organization. However, each of these two ICEs would encode two different regulators, cI and ImmR, suggesting that a complex and original pathway govern to ICESt1' and ICESt3' regulation. This regulation would be shared with numerous ICEs that we identified in the genome of various commensal or pathogenic streptococci. According to the original definition, ICE's maintenance would be exclusively due to their integration in the host chromosome, and ICEs would not be able of extracellular replication. However, in addition to the induction of ICESt3' excision and transfer, DNA damage cause replication of its extrachromosomal form. This unexpected property is encoded by the core region and would be implicated in the maintenance of the element. Comparision with data recently published on other ICEs suggest that intracellular replication could be involved in the maintenance of numerous ICEs, besides their integration.

Les gibbérellines (GA) sont une classe de phytohormones modulant différents aspects du développement des plantes. La biosynthèse des GA est catalysée par l’activité de différentes classes d’enzymes permettant la formation des formes bioactives. Si les mutants de biosynthèse sont nains, un excès de l’hormone provoque croissance excessive et stérilité. Ainsi, les plantes ont développé des mécanismes efficaces leur permettant de maintenir une concentration optimale de GA bioactives. Un niveau supplémentaire de régulation peut être constitué par une séparation spatiale de la biosynthèse dans différents types cellulaires et organes. A l’aide d’approches variées, nous démontrons qu’une forme intermédiaire est mobile sur de longues distances. Ce transport s’effectue à travers les vaisseaux vasculaires de la plante, et pourrait impliquer des transporteurs. Ensembles, nos résultats révèlent la nature et les propriétés biologiques du transport de GA sur de longues distances chez Arabidopsis. / Gibberellins (GA) are a class of diterpenoid hormones regulating major aspects of plant growth. GA biosynthesis from GGDP is catalyzed by the activity of different classes of enzymes leading to the formation of the active forms of GA. Thus GA biosynthesis mutants are dwarfs and late flowering, while GA overdose causes excessive growth and sterility. Therefore plants have evolved efficient mechanisms to maintain optimal levels of bioactive GA. However, an additional level of regulation may reside in the separation of the GA biosynthetic pathway into distinct cell types and organs. Through micro-grafting, genetic and biochemical approaches, we demonstrate that a GA intermediate is mobile over long distances in Arabidopsis. Moreover, this transport occurs through vascular tissues of the plant, and may involve specific transporters. Altogether, our results reveal the nature and the biological properties of GA long distances transport in Arabidopsis.

De récentes études ont montré dans les cellules chromaffines que la libération des granules de sécrétion est temporellement et spatialement couplée au processus d’endocytose. Nous avons proposé l’hypothèse que la membrane du granule préserve son intégrité au sein de la membrane plasmique durant l’exocytose avant d’être internalisée ainsi avec ses composants. Cependant, les mécanismes moléculaires de ce processus d’endocytose compensatrice sont encore inconnus. Ainsi, mon projet de thèse vise a répondre à la question suivante : Quels sont les différents mécanismes déclenchant et régulant l’exocytose et l’endocytose compensatrice? Les propriétés physiques des lipides jouent des rôles fondamentaux dans le trafic membranaire. Ils servent de système d’échafaudage pour maintenir la machinerie spécifique à des endroits précis de la membrane plasmique. Par exemple, la formation de microdomaines de gangliosides et de PIP2 au niveau des sites d’exocytose ou encore le mélange de lipides au sein de la bicouche lipidique représentent des processus attractifs pour permettre cette fonction au cours des événements d’exo-endocytose dans les cellules neuroendocrines. De plus, en raison de leur implication importante dans les processus d’exo-endocytose ou dans le remodelage des lipides, l’annexine A2, la synaptotagmine 1, l’oligophrénine1 et la scramblase 1 doivent être considérées comme des signaux potentiels pour le déclenchement de l’endocytose de la membrane granulaire. Au cours de mon doctorat, je me suis intéressée à étudier comment l’exocytose et l’endocytose compensatrice sont régulées par la scramblase1 et l’oligophrénine1 dans les cellules chromaffines de la glande surrénale. / Recent studies in neuroendocrine chromaffin cells have suggested that the secretory granule release is temporally and spatially coupled to a compensatory endocytic process. Hence, we hypothesized that the secretory granule membrane would preserve its integrity within the plasma membrane after exocytosis before being retrieved as such along with its components. However, the underlying molecular mechanisms of this compensatory endocytic process are largely unknown today. Therefore my thesis project is aiming to address the following specific question: What are the different mechanisms triggering and regulating exocytosis and the compensatory endocytosis? Physical properties of lipids play fundamental roles in membrane trafficking. They act as a scaffolding system to maintain specific machinery at restricted site of the plasma membrane. For example, the formation of ganglioside- and PIP2-enriched microdomains at the exocytic sites or the phospholipid scrambling across the bilayer plasma membrane, represent attractive processes to fulfill this function during exo- endocytosis events in neuroendocrine cells. Moreover, in view to their important implication in exo-endocytotic processes or lipid remodeling, annexin-A2, synaptotagmin- 1, oligophrenin-1 and phospholipid scramblase-1 have to be considered as potential signal-triggers of the granule endocytosis. During my PhD, I focused in investigating how exocytosis and compensatory endocytosis are regulated by PLSCR-1 and OPHN1 in adrenal chrommaffin cells.

Salicylic acid (SA) is essential to the establishment of both local and systemic acquired resistance (SAR) against a wide range of phytopathogens. Isochorismate synthase 1 (ICS1) is the key enzyme involved in the synthesis of SA and it is transcriptionally activated by the regulatory proteins SAR deficient 1 (SARD1) and Calmodulin binding protein 60g (CBP60g). It has been demonstrated previously that the loss-of-function mutant, S-nitrosogluthione reductase 1-3 (gsnor1-3), increased cellular levels of S-nitrosylation. Significantly, accumulation of both free SA and its storage form SA-glucoside (SAG), were substantially reduced, disabling multiple SA-dependent immune responses. However, the molecular mechanism underlying this observation remains to be established. Our data suggests that the transcription of ICS1 and it regulators, SARD and CBP60g, are reduced in the gsnor1-3 mutant, implying that increased cellular S-nitrosylation blunts the expression of ICS1 by reducing the transcription of its activators. We demonstrated that SARD1 is S-nitrosylated in vitro resulting in inhibition of its DNA binding activity. Further, Cys438 of SARD1 was found to be the site of S-nitrosylation, demonstrated by the observation that the SARD1 C438S mutant was insensitive to NO regulation in regard to DNA binding activity.

Chez les vertébrés, le foie est un des organes majeurs du métabolisme en étant le siège de la régulation de différentes voies du métabolisme qui contrôlent l’homéostasie du glucose et des lipides. En se basant sur des travaux de recherche récents suggérant que le système de conjugaison de l'ubiquitine est engagé en réponse à différents signaux métaboliques, nous avons réalisé une analyse protéomique globale dans le but d’identifier des protéines ubiquitylées dans le foie de souris soumises á un protocole de jeûne – re-nourrissage. Parmi les 117 protéines différemment ubiquitylé sur le jeûne ou le re-nourrissage, nous avons identifié complément 3 (C3) dans le foie de souris réalimentées. Nous avons observé qu'un produit d'activation de C3, C3a, est ubiquitylé dans les hépatocytes primaires traités avec les médias riches en nutriments. Ainsi, nous proposons que l'ubiquitination de C3 joue un rôle dans la régulation des fonctions inflammatoires ou métaboliques de C3 dans le foie. / In vertebrates, the liver has developed to be a major metabolic organ able to control glucose and lipid homeostasis. It activates or inhibits specific pathways in a regulated manner, depending on the metabolic state of our organism. Based on the emerging experimental evidence suggesting that the ubiquitin conjugation system is engaged in response to different metabolic cues, we conducted a global proteomic analysis to identify metabolic pathways modified by ubiquitylation. To this end, we used livers of mice subjected to a fasting – refeeding protocol. Amongst the 117 proteins differentially ubiquitylated upon fasting or refeeding conditions, we identified complement 3 (C3) to be ubiquitinated in livers of refed mice. We observed that an activation product of C3, C3a, is ubiquitylated in primary hepatocytes treated with nutrient-rich media. Thus, we suggest that the ubiquitylation of C3 plays a role in the regulation of inflammatory or metabolic functions of C3 in the liver.

L’hormone minéralocorticoïde aldostérone en se fixant à son récepteur, le récepteur minéralocorticoïde (RM), module la réabsorption de sodium au niveau du rein. De nombreuses étude sont rapporté l’implication du complexe aldostérone/RM dans les pathologies cardiovasculaires, sans que les voies de signalisation activées soient encore entièrement élucidées à ce jour. Ce travail de thèse se propose d’approfondir les connaissances sur les mécanismes de la signalisation cardiaque du RM à travers deux objectifs principaux i) l’identification de nouvelles cibles moléculaires du RM dans lecoeur et ii) la compréhension des effets physiopathologiques de son activation. Par une approche pharmacologique, nous avons montré que le diurétique torasémide n’est pas capable de bloquer la voie de signalisation minéralocorticoïde dans la lignée cellulaire de cardiomyocyte transfectée avec le RM,H9C2-RM+. L’étude de l’activité transcriptionnelle du RM cardiaque a concerné la majeure partie de ce travail de thèse. Par une approche gène candidat, nous avons mis en évidence que l’expression dugène codant pour le facteur de croissance du tissu conjonctif (CTGF, pour connective tissue growthfactor) est augmentée par le RM et que l’aldostérone potentialise cet effet in vivo. Nous avons pu localiser CTGF spécifiquement dans les cardiomyocytes, et une étude in vitro nous a permis d’identifier que le RM se lie au niveau d’éléments de réponse hormonale dans le promoteur du gène codant pour CTGF. Des souris surexprimant le RM humain spécifiquement dans les cardiomyocytes et traitées avec de l’aldostérone ou de la corticostérone ont permis une exploration plus large des gènesdifférentiellement exprimés par les deux ligands du RM dans le coeur. L’analyse des transcriptomes cardiaques de ces souris et de leurs contrôles montre qu’une augmentation modeste de la concentration plasmatique en aldostérone induit dans le coeur l’expression de gènes impliqués dans le cycle cellulaire comme la Cycline B1 ou sa kinase associée Cdk1 (pour Cyclin-dependent kinase 1). Nous avons montré également que l’aldostérone active la prolifération des cellules endothéliales cardiaques. / The mineralocorticoid hormone aldosterone binding its receptor, the mineralocorticoid receptor (MR),regulates the renal reabsorption of sodium. Several studies showed the involvement of the aldosterone/MR complex in cardiovascular diseases, even if the activated signalling pathways are still unclear. This thesis work has been established to increase the knowledge on the mechanisms of thecardiac signalling of MR using two main purposes i) the identification of new molecular targets of the MR in the heart and ii) the understanding of the pathophysiological effects of its activation. Apharmacological approach showed that the diuretic torasemide cannot block the mineralocorticoid signalling in the cell line cardiomyocytes transfected with MR, H9C2-MR+. The study of the MR’s cardiac transactivation activity formed the most important part of this thesis work. We demonstrated with a candidate gene approach that the MR increases the expression of the gene coding the connective tissue growth factor (CTGF) and the aldosterone increases even more this effect in vivo. We foundCTGF specifically expressed in cardiomyocytes and we identified in vitro that the MR binds tohormonal responsive elements on the promoter of the gene coding CTGF. In order to investigate the whole genes differentially expressed by the two ligands of MR in the heart, we treated mice with cardiomyocyte-targeted human MR over expression and their controls with aldosterone or corticosterone. The cardiac transcriptomic analyses show that the majority of aldosterone-regulatedgenes is involved in cell division as Cyclin B1 or Cyclin-dependent kinase 1 (Cdk1). Also, we identified that aldosterone promotes cardiac endothelial cells proliferation.

Plusieurs variables biologiques, psychologiques, ainsi que des différences culturelles, ont été mises en cause afin d'expliquer la différence de perception de la douleur existante entre les hommes et les femmes. Il est connu que les hormones gonadiques influencent la réponse nociceptive chez l’animal et chez l’humain. Le cerveau a aussi la capacité de synthétiser ses propres "hormones sexuelles", les neurostéroïdes. L'objectif de cette thèse était: 1) évaluer les facteurs physiologiques et psychologiques influençant de perception de la douleur chez les hommes et les femmes, 2) évaluer l'implication des androgènes et du cortisol sur les symptômes cliniques et la perception de la douleur chez des sujets atteints de fibromyalgie et sains, et 3) évaluer l'implication des hormones gonadiques et de leurs métabolites 3α5α-réduits dans la transmission et la modulation de la douleur chez animaux les mâles et les femelles par l'utilisation de modèles de douleur comportementaux. / Several biological, psychological, and cultural differences can explain the difference in pain perception between men and women. It is known that gonadal hormones influence the nociceptive response in animals and humans. The brain also has the ability to synthesize its own "sex hormones", also named neurosteroids. The aims of this thesis were: 1) to assess the physiological and psychological factors influencing the difference in pain perception between men and women, 2) to relate the levels of androgens and cortisol with clinical symptoms and pain perception in healthy volunteers and patients with fibromyalgia, and 3) to evaluate the involvement of gonadal hormones and of their 3α5α-reduced metabolites in the transmission of pain and the effectiveness of descending pain modulation systems (DPMS) in males and females using behavioral pain model in rats and mice.

Nous avons étudié un nouveau varant d'épissage de ERa, nommé ERa36 et son implication dans la signalisation non génomique des œstrogènes. Contrairement à ERa, ce variant a une localisation majoritairement cytoplasmique et membranaire. Il possède une partie C-Terminale unique due à l'épissage alternatif. Nous avons découvert que le domaine C-Termonal de ERa36 contient un D-Domain, qui lui confère la capacité de se lier directement avec des protéines de la famille MAPK. En utilisant des approches in-vitro et in-cellulo, nous avons démontré que ERa36 se lie spécifiquement à la kinase ERK2 en réponse d'une stimulation ostrogénique ou anti-ostrogénique. Nous avons démontré que ERK2 lié à ERa36 lui conférait une résistance à la déphosphorylation par la phosphatase MKP3, conduisant ainsi à une activation soutenue de la voir ERK. Ce mécanisme a des effets profonds sur les cibles de ERK. En effet, l'inhibition pharmacologique de l'interaction ERa36/ERK2 diminue la phosphorylation de la Paxilline, qui a son tour conduit à une répression de la Cycline D1. En plus de ces observations, nous avons démontré, en étudiant l'expression de ERa36 par IHC dans 175 tumeurs de sein, que son expression était un facteur prédictif de métastases à distance et conduit à une diminution de la survie globale. Ce travail pourrait amener à dire que l'expression de ERa36 constitue un nouveau biomarqueur dans le cancer du sein / We study a novel splice variant of ERa, named ERa36, and its involvement in estrogen non genomic signaling. Unlike ERa, this variant has main cytoplasmic/plasma membrane localization and alternative splicing confers it with a unique, previously unidentified C-terminal domain. Interestingly, we found that ERa36 C-terminal domain contains a putative MAPK binding D-Domain for the serine/threonine kinase ERK2. This domain is a docking site for members of the MAPK family. Coupling in-vitro and in-cellulo approaches, we demonstrated that ERa36 binds specifically to ERK2 following estrogen, as well as clinical anti-estrogen (tamoxifen) stimulation.We demonstrated that ERa36 binding to ERK2 inhibits the latter’s dephosphorylation by the dual phosphatase MKP3, thereby leading to a sustained ERK activation. This mechanism had profound effects on ERK’s downstream molecular targets. In fact, pharmacological inhibition of the ERa36/ERK2 interaction abrogated the phosphorylation of Paxillin, which in turn led to a downregulation of CyclinD1 transcription.Futhermore, IHC analysis of ERa36 expression in 175 patient breast tumors revealed that its expression constituted an independent predictor of distant metastasis and influenced on overall survival. In conclusion, ERa36 expression could constitute a new biomarker in breast cancer

Chez les hamsters, les jours longs activent la reproduction. Cette activation photopériodique (AP) impliquerait la mélatonine, l’hormone thyroïdienne (HT) et les RFamides hypothalamiques. Si les jours courts inhibiteurs sont maintenus au-delà de 20 semaines, une réactivation photoréfractaire (RP) de l’axe hypothalamo pituitaire gonadotrope (HPG) est déclenchée. Les mécanismes de cette RP sont inconnus. Notre analyse de la cinétique des changements moléculaires induits par l’AP et la RP montre dans les deux cas une inhibition précoce de l’expression de la Désiodinase 3 (Dio3), l’enzyme catabolisant les HT, dans les tanycytes. Associée à une inhibition tardive du transporteur MCT8 des HT, la diminution de Dio3 pourrait créer un pic d’HT dans l’hypothalamus. Dans les 2 activations, Kisspeptine et RFRP3 augmentent plusieurs semaines après l’inhibition de Dio3 et l’activation de l’HPG. Aussi, une inhibition d’RFRP3 lors de l’AP n’affecte pas l’HPG, mettant en cause le rôle du RFRP3. Nous avons donc découvert une inhibition précoce de Dio3 pouvant induire l’activation saisonnière de l’HPG. Le régulateur saisonnier précoce de Dio3 reste à découvrir. / In hamsters, reproduction is activated by long days. This photoactivation (PA) supposedly involves melatonin, hypothalamic thyroid hormones (TH) and RFamide peptides. Maintaining inhibitory short days for over 20 weeks triggers a photorefractory reactivation of the hypothalamo pituito gonadotropic axis (HPG) The mechanisms of this PR are so far unknown. Our cinetic analysis of the dynamic molecular changes in PA and PR revealed a conserved early inhibition of tanycytic deiodinase 3 (Dio3), which catabolizes TH, in both activation mechanisms. Associated with a late decrease of the TH transporter MCT8, the inhibition of Dio3 could generate an early peak of hypothalamic TH. In both activations, RFamide upregulation occurs several weeks after the initial Dio3 inhibition. Also, pharmacological inhibition of RFRP3 during PA does not influence the HPG activity, questioning the role of RFRP3 in HPG activation. We have thus uncovered a so far unreported early Dio3 inhibition that could be sufficient to seasonally reactivate the gonadotropic axis. The seasonal regulator of Dio3 remains to be discovered.

Le peptide RFRP-3 joue un rôle dans la régulation de l’axe hypothalamo-hypophyso-gonadotrope des mammifères. Le but de cette étude était de déterminer l’implication du RFRP-3 dans la régulation de l’axe reproducteur du hamster Syrien. Nos résultats montrent que le RFRP-3 stimule l’axe gonadotrope chez le hamster Syrien mâle, tandis qu’il a des effets variables chez la femelle. En effet, chez la femelle le peptide inhibe l’axe reproducteur lorsqu’il est administré au moment du pic pré-ovulatoire de LH le jour du proestrus, et n’a pas d’effet pendant le diestrus. Nous avons poursuivi notre étude par la caractérisation des sites d’action du RFRP-3 chez le hamster Syrien, en démontrant que l’effet du peptide sur l’axe gonadotrope est médié directement ou indirectement par les neurones à GnRH. De plus, nous avons écarté l’hypothèse d’un effet hypophysiotrope du peptide chez cette espèce. Pour conclure, les résultats présentés soulèvent de nombreuses questions quant aux effets espèce- et genre-dépendants du RFRP-3 sur l’axe gonadotrope du mammifère. / RFRP-3 has been shown to play a role in the regulation of the mammalian hypothalamic-pituitary-gonadal axis. The aim of this work was to determine the involvement of RFRP-3 in the regulation of the Syrian hamster reproductive axis. We report unprecedented results indicating that RFRP-3 stimulates the male Syrian hamster gonadotrophic axis, whereas it has variable effects in female Syrian hamsters. Indeed, in females the peptide inhibits the reproductive axis at the time of the LH surge on the day of proestrus, and has no effect during diestrus. We went on to characterize RFRP-3 sites of action in the Syrian hamster brain, and show that the effect of the peptide on the gonadotrophic axis is mediated directly or indirectly via GnRH neurons. Moreover, we clearly rule out the possibility of a hypophysiotrophic effect of RFRP-3 in this species. Taken together, the present data raise interesting questions regarding species- and sex-dependent effects of RFRP-3 on the mammalian gonadotrophic axis.