En aquesta tesi s'ha caracteritzat la ruta d'internalització de l'onconasa, una RNasa citotòxica. Els resultats indiquen que l'onconasa entra a les cèl·lules per la via dependent de clatrina i del complex AP-2. Seguidament es dirigeix als endosomes de reciclatge i es a través d'aquesta ruta que la proteïna exerceix la citotoxicitat. Per altra banda, els resultats d'aquest treball demostren que PE5, una variant citotòxica de la ribonucleasa pancreàtica humana (HP-RNasa), interacciona amb la importina  mitjançant diferents residus que tot i que no són seqüencials, es troben propers en l'estructura tridimensional d'aquesta proteïna. PM8 és una HP-RNasa amb estructura cristal·logràfica dimèrica constituïda per intercanvi de dominis N-terminals. En aquesta tesi s'han establert les condicions per estabilitzar aquest dimer en solució i també es proposa un mecanisme per la dimerització. / In this thesis it has been characterized the internalization pathway of onconase, which is a cytotoxic ribonuclease. The results show that onconase enters cells using AP-2/clathrin mediated pathway and then is routed to the recycling endosomes. In addition, the results show that this is the route used by onconase to perform its cytotoxicity. On the other hand, the results indicate that PE5, a cytotoxic human pancreatic ribonuclease (HP-RNase), interacts with importin α using different residues that although they are scattered along the sequence, they are close in the three-dimensional structure of the protein. PM8 constitutes a crystallographic dimer by the exchange of the N-terminal domains. In this thesis it has been investigated the solution conditions that favour the dimeric form and it is proposed a dimerization process of this variant. Finally, the pattern of substrate cleavage is studied by HP-RNase.

El present treball analitza la morfologia espermàtica de l'ejaculat de Sus domesticus, la histologia del conducte epididimari i la qualitat de l'esperma epididimari. El material d'estudi prové de mascles reproductors porcins de les races Landrace i Pietrain, sans i sexualment madurs. La metodologia emprada es basa en l'examen al microscopi òptic (camp dar, contrast de fases i contrast interferencial) i al microscopi electrònic (de rastreig i de transmissió). Per a l'anàlisi estadística de les dades s'ha utilitzat el test de la X2 de Pearson (p<0,01). L'estudi de la morfologia espermàtica de l'ejaculat permet distingir diversos tipus de gàmetes que s'han classificat en tres grups: espermatozoides madurs, espermatozoides immadurs i espermatozoides aberrants, així com algunes cèI.lules somàtiques. L'espermatozoide madur de Sus domesticus és un gàmeta típic de mamífer (format per tres parts: cap, peça de connexió i cua) en que destaquen: la forma oval i plana del cap, el desenvolupament d'una protuberància acrosòmica apical en una de les cares del cap i la presencia dels cossos laminars en la peça de connexió. L'espermatozoide immadur es caracteritza per la presencia de la gota citoplasmàtica, el major desenvolupament de la protuberància acrosòmica apical i per la flexibilitat del cap. Els espermatozoides aberrants es descriuen i classifiquen segons la morfologia externa i la morfologia interna, distingint-se una amplia gama de malformacions que afecten les diverses parts de l'espermatozoide. Les cèl·lules somàtiques presents en l'ejaculat ofereixen les característiques pròpies d'un macròfag i se les ha observat englobant espermatozoides immadurs. L'estudi de l'estructura i la ultraestructura de les tres regions anatòmiques de l'epidídim (caput, corpus i cauda) revela que: a) l'epiteli epididimari és pseudoestratificat amb esterocilis, b) cada regió epididimària presenta uns valors característics en relació al diàmetre intern del conducte, a l'alçada de l'epiteli, a la longitud dels esterocilis i al nombre de cèl·lules somàtiques luminals, i c) l'epiteli epididimari esta format per cinc tipus cel·lulars: les cèl·lules principals, les cèl·lules basals, les cèl·lules dares, les cèl·lules estretes i les cèl·lules basòfiles. Dels resultats obtinguts es pot deduir que: a) aquests cinc tipus cel·lulars es distribueixen al llarg del conducte epididimari de forma no homogènia, b) les cèl·lules basals, les cèl·lules principals, les cèI.Iules dares i les cèl·lules estretes són diversos estadis del desenvolupament d'un mateix tipus cel·lular especialitzat en la secreció i reabsorció cel·lular, i c) les cèl·lules basòfiles són les precursores de les cèl·lules somàtiques luminals. La qualitat de l'esperma procedent de les tres regions de l'epidídim ha estat analitzada a partir dels següents paràmetres espermàtics: vitalitat, resistència osmòtica dels acrosomes, estabilitat cefàlica, morfologia, malformacions i aglutinació. La vitalitat espermàtica disminueix progressivament al llarg del conducte epididimari. La resistència osmòtica dels acrosomes s'assoleix en la regió corporal de l'epidídim. L'estabilitat cefàlica dels espermatozoides és més elevada en les dues primeres regions de l'epidídim que en la regió caudal. Cada regió de l'epidídim es caracteritza per una morfologia espermàtica específica: a) el caput es caracteritza per l'elevat percentatge d'espermatozoides immadurs amb gota citoplasmàtica proximal, b) el corpus es caracteritza per l'elevat percentatge d'espermatozoides immadurs amb gota citoplasmàtica distal, i c) el cauda es caracteritza per l'elevat percentatge d'espermatozoides madurs. S'han estudiat les següents malformacions d'origen epididimari: espermatozoides de cua doblegada per l'anell de Jensen (origen en el cauda), espermatozoides de cua enrotllada i espermatozoides de cues fusionades (origen en el corpus). Els espermatozoides perden la capacitat de doblegar la cua per la peça intermèdia a mesura que avancen pel conducte epididimari. L'aglutinació espermàtica tendeix a augmentar progressivament al llarg del conducte epididimari, si bé, no s'han observat variacions significatives en els diversos tipus d'aglutinació. La maduració epididimaria dels espermatozoides de Sus domesticus és un procés lent i complex, i la qualitat de l'ejaculat depèn de que aquesta maduració hagi estat completa. La presencia en l'esperma ejaculat de formes gamètiques pròpies de l'esperma epididimari és un signe d'una incompleta maduració dels espermatozoides; i, pot considerar-se com un paràmetre indicador d'estrés del mascle reproductor, tant més quant més s'assembli a la morfologia espermàtica de la regió cefàlica de l'epidídim. / This work analyzes the sperm morphology of the ejaculate of Sus domesticus, the histology of the epididymal duct and the quality of the epididymal sperm. The material of research comes from healthy and sexually mature boars (Landrace and Pietrain breeds). The methodology used is based on the examination by light microscopy, phase-contrast and interferential contrast microscopy and by electron microscopy (scanning and transmission). Comparisons of data of the seminal parameters observed in the three epididymal regions were made by the Pearson's X2 test at the 0.01 level of significance. The study of the sperm morphology of the ejaculate allows distinguishing different gamete forms classified into three groups: mature, immature and aberrant spermatozoa, as well as some somatic cells. The mature spermatozoon of Sus domesticus is a typical gamete of a mammal (it can be divided into three regions: head, connecting piece and tail) characterized by the following features: the oval and plain shape of the head, the development of an apical semi lunar protuberance in one of the head's sides and the presence of the laminar bodies in the connecting piece. The immature spermatozoon is characterized by the presence of the cytoplasmic droplet, by the greater development of the apical acrosome protuberance and by the head's flexibility. The aberrant spermatozoa are described and classified according to the external and internal morphology, being observed a large range of malformations which affect to different regions of the spermatozoon. The somatic cells present in the ejaculate show the characteristics of a macrophage and have been observed including immature spermatozoa. The study of the structure and ultra structure of the three anatomic regions of the epididymis (caput, corpus and caudal) reveals that: a) the epididymal epithelium is pseudo stratified with sterocilia, b) each epididymal region presents characteristic values in relation to the internal diameter of the duct, to the height of the epithelium, to the length of the stereocilia and to the number of luminal somatic cells, and c) the epididymal epithelium contains five cellular types: principal cells, basal cells, clear cells, narrow cells and basophilic cells. From the results obtained it can be deduced that: a) these five cellular types are not distributed homogeneously along the epididyrnal duct, b) the basal cells, clear cells and narrow cells are different stadia of the development of a same cellular type specialized in the cellular type specialized in the cellular secretion and resorption, and c) the basophilic cells are the precursors of the luminal somatic cells. principal eells, c1ear eells and narrow cells are different stadia of the development of a same eellular type specialized in the eellular seeretion and resorption, and el the basophilie eells are the preeursors of the luminal somatie eells. The sperm quality from the three epididymal regions has been analyzed starting from the following sperm parameters: vitality, osmotic resistance of the acrosomes, cephalic stability, morphology, malformations and agglutination. The sperm vitality decreases progressively along the epididymal duet. The osmotic resistance of the acrosomes occurs in the corporal region of the epididymis. The cephalic stability of the spermatozoa is higher in the first two epididymal regions than in the caudal region. Each epididymal region is characterized by specific sperm morphology: a) the caput is characterized by the high percent of immature spermatozoa with proximal cytoplasmic droplet, b) the corpus is characterized by the high percent of immature spermatozoa with distal cytoplasmic droplet, and c) the cauda is characterized by the high percent of mature spermatozoa. There have been studied the following malformations of epididymal origin: spermatozoa with tail folded at the Jensen's ring (cauda origin), coiled tail spermatozoa and spermatozoa with fused tails (corpus origin). The sperm agglutination tends to increase progressively along the epididymal duet, although it has not been observed significative variations in the different types of agglutination. The epididymal maturation of the spermatozoa of Sus domesticus is a slow and complex process, and the quality of the ejaculate depends on a complete maturation of the spermatozoa. The presence of gametic forms characteristic of the epididymal sperm in the ejaculated is a sign of an incomplete maturation of the spermatozoa; and, it can be considered as a stress indicative parameter of the boar, the more when they look more similar to the sperm morphology of the cephalic region of the epididymis.

A Saccharomyces cerevisiae, un increment de la temperatura comporta diversos efectes deleteris en l’organització interna de la cèl∙lula i indueix una inducció ràpida, massiva i transitòria d’expressió gènica, que es controla principalment pels factors de transcripció Hsf1 i Msn2/4. En aquest estudi, fent servir un crivatge genètic a gran escala, hem identificat el conjunt d’activitats que es requereixen per a l’adaptació cel∙lular a l’estrés tèrmic. A més, hem trobat que el complex de desacetilació d’histones de Rpd3 és un component essencial per a l’adaptació i la supervivència a l’estrés tèrmic, i que es requereix per a l’adequada regulació de l’expressió gènica. Concretament, Rpd3 es necessita per a l’activació dels gens depenents de Msn2/4 en resposta a estrés tèrmic. A més, hem trobat que és el complex gran de Rpd3, però no el petit, el qui media l’adaptació cel∙lular. Un increment en l’osmolaritat externa activa la quinasa activada per estrés (SAPK) Hog1, que és essencial per induir diverses respostes adaptatives, com la regulació de l’expressió gènica. Hog1 controla al menys cinc factors de transcripció. Aquí ensenyem que els factors de transcripció Rtg1 i Rtg3 regulen l’expressió d’un conjunt de gens en resposta a estrés osmòtic, d’una manera depenent de Hog1. En resposta a estrés osmòtic, Hog1 es requereix per a l’acumulació nuclear del complex de transcripció de Rtg1/3. Un cop al nucli, Hog1 es recluta als promotors i la seva activitat es requereix per a la unió de Rtg1/3 a la cromatina. A més, la fosforilació de Rtg3 per Hog1 és un pas important per a l’adequada activació transcripcional. / In Saccharomyces cerevisiae, increases in temperature lead to deleterious effects on the internal organization of the cell, and lead to a massive and transient induction of gene expression, mainly controlled by Hsf1 and Msn2/4 transcription factors. In this study, by using a genome‐wide genetic screen, we identified the network of essential activities required for cell adaptation to heat stress. Moreover, we found that the Rpd3 histone deacetylase (HDAC) complex is an essential component for adaptation and survival to heat stress and it is required for proper regulation of gene expression. Specifically, Rpd3 is needed for activation of the Msn2/4‐dependent genes in response to heat stress. Moreover, we found that the large, but not the small Rpd3 complex mediates cell adaptation. Increases in the extracellular osmolarity activate the Hog1 stress‐activated protein kinase (SAPK), which is essential for the induction of diverse osmoadaptive responses, such as regulation of gene expression. At least five transcription factors have been shown to be controlled by Hog1. Here we show that the Rtg1 and Rtg3 transcription factors regulate the expression of a set of genes upon osmostress in a Hog1‐dependent manner. In response to osmostress, Hog1 is required for the nuclear accumulation of the Rtg1/3 transcription complex. Once in the nucleus, Hog1 is recruited at promoters and its activity is required for the binding of Rtg1/3 to chromatin. Moreover, Rtg3 phosphorylation by Hog1 is an important step for proper transcriptional activation.

L’Splicing de les molècules d’ARN és el procés pel qual les seqüències interposades (“introns”) s’eliminen, i les seqüències restants es concatenen per a formar l’ARN madur. La investigació recent mostra que gairebé tots els gens amb splicing es veuen afectats per splicing alternatiu. Aquí, en primer lloc definim la longitud mínima d’un oligomer d’ARN per a funcionar com a lloc d’unió d’un factor d’splicing. A continuació, explorem la capacitat d’aquests oligomers per a predir estructures completes exó-intró. Destaquem els oligomers que són més informatius per a això, i demostrem que la mateixa precisió com en enfocaments anteriors es pot aconseguir amb menys oligomers. L’observació de que aquest enfocament és lluny de predir amb exactitud tota l’estructura exó-intró ens va portar a investigar els factors que juguen un paper en l’splicing co-transcripcional. Demostrem que els nucleosomes es col.loquen preferentment en els exons i plantegem la hipòtesi que juguen un paper en les decisions de l’splicing. A continuació, introduïm el “completed splicing index” i concluem que l’splicing co-transcripcional és molt generalitzat. A més, l’splicing co-transcripcional mostra vincles amb l’organització de la cromatina. A la llum d’aquests resultats, es van supervisar els canvis de la cromatina en exons diferencialment inclosos en dos teixits. Hem descobert una varietat de marques de les histones, però no totes, mostrant un comportament significativament diferent en els exons més inclosos i més exclosos. Las marques més destacades que apareixen són H3K9ac i dos estats de metilació de lisina 4. / Splicing of RNA molecules is the process, by which intervening sequences (“introns”) in the primary transcript are excised, and the remaining sequences (“exons”) are concatenated to form the mature RNA. Recent evidence shows that almost all spliced genes are affected by alternative splicing. Here, we define the minimal length of RNA oligomers that can sensibly be called splicing factor binding sites. Then, we explore the capacity of these oligomers to predict complete exon-intron structures. We highlight those oligomers that are most informative for this and show, that equal accuracy as in previous approaches can be achieved with less RNA oligomers. The observation, that this approach falls short of accurately predicting the entire exon-intron structure, led us to investigate determinants linked to co-transcriptional splicing. We show that nucleosomes are preferentially positioned on exons and hypothesize that they play a role in splicing decisions. We then introduce the “completed splicing index” and conclude that co-transcriptional splicing is very wide-spread in humans. Furthermore co-transcriptional splicing exhibits links to chromatin organization. In the light of these results, we go on to monitor chromatin changes on differentially included exons in pair-wise tissue comparisons. We find a variety of histone marks, but not all, showing significantly different behavior on up- and downregulated exons. The most prominently appearing marks are H3K9ac and two lysine 4 methylation states.

Recent advances in high throughput technology have opened the door to systematic studies of epigenetic mechanisms. One of the key components in the regulation of the cell cycle and differentiation is the retinoblastoma protein (pRB), a component of the RB/E2F tumor suppressor pathway that is frequently deregulated in cancer. The RBP2/KDM5A histone demethylase was shown to interact with pRB and regulate pRB function during differentiation. However, how precisely differentiation is coupled with halted cell cycle progression and whether an epigenetic mechanism is involved remain unknown. In the present study, I analyzed gene expression levels of human histone methyltransferases (HMT) and demethylases (HDM), as well as their targets in human cancers; and focused on RB/KDM5A connection in control of cell cycle and differentiation. In particular, I used Drosophila as a model to describe a novel mechanism where the RB/E2F pathway interacts with the Hippo tumor suppressor pathway to synergistically control cell cycle exit upon differentiation. Studying the role of miR-11, I found that the inhibition of dE2F1-induced cell death is its highly specialized function. Furthermore, I studied the induction of differentiation and apoptosis as the consequences of KDM5A deletion in cells derived from Rb knockout mice. I concluded that during differentiation, KDM5A plays a critical role at the enhancers of cell type-specific genes and at the promoters of E2F targets; in cooperation with other repressor complexes, it silences cell cycle genes. I found that KDM5A binds to transcription start sites of the majority of genes with H3K4 methylation. These are highly expressed genes, involved in certain biological processes, and occupied by KDM5A in an isoform-specific manner. KDM5A plays a unique and non-redundant role in histone demethylation and its promoter binding pattern highly overlaps with the opposing enzyme, MLL1. Finally, I found that HMT and HDM enzymes exhibit a distinct co-expression pattern in different cancer types, and this determines the level of expression of their target genes. / Los avances recientes en las tecnologías de alto flujo han abierto el camino a los estudios sistemáticos de los mecanismos epigenéticos. La proteína retinoblastoma (pRB), uno de los elementos de la ruta de supresión de tumores RB/E2F que se encuentra desregulado con frecuencia en el cáncer, es uno de los componentes esenciales de la regulación del ciclo celular y la diferenciación. Sin embargo, aún no se conoce de qué manera precisa la diferenciación se acopla a la detención del avance del ciclo celular y si hay algún mecanismo epigenético vinculado a este proceso. En este estudio, he analizado los niveles de expresión de histona metiltransferasas (HMT) y desmetilasas humanas (HDM), así como sus dianas en cánceres humanos, y me he centrado en la conexión de RB/KDM5A en el control del ciclo celular y la diferenciación. Específicamente, utilicé Drosophila como modelo para describir un mecanismo nuevo mediante el cual RB/E2F interactúa con la ruta Hippo de supresión de tumores para controlar de manera sinérgica la detención del ciclo celular relacionada con la diferenciación. Mediante la investigación del papel de miR-11, determiné que su función altamente especializada es la inhibición de la muerte celular inducida por dE2F1. Además, estudié la inducción de la diferenciación y la apoptosis como consecuencia de la pérdida de KDMA5 en células obtenidas a partir de ratones sin Rb. Extraje como conclusión que, durante la diferenciación, KDMA5 desempeña un papel esencial sobre los estimuladores de los genes específicos de los tipos celulares, así como en los promotores de las dianas de E2F; en cooperación con otros complejos represores silencia a los genes del ciclo celular. Investigué el mecanismo de reclutamiento de KDM5A y encontré que se une al sitio de inicio de la transcripción de la mayoría de los genes que poseen metilación en H3K4. Estos genes tienen elevados niveles de expresión, están involucrados en determinados procesos biológicos y están ocupados por diferentes isoformas de KDM5A. KDM5A desempeña un papel único y no redundante en la desmetilación de las histonas y que en gran medida se solapa con la enzima con la función opuesta, MLL1. Para terminar, encontré que las enzimas HMT y HDM muestran patrones de co-expresión distintos en diferentes tipos de cáncer, y que este hecho determina los niveles de expresión de sus genes diana.

Our earlier work has shown that pre-B cells can be converted into macrophages by the transcription factor C/EBPα at very high frequencies and also that a clonal pre-B cell line with an inducible form of C/EBPα can be converted into macrophage-like cells. Using these systems we have performed a systematic analysis of the questions whether during transdifferentiation the cells retrodifferentiate to a precursor cell state and whether cell cycle is required for reprogramming. As for the first question, a transcriptome analysis of transdifferentiating cells showed that most genes are continuously up or downregulated, acquiring a macrophage phenotype within 5 days. In addition, we observed the transient reactivation of a subset of immature myeloid markers, as well as low levels of the progenitor markers Kit and Flt3 and a few lineage inappropriate genes. Importantly, we were unable to observe the re-expression of cell surface marker combinations that characterize hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs), including c-Kit and Flt3. This was the case even when C/EBPα was activated in pre-B cells under culture conditions that favor HSPC growth or when the transcription factor was activated in a time limited fashion. As for the second question, using the C11-inducible pre-B cell line, time-lapse experiments showed that a subpopulation of about 8% of the pre-B cells did not divide before acquiring macrophage properties, with the majority of cells dividing once and a few percent dividing twice. In agreement with these results we found that 8% of the induced cells did not incorporate BrdU during reprogramming. Importantly, the non-dividing cell subset expressed the highest levels of C/EBPα and was the fastest in acquiring a macrophage phenotype. Inhibition of DNA synthesis by aphidicolin led to an impairment of transdifferentiation in >70% of the cells, suggesting a requirement for traversing the cell cycle. However, sorting pre-B cells into G0/G1 and G2/M fractions followed by induction showed no significant differences in the reprogramming kinetics. Finally, we showed that knocking down p53 in the inducible pre-B cells does not alter their conversion into macrophages, suggesting that an acceleration of the cell cycle has no effect. Together, our findings show that the conversion of pre-B cells to macrophages does not involve overt retrodifferentiation and that high concentrations of C/EBPα bypass the cell cycle-dependency of immune cell transdifferentiation / Recientemente, nuestro grupo ha demostrado que las células pre-B se pueden reprogramar a macrófagos mediante la sobreexpresión del factor de transcripción C/EBP, con una eficiencia elevada. Así mismo, mediante la expresión de la forma inducible de C/EBP en una línea de células pre-B (C11), éstas también se puede convertir en células similares a macrófagos. Usando este sistema hemos estudiado si durante el proceso de trans-diferenciacion las células requieren volver a un estadio de célula precursora, y si el ciclo celular es necesario para este proceso. En cuanto a la primera cuestión, el análisis del transcriptoma de células trans-diferenciadas mostró que la expresión de la mayoría de los genes están regulados durante todo el proceso bien aumentando o disminuyendo, y que adquieren el fenotipo de macrófago a los 5 días después de iniciar el proceso. Así mismo, se observó la reactivación transitoria de un grupo de genes que codifican para marcadores de células mieloides inmaduras; también cabe destacar que observamos una disminución en la expresión de los genes expresados en células progenitoras Kit y Flt3, así como de genes de linajes impropios. Es importante destacar que nunca hemos llegado a observar la expresión de combinaciones de marcadores de superficie característicos de las células madre hematopoyéticas y las células progenitoras (HSPCs), incluyendo c-Kit y Flt3, mediante el análisis por citometría de flujo. Estos resultados se reprodujeron incluso cuando C/EBP se sobreexpresó en células pre-B que fueron cultivadas en condiciones que favorecen el crecimiento de las HSPC o cuando el factor de transcripción se activó de forma limitada en el tiempo. En cuanto a la segunda pregunta, usando la línea de células inducibles pre-B C11, el análisis mediante microscopia a diferentes tiempos después de la inducción de la reprogramación mostraron que una subpoblación de aproximadamente el 8% de las células pre-B no se dividen antes de adquirir las propiedades de macrófago, mientras que la mayoría de las células se dividen sólo una vez y un pequeño porcentaje dos veces antes de que se reprogramen totalmente a macrófagos. De acuerdo con estos resultados se encontró que un 8% de las células inducidas no incorporan BrdU durante la reprogramación. Es importante destacar que el subconjunto de células que no se dividen expresan los niveles más altos de C/EBP, con lo que cabe pensar que la adquisición del fenotipo de macrófago es más rápida en estas células. La inhibición de la síntesis de ADN por afidicolina bloqueó la transdiferenciación en mas de un 70% de las células, lo que sugiere que la correcta progresión del ciclo celular es un requisito para la transdiferenciación. Sin embargo, al separar la linea de células pre-B C11 en fracciones G0/G1 y G2/M seguido de la inducción, la cinética de la reprogramación no mostró diferencias significativas. Por último, también demostramos que la reducción en la expresión de p53 en las células pre-B inducibles no altera el proceso de conversión a macrófago, lo que sugiere que la aceleración del ciclo celular no tiene ningún efecto. En conjunto, nuestros resultados muestran que la conversión de células pre-B a macrófagos no requiere retro-diferenciación y que las células con una expresión mayor de C/EBP pueden llegar a prescindir de la dependencia del ciclo celular para la trans-diferenciación de las células inmunitarias.

Aurora A (AurA) is an important mitotic kinase mainly studied for its involvement in cell cycle progression, centrosome maturation, mitotic spindle pole organization and bipolar spindle formation. It localizes to duplicated centrosomes and spindle microtubules (MTs) during mitosis where it regulates various factors participating in metaphase spindle formation. AurA is degraded late in mitosis suggesting that it might also have a function in anaphase. In this study we focused in understanding AurA function during anaphase in two different experimental systems. First, we kept AurA active in cycled Xenopus egg extracts and found that MTs maintained their mitotic organization longer throughout mitotic exit. We also observed chromosome segregation defects and problematic nuclear envelope formation. These observations indicate that AurA activity needs to be down-regulated for the transition from metaphase back to interphase. To get insights into the role of AurA during metaphase-anaphase transition we initially asked whether its kinase activity is still necessary for the maintenance of the metaphase spindle. We saw that the inhibition of AurA kinase activity in metaphase resulted to a collapse of the established metaphase spindle in HeLa cells. Indicating that AurA activity is necessary for the metaphase spindle maintenance. Then, we looked whether AurA kinase activity is still necessary during anaphase. We inhibited AurA at the onset of anaphase in Hela cells and found that anaphase spindles were smaller. We also observed that the MT structure responsible for anaphase spindle elongation, the central spindle, was defectively assembled and organized. Moreover, in cells where AurA was inhibited segregation of chromosomes was defective. These results indicate that AurA kinase activity is necessary for anaphase spindle elongation, central spindle assembly and organization and chromosome segregation. To understand further how AurA regulates anaphase spindle formation we looked known AurA substrates. We depleted TACC3, a known AurA substrate involved in MT formation earlier in mitosis and observed that TACC3 depletion phenocopied AurA inhibition. This indicates that TACC3 has a function in MT organization and chromosome segregation during anaphase and this function could possibly be regulated by AurA. In this study we have demonstrated that AurA activity is essential for metaphase spindle maintenance. We also found that during anaphase when AurA is either maintained active or inhibited MT organization is greatly affected and chromosome segregation is defective. Suggesting that AurA activity needs to be tightly controlled during anaphase for a correct completion of mitosis. / Aurora A (AurA) es una quinasa mitótica importante que se ha estudiado principalmente en su papel durante la progresión del ciclo celular, la maduración del centrosoma, la organización y la formación del polo y del huso mitótico. Durante la mitosis, AurA se localiza en los centrosomas duplicados y en los microtúbulos (MTs) del huso y se ha observado que regula varios factores que participan en la formación del huso mitótico. AurA se degrada al final de la mitosis indicando que pueda tener una función durante la anafase. En este estudio nos hemos centrado en la comprensión de la función de AurA durante la anafase en dos sistemas experimentales diferentes. En primer lugar, utilizando extractos de huevos de Xenopus hemos mantenido AurA activa durante la transición de metafase a anafase y hemos visto que los MTs del huso mitótico mantienen su organización durante más tiempo. También hemos observado que cuando AurA se mantiene activa existen defectos en la segregación cromosómica y la formación de la membrana nuclear. Esto indica que la actividad de AurA tiene un papel regulador sobre los MTs y la chromatina durante la transición de la metafase a la interfase. Para entender cual es la función de AurA durante la transición de metafase a anafase primero hemos estudiado si la actividad de la quinasa es necesaria para el mantenimiento del huso mitótico. Hemos visto que la inhibición de la actividad quinasa AurA resultó en el colapso del huso durante la metafase en células HeLa. Esto indica que la actividad de AurA es necesaria para el mantenimiento del huso mitótico de metafase. A continuación hemos analizamos si la actividad quinasa de AurA sigue siendo necesaria para la anafase. Para ello hemos inhibido AurA en células Hela al inicio de la anafase. En estas condiciones los husos de la anafase son más pequeños y la estructura de los MTs responsable del alargamiento del huso mitótico durante la anafase, el huso central, se organiza defectuosamente. Además, se encontraron errores durante la segregación de los cromosomas. Estos resultados indican que la actividad quinasa de AurA es necesaria para el alargamiento del huso durante la anafase y la organización y segregación cromosómica. Para entender el mecanismo de la función de AurA durante la anafase hemos estudiado a sustratos de AurA. Al estudiar TACC3 , un sustrato conocido de AurA que participa en la formación de MTs en las fase iniciales de la mitosis hemos encontrado que su eliminación de células HeLa produce el mismo fenotipo que la inhibición de AurA. Esto indica que TACC3 tiene una función en la organización de MT y la segregación de cromosomas durante la anafase y que esta función podría estar regulada por la quinasa AurA. En este estudio hemos demostrado que la actividad quinasa de AurA es esencial para el mantenimiento del huso mitótico. También hemos encontrado que durante la anafase cuando la quinasa AurA se mantiene activa o se inhibe la organización de los MTs del huso mitótico se ve muy afectada y los cromosomas se segregan defectuosamente. Por tanto los resultados de este estudio indican que la actividad quinasa de AurA está estrechamente controlada durante la anafase para el correcto cumplimiento de la mitosis.

Les N-acyl homosérine lactones sont des molécules du quorum sensing impliquées dans la communication interbactérienne mais elles sont également capables d'intéragir avec les cellules eucaryotes. Rechercher ces molécules dans le contexte des maladies inflammatoires chroniques intestinlaes (MICI) et plus particulièrement dans le cadre de l'étude des conséquences de la dysbiose sur les voies de l'inflammation intestinale est séduisant. En utilisant la spectrométrie de mase, nous avons mis en évidence pour la première fois des AHLs dans l'écosystème intestinal humain, et plus particulièrement une nouvelle AHL, 3-oxo-C12 :2, qui est prédominante. Cette AHL est corrélée à la normobiose, est perdue au cours des MICI et exerce un effet protecteur sur les cellules épithéliales intestinales. En effet, la 3-oxo-C12 :2 exerce un effet anti-inflammatoire in vitro sur les cellules Caco-2 sans augmenter la perméabilité paracellulaire. De plus, les premiers résultats in vivo montrent que la 3-oxo-C12 est également capable d'influencer la composition du microbiote intestinal des souris. Ces résultats ouvrent de nombreuses perspectives notamment dans la recherche de traitements écologiques au cours des MICI. / Quorum sensing molecules N-acyl-homoserine lactones (AHLs) involved in bacterial communication network are also able to interact with eukaryotic cells. Searching for these molecules in the context of inflammatory bowel diseases (IBD) and more precisely when studying consequences of dysbiosis on gut inflammation pathways is appealing. Using mass spectrometry, we identified for the first time AHLs in human intestinal ecosystem, and among them a new AHL, 3-oxo-C12:2 which is prominent. This AHL correlates with normobiosis, is lost IBD and exerts protective effect on gut epithelial cells. In fact, 3-oxo-C12:2 exerts anti-inflammatory effect in vitro on Caco-2 cells without increased paracellular permeability. Furthermore, first results from in vivo experiments show that 3-oxo-C12:2 is also able to influence mice gut microbiota composition. These results open multiple perspectives especially on new ecological treatments in IBD.

L’approche GWAS est un outil essentiel pour la découverte de gènes associés aux maladies, mais elle pose des problèmes de puissance statistique quand il est impossible d’échantillonner génétiquement des dizaines de milliers de sujets. Les résultats présentés ici—ALDsuite, un programme en utilisant une correction nouvelle et efficace pour le déséquilibre de liaison (DL) ancestrale de la population locale, en permettant l'utilisation de marqueurs denses dans le MALD, et la démonstration que la méthode simpleM fournit une correction optimale pour les comparaisons multiples dans le GWAS—réaffirment la valeur de l'analyse en composantes principales (APC) pour capturer l’essence de la complexité des systèmes de grande dimension. L’APC est déjà la norme pour corriger la structure de la population dans le GWAS; mes résultats indiquent qu’elle est aussi une stratégie générale pour faire face à la forte dimensionnalité des données génomiques d'association. / GWAS is an essential tool for disease gene discovery, but has severe problems of statistical power when it is impractical to genetically sample tens of thousands of subjects. The results presented here—a novel, effective correction for local ancestral population LD allowing use of dense markers in MALD using the ALDsuite and the demonstration that the simpleM method provides an optimum Bonferroni correction for multiple comparisons in GWAS, reiterate the value of PCA for capturing the essential part of the complexity of high- dimensional systems. PCA is already standard for correcting for population substructure in GWAS; my results point to it’s broader applicability as a general strategy for dealing with the high dimensionality of genomic association data.

Les bonobos (Pan paniscus) sont menacés d’extinction. Ils sont les plus grands primates et les seuls grands singes de la rive sud du bassin du Congo. Ils sont nos plus proches parents avec les chimpanzés et sont étudiés dans l’urgence par les anthropologues pour comprendre nos origines Hominidé. Mais qu’en est-il de leur rôle fonctionnel dans la forêt ? Leur disparition aurait-elle des conséquences graves sur l’écologie forestière ? Telles sont les questions de ce projet inédit, dont les réponses sont apportées par plusieurs années d’observations d’un groupe en liberté habitué au site de recherche LuiKotale (RD Congo). Dans cette forêt tropicale humide, la très grande majorité des plantes a besoin des animaux pour se reproduire et disperser leurs graines. Les bonobos sont les plus grands frugivores après les éléphants. Au cours de sa vie, chaque bonobo ingèrera et dispersera 9 tonnes de graines, de plus de 91 espèces de lianes, herbes, arbres et arbustes. Ces graines voyageront 24 heures dans le tube digestif des bonobos, qui les transporteront sur plusieurs kilomètres (≈1.3km; max : 4.5 km), loin de leur plante mère, où ils seront déposées intactes dans leurs fèces. Ces graines dispersées restent viables, germent mieux et plus rapidement que les graines non passées par le tube digestif d’un bonobo. La diplochorie, impliquant les bousiers (Scarabaeidae), favorise leur survie post dispersion. Certaines plantes comme les Dialium pourraient même être dépendants du bonobo pour activer la germination de leurs graines en dormance tégumentaire. Les premiers paramètres de l’efficacité des bonobos comme disperseurs de graines sont présents. Leurs comportements pourraient affecter la structure des populations végétales. La majorité de ces plantes zoochores ne peuvent recruter sans dispersion et la structure spatiale homogène des arbres laisse penser à un lien direct avec leur agent de dispersion. Peu d’espèces remplaceraient les bonobos en terme de leur rôle fonctionnel, tout comme les bonobos ne remplacent pas les éléphants. Il y a peu de redondance fonctionnelle entre les mammifères frugivores très différents du Congo, qui doivent faire face aux pressions de chasse des hommes et disparaissent localement. La défaunation des forêts, résultant dans le syndrome des forêts vides, est un problème grave de biologie de la conservation illustré ici. La disparition des bonobos qui dispersent les graines de 65% des arbres de leur forêt, ou encore 11.6 millions de graines au cours de la vie d’un bonobo, est liée à la conservation des forêts tropicales humides du Congo / Bonobos (Pan paniscus) are threatened with extinction. They are the largest primates, and the only apes (except human), of the southern bank of the Congo Basin. Along with chimpanzees, they are our closest living relatives and are studied by anthropologists to include/understand our hominid origins; but what about their functional role in the forest? Would their disappearance have serious consequences for forest ecology? Answering this question is the aim of this new project, with several years of observations of a free-ranging habituated group of bonobos on the LuiKotale research station (DR Congo). In this tropical rainforest, the very great majority of plants need animals to reproduce and disperse their seeds. Bonobos are the largest frugivorous animals in this region, after elephants. During its life, each bonobo will ingest and disperse nine tons of seeds, from more than 91 species of lianas, grass, trees and shrubs. These seeds will travel 24 hours in the bonobo digestive tract, which will transfer them over several kilometers (mean 1.3 km; max: 4.5 km), far from their parents, where they will be deposited intact in their feces. These dispersed seeds remain viable, germinate better and more quickly than unpassed seeds. For those seeds, diplochory with dung-beetles (Scarabaeidae) imrpoves post-dispersal survival. Certain plants such as Dialium may even be dependent on bonobos to activate the germination of their seeds, characterized by tegumentary dormancy. The first parameters of the effectiveness of seed dispersal by bonobos are present. Behavior of the bonobo could affect the population structure of plants whose seeds they disperse. The majority of these zoochorous plants cannot recruit without dispersal and the homogeneous spatial structure of the trees suggests a direct link with their dispersal agent. Few species could replace bonobos in terms of seed dispersal services, just as bonobos could not replace elephants. There is little functional redundancy between frugivorous mammals of the Congo, which face severe human hunting pressures and local exctinction. The defaunation of the forests, leading to the empty forest syndrome, is critical in conservation biology, as will be illustrated here. The disappearance of the bonobos, which disperse seeds of 65% of the tree species in these forests, or 11.6 million individual seeds during the life of each bonobo, will have consequences for the conservation of the Congo rainforest