L'ARN interférence est un mécanisme moléculaire conservé chez les Eucaryotes dont les principaux acteurs sont les protéines ARGONAUTE (AGO). Chez les plantes, AGO1 est une protéine essentielle à la croissance et la défense antivirale. Elle utilise des petits ARNs comme sondes pour reconnaître et réguler des ARN messagers. Les virus ont développé des suppresseurs de l'ARN interférence pour surmonter cette défense. L'un d'entre eux, P0 du virus de la mosaïque jaune du navet, est comme une protéine F-box qui détourne le complexe SCF, une ubiquitine ligase E3, et conduit AGO1 vers la protéolyse ubiquitine-dépendante. Cette dégradation utilise la vacuole au lieu du protéasome 26S, généralement associé à la dégradation ubiquitine-dépendante. Ce mécanisme de protéolyse n'est pas compris et est aussi apparent quand AGO1 est déstabilisé de manière endogène, suggérant que P0 utilise une voie déjà existante. Une protéine F-box d'Arabidopsis, FBW2, a été décrite comme impactant l'homéostasie d'AGO1 indépendamment du protéasome. Mon projet de thèse visait à caractériser l'activité F-box de FBW2 et à comprendre la relation entre AGO1 et FBW2 ainsi que ses conséquences sur l'ARN interférence. Les résultats obtenus dans ce manuscrit montrent que le complexe SCFFBW2 interagit avec AGO1 et déclenche sa dégradation via un processus indépendant de l'autophagie ou du protéasome, tout en n'affectant que faiblement l'ARN interférence. FBW2 ciblerait en fait un sous-ensemble de protéines AGO1 qui semble ne pas contenir de petits ARNs. Cette régulation jouerait un rôle de surveillance pour prévenir une activité délétère d'AGO1 en absence de petits ARNs. / RNA silencing is a conserved molecular mechanism in eukaryotes, of which the main effectors are the ARGONAUTE (AGO) proteins. In plants, AGO1 is a protein that is essential for growth and antiviral defence. It uses small RNAs as probe to recognize and regulate messenger RNAs. Viruses have developed suppressors of RNA silencing to overcome this defence. One of these, P0 from the Turnip Yellows Virus, acts as an F-box protein to hijack the SCF complex, an E3 ubiquitin ligase, and guide AGO1 to the ubiquitin-dependent proteolysis. This degradation uses the vacuole instead of the 26S proteasome, generally associated with ubiquitin-dependant proteolysis. This proteolysis mechanism is not understood and is also apparent when AGO1 is endogenously destabilized, suggesting that P0 uses an already existing pathway. An Arabidopsis F-box protein, FBW2, has been shown to impact AGO1 homeostasis independently from the proteasome. My PhD project aimed at characterizing FBW2 F-box activity and understanding the relationship between AGO1 and FBW2, as well as its consequences on the RNA silencing. The results obtained in this manuscript show that the SCFFBW2 interacts with AGO1 and triggers its degradation through an autophagy- and proteasome- independent process, while only weakly affecting the RNA silencing. FBW2 would actually target a subset of AGO1 proteins, which appears not to contain small RNAs. This regulation would play a surveillance role in order to prevent a deleterious activity of AGO1 in absence of small RNAs.

Chez tous les eucaryotes, la régulation de l’expression génique est primordiale pour le contrôle du cycle cellulaire. Un large éventail de gènes, incluant des régulateurs essentiels du cycle, mais aussi d’autre gènes impliqués dans la transduction du signal, la régulation hormonale et le métabolisme sont ainsi exprimé à certaines phases du cycle. Ces changements sont contrôlés à de multiples niveaux, notamment de façon transcriptionnelle et post-traductionnelle. Chez les mammifères, il est aujourd’hui évident que les micro ARNs contribuent à cette régulation en ciblant spécifiquement les transcrits d’un grand nombre de gènes régulés au cours du cycle. Cependant, nous n’avons que très peu d’informations à ce jour concernant le rôle des petits ARNs sur le contrôle de la prolifération cellulaire chez les plantes. Mes travaux de thèse ont permis de démontrer que la perte d’AGO1 affecte la prolifération cellulaire et l’activité du méristème racinaire. Nous avons également séquencé les transcrits, les petits ARNs et le dégradome à partir de cellules BY-2 synchronisées afin de déterminer le répertoire et la fonction des petit ARNs au cours du cycle cellulaire. / In all eukaryotes, regulated gene expression is key to orchestrate cell cycle progression. Not only genes encoding important core cell cycle regulators, but also genes of a variety of other factors involved in signal transduction, hormonal regulation and metabolic control are expressed at specific time points of the cell cycle. These changes in gene expression are controlled at multiple levels, including transcriptional and post-translational controls. In mammals, it became evident that microRNAs contribute to this regulation by targeting the transcripts of numerous cell cycle-regulated genes. However, in plants we still know little about the regulatory roles of small RNAs in the control of cell proliferation. During my thesis, I showed that depletion of Arabidopsis AGO1 impairs cell proliferation and root meristem activity. To further determine the repertoire and role of sRNAs in cell cycle regulation, we thus sequenced total RNAs and small RNAs, AGO1-associated small RNAs and the RNA degradome of synchronized BY2 cells at S-, G2-, M- and G1-phases of the cell cycle.