La maladie de Huntington (MH) est une maladie neurodégénérative autosomique dominante qui affecte environ 3 à 8 personnes sur 100 000 dans le monde. La MH est causée par une mutation du gène HTT, lequel code pour la protéine huntingtine (HTT). Cette mutation consiste en une expansion de 35 répétitions CAG à même l'exon 1 du gène et aboutit à une répétition de la séquence polyglutamine (polyQ) au sein du segment N-terminal de la protéine HTT. Les personnes atteintes de MH développent des troubles moteurs, cognitifs et psychiatriques sévères, principalement à l'âge adulte. L'âge d’apparition des symptômes est généralement inversement proportionnel au nombre de répétitions CAG bien que la symptomatologie varie considérablement d'un patient à l'autre. L'origine de la MH est associée à l'expression de la protéine HTT mutée (mHTT) qui, en raison de son expansion polyQ, adopte une conformation pathogène et s'accumule en petits et/ou gros agrégats cytotoxiques. Bien que l'on suppose que ces événements soient responsables de la neurodégénérescence, le mécanisme sous-jacent aux voies physiopathologiques menant à l'apparition de la maladie et à la mort neuronale est toujours à l'étude. Un nombre croissant d'observations suggère que la mHTT possède des capacités de type prion, c’est-à-dire une aptitude à recruter des protéines endogènes normales et les corrompre afin de créer des agrégats toxiques; capacités qui sont également connues pour d'autres protéines, notamment l'amyloïde, la tau et la a-synucléine, associées à diverses maladies neurodégénératives. Nous avons émis l'hypothèse que le mHTT se propage de cellule en cellule et qu'elle se comporter tel un prion, contribuant à influencer le développement de la MH. Afin de tester cette hypothèse, des fibrilles synthétiques de mHTT ont été administrées à plusieurs lignées cellulaires ainsi qu'à des souris de différentes souches génétiques. Suite à une période d'incubation, les effets des fibrilles de mHTT sur la viabilité cellulaire, le comportement animal et les caractéristiques neuropathologiques ont été examiné. Nous avons ainsi observé que les fibrilles de mHTT provoquaient la mort cellulaire et des changements morphologiques des cellules cultivées, tandis qu’elles induisaient un phénotype comportemental transitoire de la maladie chez des souris saines. Les fibrilles de mHTT pouvaient également exacerber les déficits moteurs, anxieux et cognitifs de type MH dans un modèle de souris huntingtonien. Ainsi, notre étude suggère que la mHTT extracellulaire peut se propager de cellule à cellule et, une fois recrutée au sein de la cellule, provoquer des changements pathologiques. À la lumière de ces observations, nous croyons que la mHTT extracellulaire pourrait représenter une cible attrayante pour le développement de futures stratégies thérapeutiques. De surcroît, la plupart des traitements en études cliniques sont conçus pour cibler le gène HTT dans le but de diminuer l'expression de la protéine, ignorant la quantité importante de mHTT déjà présente dans le système à l'âge adulte. Par conséquent, une thérapie combinatoire ciblant, à la fois l'expression de mHTT et la mHTT extracellulaire préexistante, pourrait se révéler une voie prometteuse pour le traitement de la MH. / Huntington’s disease (HD) is an autosomal dominant neurodegenerative disease that affects approximately 3 - 8 people in 100,000 individuals worldwide. HD is caused by a mutation in the HTT gene, which codes for the protein huntingtin (HTT), consisting of an expansion of 35 CAG repeats in the exon 1 of the gene and resulting in the elongated polyglutamine (polyQ) stretch at the N-terminal fragment of the protein HTT. Individuals who suffer from HD develop severe motor, cognitive and psychiatric impairments, which primarily manifest in adulthood. The onset of the disease is usually inversely proportional to the CAG repeat expansion, however, HD comes with a high variability of symptoms. HD is also associated with the expression of the mutated HTT (mHTT) protein. The mHTT protein adopts a pathogenic conformation, which accumulates in small and/or large cytotoxic aggregates. Although these events are suspected to contribute to neurodegeneration, the exact mechanisms underlying the pathophysiological pathways leading to disease onset and neuronal death are still under investigation. A growing body of evidence suggests that mHTT possesses prion-like capacities – the capacity to spread between cells and seed disease – a phenomenon associated with other proteins such as amyloid, tau and a-synuclein, all involved in various neurodegenerative diseases. We hypothesized that mHTT propagates in a non-autonomous manner and behaves in a prion-like fashion to influence the onset and severity of HD. To address this, exogenous synthetic mHTT fibrils were administered to several cell lines and to mice of different genetic backgrounds. Following an incubation period, the effects of mHTT fibrils on cellular viability, animal behavior and neuropathological features were examined. We observed that mHTT fibrils provoked cell death and morphological changes in cultured cells, induced transient HD-related behavioral phenotypes in healthy mice and exacerbated motor, anxiety-like and cognitive deficits in an HD mouse model. Our study suggests that extracellular mHTT can propagate between cellular elements and once uptaken, trigger pathological changes. In light of these observations, we believe that extracellular mHTT could represent an appealing target for future therapeutic strategies. Current disease-modifying treatments tested in the clinic are designed to target the HTT gene to decrease the expression of the protein, overlooking the mHTT load outside of the cell boundaries and/or which has accumulated in the system prior to the application of gene silencing/editing. Hence, a combinational therapy addressing both the intracellular and extracellular expression of mHTT could serve as a more global treatment of HD.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / La pancréatite aiguë (PA) constitue la principale cause d'admissions en centre hospitalier liée à des troubles gastrointestinaux dans le monde, et sa prévalence est en augmentation. La PA est associée à plusieurs comorbidités dont la prévalence mondiale est également en augmentation, comme le syndrome métabolique et le diabète de type 2. L'architecture génétique de la PA demeure toutefois peu caractérisée et peu ou pas d'options thérapeutiques existent présentement pour sa prévention ou son traitement. Notre hypothèse était qu'il est possible d'identifier de nouveaux gènes associés à la PA à l'aide d'études d'association pangénomiques et d'identifier des protéines circulantes associées à la PA à l'aide de la randomisation mendélienne à l'échelle du proteome sanguine humain, et que les résultats de ces analyses pouvaient permettre d'identifier des cibles thérapeutiques potentielles pour la PA. Nos résultats ont non seulement confirmé des associations connues entre certains genes et la PA, mais également mis en évidence de nouveaux gènes potentiellement impliqués dans la maladie. Nous avons également pu identifier plusieurs protéines sanguines causalement impliquées dans la pathophysiologie de la PA dont plusieurs sont des cibles thérapeutiques potentielles pour la PA. En outre, nous avons identifié des médicaments ciblant ces protéines, dont l'effet est cohérent avec celui obtenu grâce aux analyses de randomisation mendélienne et qui pourraient être réutilisés dans le cadre de la prevention ou du traitement de la PA. / Acute pancreatitis (AP) is the leading cause of hospital admissions related to gastrointestinal disorders worldwide, and its prevalence is increasing. AP is associated with several comorbidities whose global prevalence is also increasing, such as metabolic syndrome and type 2 diabetes. Despite this, its genetic architecture remains poorly characterized and few or no therapeutic options currently exist for its prevention or his treatment. Our hypothesis was that it is possible to identify novel genes associated with AP using genome-wide association studies and to identify circulating proteins associated with AP using blood proteome-wide Mendelian randomization, and that the results of these analyzes could help identify potential therapeutic targets for AP. Our results not only confirmed known associations between known genes and AP, but also highlighted new genes potentially involved in the disease. We were also able to identify several blood proteins causally involved in the pathophysiology of AP, several of which are potential therapeutic targets for AP. In addition, we identified drugs target those proteins, whose effect is consistent with that obtained through Mendelian randomization analyzes and which could be reused in the context of the prevention or treatment of AP.

La prééclampsie (PE), une complication de la grossesse caractérisée par la présence d’hypertension et de protéinurie, est associée à une mortalité et une morbidité maternelle et néonatale significatives à travers le monde. Les études récentes suggèrent que les femmes ayant souffert de PE ont également un risque accru de maladies cardiovasculaires (MCV) à long terme et que le lien entre ces deux entités pourrait possiblement être expliqué via le syndrome métabolique (SM). Comme l’inflammation semble être un élément majeur impliqué tant au niveau de la PE qu’au niveau du SM et des MCV, nos travaux de recherche visaient à investiguer l’association potentielle entre des variations génétiques de gènes candidats impliqués dans le processus inflammatoire et le risque de PE chez 307 femmes ayant souffert de PE et 603 témoins appariés. À cet égard, nous avons donc analysé des polymorphismes connus des gènes de l’interleukine-1α (IL-1α; 4845G> T), de l’interleukine-6 (IL-6; -174C> G), de l’interleukine-10 (IL-10; -1082A> G, -2849G> A), de TNF-α (TNF-α; -308G> A, -857C> T) et des récepteurs de TNF-α (TNFRІ 36A> G, TNFRІІ 676T> G). Nos résultats suggèrent la présence d’un « effet-dose » de la combinaison de gènes impliqués dans le processus inflammatoire sur le risque de PE. / Preeclampsia (PE), a pregnancy complication characterized by increased blood pressure and proteinuria, is associated with significant maternal and neonatal mortality and morbidity worldwide. Recent studies suggest that women who suffered from PE are at increased risk of long term cardiovascular diseases (CVD) and that the link between these two entities could be explained by the metabolic syndrome (MS). As inflammation appears to be a major element involved as much in PE than in MS and CVD, our research aimed to investigate the potential association between genetic variations in candidate genes involved in the inflammatory process and PE risk in a study sample that included 307 women who suffered from PE and 603 matched controls. In this regard, we analysed known polymorphisms of interleukin-1α (IL-1α; 4845G> T), interleukin-6 (IL-6; -174C> G), interleukin-10 (IL-10; -1082A> G, -2849G> A), TNF-α (TNF-α; -308G> A, -857C> T) and TNF-α receptors (TNFRІ 36A> G, TNFRІІ 676T> G) genes. Our results suggest the presence of a dose-effect of the combination of genes involved in the inflammatory process on the risk of PE.

Résumé Les plaquettes jouent un rôle central dans le maintien de l’hémostase et sont impliquées dans les maladies cardiovasculaires. Ces éléments sont anucléés, mais contiennent des ARN messagers (ARNm), dont la traduction pourrait être régulée par leurs microARN. Au cours de ce projet, je me suis concentrée à mieux caractériser ces microARN, afin de déterminer leur rôle dans la fonction plaquettaire. L’étude du répertoire complet des microARN plaquettaires humains, réalisée par séquençage à haut débit, montre un profil caractérisé par la forte expression de microARN impliqués dans la différentiation cellulaire et la mégacaryopoïèse. La diversité des microARN plaquettaires est enrichie par l’expression d’isoformes décalées en 5’, tel que miR-140-3p, ce qui leur confère la capacité de réguler des ARNm différents de l’isoforme principale. Beaucoup de microARN plaquettaires sont modifiés en 3’, ce qui peut altérer leur stabilité et influencer leur fonction. La présence de deux nucléotidyl-transférases et l’activité d’uridylation, observées dans des extraits protéiques de plaquettes in vitro, démontrent la capacité des plaquettes à modifier et à réguler leurs microARN. Dans un second temps, j’ai étudié l’implication des microARN dans les défauts plaquettaires observés chez les patients urémiques, dialysés ou non. Bien que les complexes impliqués dans la biogenèse et la fonction des microARN demeurent fonctionnels, le profil des microARN plaquettaires est altéré chez les patients urémiques, et semble rétabli par la dialyse. Deux gènes ont été identifiés comme étant régulés par des microARN altérés chez les patients urémiques, suggérant que l’altération de la régulation de certains ARNm par les microARN pourrait contribuer aux défauts plaquettaires chez ces patients. Militant en faveur d’un rôle des microARN dans la traduction des ARNm plaquettaire, j’ai mis en évidence (i) l’association des complexes effecteurs Argonaute 2 (Ago2)•microARN avec les ARNm, et (ii) la régulation de certains ARNm, traduits dans les plaquettes, par des microARN abondamment retrouvés dans celles-ci. Suite à l’activation des plaquettes, ces dernières sécrètent des microARN, essentiellement dans des microparticules, à l’intérieur desquelles ils sont associés à Ago2. Globalement, mes résultats laissent entrevoir un rôle important pour les microARN plaquettaires dans la régulation de leurs ARNm et la communication intercellulaire. / Platelets play a central role in hemostasis and are involved in cardiovascular diseases. Devoid of a nucleus, platelets nevertheless contain messenger RNAs (mRNAs) and are capable of de novo protein synthesis. MicroRNAs are particularly abundant in platelets, suggesting that they may regulate mRNA translation. In this project, I characterized further the microRNA repertoire and pathway of human platelets in order to gain more insights into their role in platelet function. High-throughput sequencing analysis of human platelet small RNAs revealed an abundant array of microRNAs involved in cell differentiation or megakaryopoiesis. The diversity of platelet microRNAs is expanded by the expression of 5’ shifted isoforms, as observed with miR-140-3p that may regulate mRNAs different than the reference sequence. Most platelet microRNAs are extensively modified at their 3’ extremity, a process that is thought to alter their stability and function. The detection of two nucleotidytranferases, as well as uridylation activity in platelets, demonstrate their ability to modify and regulate their microRNAs. I then studied the implication of microRNAs in the platelet defects observed in uremic patients, undergoing dialysis or not. Although the complexes involved in microRNA biogenesis and function remain functional, the platelet microRNA profile of uremic patients was altered, but seems to be restored by dialysis. The identification of two genes that are regulated by microRNAs altered in uremic patients suggests that an alteration of microRNA-based mRNA regulatory mechanisms may underlie the platelet response to uremia. Consistent with a role for microRNAs in regulating platelet mRNAs, Ago2•microRNA complexes are associated with platelet mRNAs. In addition, certain mRNAs translated in platelets can be regulated by microRNAs that are particularly abundant in platelets. Following their activation, platelets secrete microRNAs, mainly via microparticles, in which they are found associated with Ago2. Altogether, my results suggest that platelet microRNAs may play an important role in the regulation of platelet mRNAs as well as in intercellular communications.

La rétinite pigmentaire (RP) résulte en une dégénération progressive de la rétine et représente une cause importante de cécité. La transmission de cette maladie se fait selon différents processus d'hérédité dont une forme liée au chromosome X pour la protéine retinitis pigmentosa 2 (RP2) et une forme autosomique récessive dans le cas de la phosphodiesterase 6 (PDE6). RP2 est une protéine qui stimule la réaction d'hydrolyse du GTP et est probablement impliquée dans le transport des protéines. C'est une protéine de 350 acides aminés qui possède deux sites d'acylation et est localisée principalement à la membrane plasmique. Il existe quelques mutations perturbant cette localisation dont la deletion de la serine 6 qui résulte en une RP. Dans la cascade signalétique visuelle, l'activation de la rhodopsine par un photon mène à l'activation de la (PDE6). La PDE6 activée hydrolyse ensuite le GMPc, ce qui mène à la fermeture des canaux GMPc dépendants et à l'hyperpolarisation de la membrane du photorécepteur. La PDE6 est un tétramère d'environ 220 kDa et est acylée, ce qui permet sa liaison à la membrane. On la retrouve, tout comme la RP2, en partie dans les microdomaines résistant aux détergents. Ces microdomaines, aussi appelés radeaux lipidiques, sont riches en phospholipides saturés et en cholestérol. Toutefois, la liaison préférentielle de la PDE6 et de la RP2 à des phospholipides saturés n'a jamais été démontrée. L'objectif de cette thèse est de caractériser les propriétés de liaison membranaire de ces protéines en utilisant des monocouches de Langmuir. Pour ce faire, une RP2 recombinante a été produite et la PDE6 fut extraite de photorécepteur bovin. L'analyse de l'interaction de RP2 avec le modèle membranaire met en évidence l'affinité particulière de RP2 pour les lipides saturés et une liaison préférentielle au domaine liquide condensé. La PDE6 montre aussi une discrimination face aux phospholipides. De plus, les résultats obtenus en spectroscopie infrarouge montrent différentes orientations de sa structure secondaire en fonction de l'environnement lipidique. En somme, les résultats présentés dans cette thèse permettent de postuler de nouvelles hypothèses concernant l'importance de l'interaction membranaire de la RP2 et la PDE6 en ce qui concerne leur implication dans les différents processus impliqués dans les mécanismes de la vision.

L'objectif de cette thèse est de déterminer et d'analyser les gènes les plus exprimés, les gènes domestiques ainsi que les gènes spécifiques dans 15 tissus différents à l'aide de la méthode SAGE. La méthode d'analyse sérielle d'expression génique (SAGE) est une nouvelle technique qui permet de caractériser globalement tous les transcrits qui s'expriment dans une cellule ou dans un organe, et ce, de manière quantitative.

La maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) est une maladie complexe caractérisée par une obstruction non complètement réversible des voies aériennes. Actuellement, aucun remède n’existe pour soigner cette maladie qui deviendra la 3e cause de mortalité d’ici 2030. Bien que des progrès importants furent réalisés dans les dernières décennies, la pathogenèse de la maladie demeure largement mal comprise. Cette thèse a pour objectif général l’étude des composantes génétiques de la MPOC, plus précisément 1) l’identification de gènes impliqués dans le développement de l’obstruction respiratoire, 2) l’identification d’eQTL pulmonaires dans le complexe majeur d’histocompatibilité et de leurs liens avec certains phénotypes pulmonaires, 3) l’identification de nouveaux gènes de susceptibilité au développement de la MPOC et 4) la caractérisation des variations génétiques du gène SERPINA1 dans la population canadienne et l’évaluation du séquençage de l’ADN comme nouveau test diagnostique pour détecter le déficit en alpha-1 antitrypsine. Dans une première étude, nous avons identifié des gènes (CST3, CD22) et des voies biologiques (métabolisme des xénobiotiques, apoptose, balance protéase-antiprotéase et balance oxydant-antioxydant) impliqués dans le développement de l’obstruction respiratoire. Pour ce faire, nous avons combiné les génotypes, les valeurs d’expression et les caractéristiques cliniques de 1,111 sujets. En combinant ces trois types de données, nous avons trouvé des variations génétiques influençant l’expression de gènes qui sont impliqués dans la perte de fonctions respiratoires. Ce projet a permis d’identifier des mécanismes précis impliqués dans le développement de l’obstruction respiratoire. Par la suite, nous avons étudié une région clé du génome humain pour le système immunitaire, soit le complexe majeur d’histocompatibilité (MHC). Des études antérieures ont associé des variations génétiques présentes dans ce locus à plusieurs phénotypes pulmonaires (asthme, cancer du poumon, fibrose kystique, maladie pulmonaire interstitielle, MPOC). Les résultats obtenus nous ont permis d’identifier des gènes d’intérêts pour l’asthme (AGPAT1, CDSN), le cancer du poumon (BTN3A2, ZFP57), les fonctions respiratoires (MICB) et la maladie pulmonaire interstitielle (AGPAT1). Les résultats de cette étude ont permis de mieux comprendre et d’interpréter les résultats obtenus précédemment. Nous avons également participé à la plus grande étude pangénomique (GWAS) sur la MPOC. Cette étude, réalisée par l’International COPD Genetics Consortium (ICGC), ai dentifié 22 régions chromosomiques impliquées dans le développement de la MPOC. Pour ce projet, les génotypes de 63,192 sujets (47,936 cas et 15,256 témoins) provenant de 26 cohortes différentes ont été combinés dans une méta-analyse. Par la suite, les résultats ont été répliqués dans 9,498 cas et 9,748 témoins supplémentaires provenant de la UK Biobank. Parmi les 22 loci identifiés, 15 ont été précédemment associés avec les fonctions respiratoires et quatre n’avaient jamais été observés (EEFSEC, DSP, MTCL1, et SFTPD). Cette étude a permis de mieux comprendre l’architecture génétique de la maladie et de confirmer le lien existant entre les gènes associés aux fonctions respiratoires et la MPOC. Finalement, nous avons caractérisé les variations génétiques du gène SERPINA1 dans la population canadienne et testé le séquençage de l’ADN comme outil potentiel de diagnostic du déficit en alpha-1 antitrypsine. Pour ce faire, tous les exons codants du gène ont été séquencés dans 400 individus du projet pancanadien CanCOLD (Canadian Cohort of Obstructive Lung Disease). Nous avons identifié 19 variations génétiques dans le gène, dont 15 mutations faux sens et une nouvelle mutation. Une fois l’extraction d’ADN complété, le séquençage s’est effectuéet a permis de déterminer de façon définitive la nature de l’anomalie génétique sous-jacente. Ce projet a démontré que cette technique permettrait d'accélérer le diagnostic et de diminuer les coûts pour ainsi faciliter la prise en charge et le traitement des patients souffrant d’un déficit en alpha-1 antitrypsine. Les résultats obtenus au cours de ce doctorat permettent de mieux comprendre les gènes et les voies biologiques impliqués dans le développement de la MPOC. / Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a complex disease characterized by airflow obstruction that is not fully reversible. Currently, no treatment existsto reverse COPD, which is predicted to be the third leading cause of mortality in the world by the year 2030. Important discoveries were made in the last decade, but the pathophysiology of the disease remains largely unknown. The aim of this thesis is to study the genetic component of COPD and more specifically 1) identify genes involved in the development of airflow obstruction, 2) identify lung eQTL in the major histocompatibility complex and find causal genes for lung function and respiratory diseases in this region, 3) find new susceptibility loci for COPD, and 4) evaluate the feasibility and effectiveness of DNA sequencing of the SERPINA1 gene as a single test to diagnose alpha-1 antitrypsin deficiency (AATD) and test the frequencies of AATD alleles in a Canadian COPD population. In the first study, we identified genes (CST3 and CD22) and signalling pathways (xenobiotic metabolism, apoptosis, protease–antiprotease and oxidant–antioxidant balance) involved in the development of airflow obstruction. We combined lung gene expression, whole genotyping data and clinical information’s from 1,111 subjects to identify potential causal genesand pathways. This study has identified underlying mechanisms implicated in the development of airflow obstruction. In the second study, westudied a critical genomic region for the immune system, the major histocompatibility complex (MHC). Previous studies have associated single nucleotide polymorphisms (SNPs) located inside this locus with lung diseases and phenotypes (asthma, cystic fibrosis, idiopathic interstitial pneumonia, lung cancer and lung function). We have identified new susceptibility genes for lung cancer (BTN3A2 and ZFP57), asthma (AGPAT1 and CDSN), lung function (MICB) and idiopathic interstitial pneumonia (AGPAT1). Results from this study provide important biological insights about previously associated SNPsin the MHC. We were also involved in the largest genome-wide association study (GWAS) on COPD. This GWAS was performed by the International COPD Genetics Consortium (ICGC) and identified 22 loci associated at genome-wide significance. Genotypes of 63,192 subjects (15,256 cases and 47,936 controls) from 26 studies were used in the meta-analysis. Results were further replicated in 9,498 cases and 9,748 controls from the UK Biobank. Among the 22 associated loci, 9 were previously associated with COPD, 15 with lung function and 4 (EEFSEC, DSP, MTCL1and SFTPD) werenovel loci. Our findings highlight new loci associated with COPD and demonstrate the genetic overlap between lung function and COPD. Finally, the frequencies of deficient SERPINA1 alleles were evaluated in Canadian patients with COPD and DNA sequencing was evaluated as a single test strategy to detect AATD. DNA sequencing of the coding regions of SERPINA1 was performed in 400 individuals from the CanCOLD study (Canadian Cohort of Obstructive Lung Disease). Nineteen genetic variants were identified, including 15 missense mutations and one new mutation. DNA sequencing of SERPINA1 revealed the true genetic nature of AATD and was demonstrated has an effective, fast, and inexpensive single test strategy to detect AATD. Studies presented in this thesis have identified genes and pathways involved in the development of COPD, which are new targetsfor future studies.

L'ovule est la seule cellule capable de remodeler l'information génétique de deux parents en celle d'un nouvel embryon, et ce potentiel s'est hautement conservé au cours de l'évolution. La reprogrammation d'un noyau se produit, pour la majorité des espèces, en absence de transcription. Ainsi. l'ARN et les protéines présentes dans l'ovule au moment de la fécondation constituent tout le matériel nécessaire pour soutenir le développement embryonnaire précoce. Les mécanismes tels que l'arrêt méiotique, la méthylation/déméthylation de l'ADN et les réarrangements épigénétiques sont communs à la majorité des vertébrés. Par contre, certaines différences peuvent être observées dans des processus tels la fécondation et la reconnaissance des gamètes. Ce projet vise à identifier des gènes conservés chez les vertébrés et impliqués dans les mécanismes de reprogrammation, puis d'évaluer l'impact de la surexpression de gènes sélectionnés sur la configuration de la chromatine de cellules humaines. La première étape du projet était d'établir un profil fonctionnel des différences et similitudes observables dans le transcriptome de l'ovule des vertébrés. Pour ce faire, nous avons comparé le transcriptome de l'ovule humain aux transcriptomes spécifiques à l'ovule de souris, de bovin et de xénope via une analyse par biopuce développée au sein de notre laboratoire. Pour la seconde partie de la thèse, nous avons sélectionné des candidats qui ont été surexprimés dans des cellules humaines en culture, et avons évalué leur impact à plusieurs niveaux sur la chromatine. Suite aux résultats obtenus, nous nous sommes concentrés sur l'analyse de gènes pouvant être impliqués dans la déméthylation de l'ADN et avons vérifié si leur coexpression pouvait induire la déméthylation d'ADN dans des fibroblastes humains. Une approche d'immunoprécipitation de chromatine et de séquençage au bisulfite nous a permis d'observer une déméthylation modérée à certains sites spécifiques, confirmant un rôle de ces gènes dans la déméthylation de l'ADN humain. Les travaux présentés dans cette thèse permettent de souligner le potentiel de gènes ovocytaires à reconfigurer la chromatine dans d'autres types cellulaires. Leur caractérisation plus poussée pourrait notamment contribuer à des avancements dans la compréhension et la maîtrise des mécanismes de reprogrammation pour la recherche en reproduction ou en médecine regenerative.

Les membres de la famille des GAT A sont des facteurs de transcription à doigt de zinc exprimés dans une grande variété de tissus. Les facteurs GAT A jouent des rôles essentiels dans l 'hématopoïèse, le développement cardiaque et la formation de l'endoderme et des gonades. La régulation de ces divers processus biologiques par les facteurs GA T A dans différents tissus, incluant le testicule, ne peut se faire sans l'aide d' autres partenaires. Mes travaux de thèse avaient donc pour but d' étudier l'expression et l' implication de partenaires transcriptionnels qui pourraient moduler l'activité des facteurs GA TA et conséquemment l'expression de gènes testiculaires. Des analyses de types hybridation in situ et d'immunohistochimie ont permis de mettre en évidence la présence du messager et de la protéine des cofacteurs Friend of GAT A (FOG) 1 et FOG2 tout au long du développement testiculaire .. Des transfections transitoires in vitro ont ensuite permis de constater que l'interaction physique entre les protéines FOG et les facteurs de transcription GA TA résulte en une inhibition de l'activité de promoteurs testiculaires régulés par les facteurs GA TA. Ainsi, les partenaires FOG seraient des répresseurs de l'activité des facteurs GA TA dans le testicule. Un nouveau partenaire pour les facteurs GATA, le récepteur nucléaire LRH-I/NR5A2, a aussi été identifié. J' ai montré qu'il interagit directement avec les facteurs GAT A4 et GAT A6 et que cette interaction se traduit par une synergie transcriptionnelle sur les gènes lnha et Cyp19al codant pour la sous-unité a de l'inhibine et l'enzyme stéroïdogénique aromatase respectivement. Les modifications posttraductionnelles sont d'autres moyens utilisés par la cellule pour moduler l'activité d'un facteur de transcription sur un gène. Notre laboratoire a montré que la phosphorylation du facteur GAT A4 par la protéine kinase A (PKA), en réponse à l' activation de la voie de signalisation de l' AMPc, augmente son activité transcriptionnelle sur le promoteur Star. Mes travaux ont révélé que la phosphorylation de GAT A4 et GATA6 par PKA permet aussi une stimulation accrue des promoteurs lnha et Cyp19al. 111 En somme, la présence des partenaires FOG 1, FOG2 et LRHl/NR5A2 dans le testicule de même que des modifications posttraductionnelles de type phosphorylation modulent le potentiel de transactivation des facteurs GA TA sur des promoteurs testiculaires. Ceci suggère que les facteurs de transcription GATA et leurs partenaires sont d'importants régulateurs du développement et de la fonction testiculaire.

L' étiologie du cancer de l'endomètre est méconnue. Pourtant, la LH et les prostaglandines activent via- leurs récepteurs spécifiques exprimés dans le cancer de l'endomètre, un second messager commun, soit l'AMPc impliquée dans la prolifération et l'invasion du cancer de l'endomètre. Les gènes STAR, HSD3β32 et COX-2 sont surexprimés dans le cancer de l'endomètre et leur expression est connue pour répondre à la voie de l'AMPc via une stimulation par la LH et les prostaglandines. Les facteurs de transcription NUR 77 et C/EBPβ sont impliqués dans différents cancers et sont activés par la voie AMPc/PK.A, d'où notre hypothèse qu' ils pourraient activer la transcription des gènes STAR, HSD3β32 et COX-2 dans le cancer de l'endomètre. L'objectif de l 'étude est de déterminer si les facteurs NUR77 et C/EBPβ sont présents dans des lignées cellulaires du cancer de l'endomètre et s' ils pourraient être impliqués dans l'expression des gènes STAR, HSD3β32 et COX-2 dans ces cellules. J' ai pu démontrer la présence des deux facteurs dans différentes lignées cellulaires du cancer de l'endomètre. Cependant, mes résultats de transfections transitoires démontrent que NUR 77 et C/EBPβ activent faiblement les trois promoteurs à l'étude d'où l'intérêt de chercher d'autres collaborateurs impliqués dans l'expression des gènes STAR, HSD3β32 et COX-2 ou encore d' autres gènes régulés cibles par NUR77 et C/EBPβ dans le cancer de l'endomètre.