The Hox gene family encodes transcription factors that play an essential role in embryo patterning and organogenesis. Hoxa5 mutant mice have been produced and majority of Hoxa5" mice die at birth from respiratory failure. Surviving Hoxa5'1 ' dams are unable to feed their pups properly, revealing abnormal mammary gland development. The Hoxa5 null mutation results in increased proliferation and precocious differentiation in the mammary epithelium, thus causing the formation of collapsed alveoli unable to secrete milk. In order to find Hoxa5 targets involved in mammary gland development, I performed microarray analyses combined with a candidate gene expression analysis approach. This work confirmed the secretory defects observed in Hoxa5'1 ' and demonstrated a new role for Hoxa5 in extracellular matrix organisation. It also identified the TGFp signaling pathway as a potential effector of Hoxa5 function. Finally, this work suggests interdependence between Hoxa5 and the ovarian hormones in controlling mammary gland proliferation. / Les gènes Hox sont des facteurs de transcription essentiels à la spécification des axes embryonnaires et à l'organogenèse. L'étude d'une lignée de souris mutante pour le gène Hoxa5 a mis en évidence une augmentation de la prolifération et un développement lobullo-alvéolaire précoce dans les glandes mammaires Hoxa5~f ~, accompagnés de l'expression précoce des protéines du lait. Afin de caractériser les mécanismes moléculaires contrôlés par Hoxa5 dans la glande mammaire, une étude utilisant les micropuces d'ADN combinée à l'analyse de l'expression de gènes candidats ont été réalisées. Ces travaux ont confirmé les problèmes de sécrétion et mis en évidence la désorganisation de la matrice extracellulaire dans les glandes mammaires Hoxa5~'~. Ils ont également permis d'identifier la voie de signalisation du TGFp comme un effecteur potentiel du gène Hoxa5. Enfin, ces travaux suggèrent une interdépendance entre les hormones ovariennes et le gène Hoxa5 dans la régulation de la prolifération de la glande mammaire

Les dommages à l'ADN induits par les rayons ultraviolets B (UV) solaires jouent un rôle important dans les cancers de la peau induits par les rayons solaires. Le travail présenté dans cette thèse examine le rôle de l'enzyme nucléaire poly (ADP-ribose) polymérase-1 (PARP-1) dans les réponses cellulaires suite aux dommages à l'ADN induits par les UV. Premièrement, nous avons examiné le mécanisme précis d'activation de la PARP-1 en réponse aux UV. En utilisant des techniques d'irradiation locale d'UV, d'immunocytochimie et d'immunoprécipitation de la chromatine, nous avons démontré que PARP-1 est activée de deux façons distinctes en réponse à deux types de dommages à l'ADN causés par les UV, i.e., les photo-lésions directes et les dommages oxydatifs. Ces deux types de dommages à l'ADN sont réparés par les voies de réparation par excision de nucléotides (NER) et par excision de bases (BER), respectivement. Depuis que le rôle de PARP-1 est bien connu dans le BER, nous nous sommes concentrés à examiner si la PARP pouvait jouer un rôle dans NER en faisant une déplétion stable de la PARP à l'aide de l'ARN interférence (ARNi) dans des fibroblastes de peau humaine qui étaient compétents dans NER ou déficients dans l'étape de reconnaissance des lésions du NER. En utilisant la technique de «host cell réactivation» (HCR), nous avons observé que les cellules déficientes en PARP-1 étaient inefficaces dans l'étape de la reconnaissance des lésions du NER. Durant l'exploration du rôle de PARP-1 dans l'apoptose induite par les UV, nous avons découvert que l'ARNi arrêtait durant l'apoptose. Nous avons trouvé que Dicer, un endonucléase de la famille RNaselII et un élément critique dans la régulation de l'ARNi, était clivé par la caspase-3 durant l'apoptose, ce qui amenait l'inactivation de ses fonctions catalytiques et l'abrogation de l'ARNi. En résumé, cette thèse élucide un important rôle de PARP-1 dans les réponses cellulaires aux UV. De plus, la découverte imprévue de 1' abrogation de l'ARNi durant l'apoptose présente de nouveaux défis dans les domaines relatifs à l'ARNi. / The DNA damages induced by solar ultraviolet B radiation (UV) play an important role in sunlight-induced skin cancers. The work presented in this thesis examines role of a nuclear enzyme, poly(ADP-ribose) polymerase-1 (PARP-1) in cellular responses to UVinduced DNA damage. PARP-1 is known to be activated in response to different types of DNA damages, and its activation is known to participate in different cellular responses ranging from DNA repair to cell death. To understand the mechanism of activation of PARP-1 in UV-irradiated cells, we used elegant techniques of local UV irradiation, immunocytochemistry and chromatin immunoprecipitation to demonstrate that PARP-1 is activated in two distinct phases in response to two different types of DNA damage caused by UV, i.e., direct photolesions and oxidative DNA damage. These two types of UVinduced DNA lesions are repaired by nucleotide excision repair (NER) and base excision repair (BER) pathways, respectively. Since PARP-1's role in BER is well-known, we focused on examining whether PARP could play a role in NER by stably depleting PARP-1 using DNA vector-based RNAi in human skin fibroblasts which are either proficient in NER or deficient in lesion-recognition steps of NER. Upon analyses of the NER-capacity of these cells by host cell reactivation (HCR) assay using a recombinant adenovirus-based reporter gene, we observed that PARP-1-depleted cells were inefficient in the lesion recognition step of NER. While exploring the role of PARP-1 in UV-induced apoptosis using the above models, we serendipitously discovered that RNAi fails during apoptosis. We find that endonuclease Dicer-1, critical in the regulation of RNAi gets cleaved by caspase-3 during apoptosis, which leads to its catalytic inactivation and failure of RNAi. In summary, this thesis elucidates an important role for PARP-1 in cellular responses to UV. In addition, the RNAi-abrogation during apoptosis is an exciting discovery that presents new challenges in the relatively new field of RNAi.

La mammite est une inflammation de la glande mammaire. Cette maladie est fréquente et coûteuse chez les vaches laitières. Dans l'industrie laitière canadienne, sa forme subclinique représente plus de 50% des pertes économiques associées à la mammite. L'étude simultanée des altérations génétiques et épigénétiques permettrait de mieux comprendre les mécanismes de régulation à la mammite subclinique. Cela conduirait à une meilleure gestion de la maladie. Cette étude examine les altérations de la méthylation de l'ADN et les transcriptomes des cellules somatiques du lait de vaches en lactation provenant de cinq fermes commerciales présentant une mammite subclinique d'apparition naturelle (comprenant respectivement seize, quatre et trois vaches positives uniquement pour *Staphylococcus aureus* (SA), *Staphylococcus chromogenes* (SC) et *Streptococcus uberis* (SU)), ainsi que dix vaches témoins en bonne santé (HC). Les profils de méthylation de l'ADN et de transcriptome du génome entier ont été établis à l'aide des technologies de séquençage. Les résultats des altérations de l'expression génique en réponse à la mammite subclinique due à SA révèlent 4077 gènes différentiellement exprimés (DEG). De plus, le réseau de co- expression génique des DEG identifie des modules ou des groupes de DEG avec des fonctions régulatrices spécifiques pendant la mammite subclinique due à SA. Par exemple, les DEG du module le plus important (module Turquoise, corrélé positivement avec SA) sont significativement enrichis en voies liées aux maladies et au système immunitaire, soutenant leur rôle important dans la régulation de la défense de la glande mammaire contre la mammite subclinique due à SA. Quatre modules (Jaune, Brun, Bleu et Rouge) corrélés négativement avec SA sont enrichis en annotations fonctionnelles liées à la régulation de la migration cellulaire, de la communication cellulaire, du processus métabolique et du développement du système circulatoire sanguin, suggérant leur implication dans la régulation de l'homéostasie de la glande mammaire endommagée lors de la mammite subclinique due à SA. Ensuite, l'exploration de la méthylation de l'ADN liée à SA révèle de nombreuses altérations dont 3356456 cytosines méthylées différemment (DMCs) et 153783 blocs d'haplotype de méthylation différentielle (dMHBs). L'intégration entre le méthylome et le transcriptome démontre des corrélations négatives significatives entre la méthylation de l'ADN dans les régions régulatrices (promoteurs, premiers exons et premiers introns) et l'expression génique des gènes correspondants. Un total de 6435 dMHBs situés dans les régions régulatrices des DEG présentent une corrélation significative avec leurs gènes correspondants, révélant leurs effets potentiels sur les activités transcriptionnelles. Les gènes présentant des altérations de méthylation de l'ADN sont significativement enrichis dans de multiples voies liées à l'immunité et aux maladies, suggérant l'implication de la méthylation dans la régulation des réponses de l'hôte à la mammite subclinique due à SA. Cette étude identifie de nombreuses altérations de méthylation de l'ADN et DEGs en relation avec la mammite subclinique due à SC et SU. Les associations négatives globales entre la méthylation de l'ADN dans les régions régulatrices et l'expression génique s'observent chez les vaches atteintes de SC. De nombreux gènes présentent des changements significatifs de la méthylation dans les régions régulatrices et leur expression génique correspondante, montrant un important enrichissement dans les processus biologiques et les voies liées aux fonctions immunitaires. Cela suggère que la méthylation de l'ADN joue un rôle crucial dans la régulation des réponses de l'hôte à la mammite subclinique. Cette étude identifie des listes de signatures génétiques et épigénétiques candidates distinctives (différenciant les vaches atteintes de SA ou SC des HC) pour la mammite subclinique. Neuf dMHBs ont été validés chez 200 vaches. Cela indique une stabilité des altérations de méthylation de l'ADN et une association significative avec la santé de la glande mammaire et les performances de production de lait. En conclusion, cette étude approfondit la compréhension des altérations génétiques et épigénétiques dans les cellules somatiques du lait qui impliqueraient la régulation de la défense de la glande mammaire contre la mammite subclinique. De plus, elle identifie des signatures épigénétiques et d'expression de gènes discriminantes pour la mammite subclinique. Cela a le potentiel de distinguer les vaches atteintes de mammite subclinique des vaches en bonne santé. Les résultats indiquent que les altérations de méthylation de l'ADN pourraient fournir un nouveau niveau d'information sur les mécanismes de régulation de la mammite subclinique, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour le développement de mesures de contrôle. / Mastitis, an inflammation of the mammary gland, is a widespread and costly disease of dairy cows globally. It causes considerable economic losses through decreased milk yield/quality, increased cost of veterinary treatment, high cow culling/replacement rate, negative impacts on animal welfare, increased susceptibility to other diseases and negative impacts on animal reproduction. The subclinical form of mastitis accounts for over 50% of the economic losses associated to mastitis in the Canadian dairy industry. Traditional measures including improved farm environment, milking practices, antibiotic therapy and genetic selection have led to decreased mastitis incidence on dairy farms, but have not eradicated the disease. Recent developments of sequencing technologies have promoted the exploration of genomic breeding and in particular, post-transcriptional and epigenetic regulatory mechanisms underlying diseases, including mastitis. Investigating both the genetic and epigenetic alterations with these technologies could elongate understanding of the regulatory mechanisms underlying subclinical mastitis and their potential contribution to improve mastitis management. Therefore, this study investigated the DNA methylation alterations and transcriptomes of milk somatic cells from lactating cows from five commercial farms with naturally occurring subclinical mastitis (including sixteen, four and three cows positive only to *Staphylococcus aureus* (SA), *Staphylococcus chromogenes* (SC), and *Streptococcus uberis* (SU), respectively) and ten healthy control cows (HC). The whole-genome DNA methylation and transcriptome pattens were profiled using whole genome DNA methylation sequencing and RNA sequencing technologies and bioinformatics investigation. Results of the gene expression alterations in response to SA subclinical mastitis revealed 4077 differentially expressed genes (DEGs). Furthermore, gene co-expression network of DEGs identified modules or clusters of DEGs with specific regulatory functions during SA subclinical mastitis. For instance, DEGs of the most important module (Turquoise module, correlated positively with SA group) were significantly enriched for disease- and immune- related pathways, supporting important roles for this module in regulating the mammary gland defense against SA subclinical mastitis. Four modules (Yellow, Brown, Blue and Red) which correlated negatively with SA group were enriched in functional annotations related to the regulation of cell migration, cell communication, metabolic process and blood circulatory system development, respectively, suggesting their involvement in the regulation of damaged mammary gland homeostasis during SA subclinical mastitis. Then, exploration of the DNA methylation alterations related to SA subclinical mastitis revealed abundant DNA methylation alterations at multiple layers, including 3,356,456 differentially methylated cytosines (DMCs) and 153,783 differential methylation haplotype blocks (dMHBs). Integration between methylome and transcriptome demonstrated significant negative correlations between DNA methylation in regulatory regions (promoters, first exons and first introns), and the gene expression of corresponding genes. A total of 6435 dMHBs located at regulatory regions of DEGs had significant correlation with their corresponding genes, revealing their potential effects on transcriptional activities. Genes harboring DNA methylation alterations were significantly enriched in multiple immune- and disease-related pathways, suggesting the involvement of DNA methylation in regulating host responses to SA subclinical mastitis. In addition, this study also identified abundant DNA methylation alterations and DEGs in relation to SC and SU subclinical mastitis. The global negative associations between DNA methylation at regulatory regions and gene expression were also observed in SC positive cows. Moreover, numerous genes with significant changes in methylation levels at their regulatory regions and corresponding gene expression were identified, which showed significant enrichment in biological processes and pathways related to immune functions. This further suggests that DNA methylation play crucial roles in regulating host responses to subclinical mastitis. This study also identified lists of candidate genetic and epigenetic discriminant signatures (differentiates SA or SC or SU positive cows from healthy cows) for subclinical mastitis. Nine dMHBs were further validated in 200 cows, which indicated the stability of DNA methylation alterations detected in this study as well as revealed their significant associations with mammary gland health and milk production performance. In conclusion, this study has furthered understanding of genetic and epigenetic signatures in milk somatic cells that may be involved in regulating mammary gland defense against subclinical mastitis. Candidate discriminant genetic (DEGs) and epigenetic signatures V(dMHBs) were identified with potential of distinguishing cows with subclinical mastitis from healthy cows. The results of this study indicate that DNA methylation alterations could provide a new layer of information on the regulatory mechanisms of bovine subclinical mastitis and further avenues to develop control measures.

Cette recherche visait le développement de marqueurs génétiques codants pour Cronartium ribicola, agent causal de la rouille vésiculeuse du pin blanc (RVPB), sans biais pour les populations de l’Est ou de l’Ouest de l’Amérique du Nord. Huit marqueurs ont permis de génotyper 80 individus à l’aide de la technique SSCP (Single-Strand Conformation Polymorphism) et ainsi d’étudier la variabilité génétique à l’intérieur de ces populations. Cette étude a confirmé la présence d’une barrière au flux génique entre les populations situées à l’est et à l’ouest des Prairies, des populations à l’est des Rocheuses s’étant groupées avec les populations de l’Ouest. La différentiation génétique présente entre les populations de l’Est et de l’Ouest est hautement significative et la diversité nucléotidique est trois fois supérieure chez les populations de l’Est. De plus, un hybride entre C. ribicola et Cronartium comandrae, agent causal de la rouille-tumeur oblongue, est rapporté pour la première fois. / The goal of this research was to develop coding genetic markers for the white pine blister rust (WPBR) causal agent, Cronartium ribicola, without bias for populations from eastern or western North America. Eight markers were used to genotype 80 individuals, using the SSCP (Single-Strand Conformation Polymorphism) technique, allowing to study genetic variability within these populations. This study confirmed the presence of a barrier to gene flow between populations located east and west of the Prairies, populations from the Rockies having grouped with western populations. The genetic differentiation between eastern and western populations is highly significant and nucleotide diversity was three times higher in eastern populations. Furthermore, an hybrid between C. ribicola and Cronartium comandrae, causal agent of comandra blister rust, is reported for the first time.

La susceptibilité d'un individu à développer un cancer du sein est le résultat d'une interaction complexe de facteurs reliés au style de vie, à l'histoire reproductive et aux déterminants génétiques propres à chaque individu. Jusqu'à présent, un nombre limité de gènes ont été impliqués dans une telle susceptibilité. Il est présentement estimé que des mutations et variations de l'ensemble des gènes de susceptibilité connus (par exemple BRCA1, BRCA2, TP53, STK11, PTEN, ATM, PALB2, CHEK2, BR1P1 et les alleles de faible penetrance identifiés récemment) ne seraient responsables que d'un maximum de 30% des cas de cancers clairement familiaux. Dans cette thèse, la contribution de certains gènes a été investiguée dans une cohorte de femmes provenant de la population canadienne française et présentant des évidences claires de l'implication forte de facteurs génétiques de susceptibilité non reliés à BRCA1 ou BRCA2. Notre étude concerne les gènes candidats ZBRK1 (Zinc finger and BRCA1-interacting protein with KRAB domain 1), GADD45A (Growth arrest and DNA-damage-inducible alpha) et NBS1 (Nijmegen breakage syndrome 1). Notre analyse de ZNF350/ZBRK1 a permis de mettre en évidence trois haplotypes modulant de façon significative le risque de cancer du sein dans notre population. Parmi ceux-ci, deux pourraient être associés à un effet protecteur (p=0.01135 et p=0.00268) alors qu'un autre haplotype est lié à une augmentation du risque (p=0.00143). Dans le cas de GADD45A, nous avons identifié un haplotype commun démontrant une fréquence plus élevée dans le groupe contrôle, bien que cette association soit faible. En ce qui concerne NBN, le variant du promoteur c.-242-l lOdelAGTA est significativement surreprésenté dans notre groupe de femmes atteintes. Des essais de type gène luciférase rapporteur n'ont pas démontré de variation d'expression dans la lignée cellulaire de cancer du sein MCF-7, mais ont indiqué une réduction de l'expression dans les lignées cellulaires HEK293 et LNCaP. Ces résultats indiquent qu'il est possible que des variations de ces gènes, bien que n'étant pas très fréquentes, soient impliquées dans la susceptibilité au cancer du sein dans notre population et des études plus approfondies sur de grandes cohortes seront nécessaires afin de confirmer ou infirmer nos résultats.

Titre de l'écran-titre (visionné le 2 octobre 2023) / Le soya (Glycine max [L.] Merr.) est une culture de plusieurs milliards de dollars principalement utilisée pour l'industrie de l'élevage, l'alimentation humaine et aussi le biocarburant. Le Canada se classe au quatrième rang en termes de superficie, et cette dernière augmente chaque année. Avec l'augmentation de la superficie cultivée, les problèmes de ravageurs et de maladies ont également augmenté. Le pourridié phytophthoréen (PRR) est l'une des maladies les plus importantes du soya. L'oomycète Phytophthora sojae est l'agent pathogène responsable du PRR et représente chaque année un milliard de dollars de pertes pour l'industrie nord-américaine du soya. Ce pathogène attaque la plante à tous ses stades de croissance, entraînant souvent le besoin de semer de nouveau et même la perte complète de la récolte. Le moyen le plus efficace de réduire les pertes économiques causées par le PRR est d'utiliser des cultivars résistants à P. sojae. Ces cultivars possèdent des gènes de résistance (Rps) et, jusqu'à ce jour, 33 gènes Rps ont été répertoriés grâce à l'utilisation de marqueurs génétiques. Toutefois, seul le gène Rps11 a été cloné et identifié. Récemment, notre laboratoire a identifié des gènes candidat qui seraient possiblement des gènes Rps. Pour confirmer la fonction de ces gènes, il faut être en mesure de les exprimer par une plante sensible via la transformation génétique. Différentes méthodes telles que la transformation médiée par Agrobacterium ou la transformation biolistique génèrent des plants de soya génétiquement modifiés à partir de cals ou d'autres explants. Pourtant, ces techniques demandent beaucoup de main-d'œuvre et de temps, avec un faible taux d'efficacité. Lors de l'étude des gènes exprimés dans les systèmes racinaires, la technique de transformation par Rhizobium rhizogenes est idéale. Cet organisme, par le transfert d'un ADN aux cellules de la plante, cause une prolifération de fines racines « hairy root ». Cette méthode de transformation génétique a été régulièrement appliquée pour étudier la biologie des racines ou bien pour la production de métabolites secondaires, mais rarement pour étudier les interactions hôte-pathogène. Dans ce travail, la technique de transformation hairy-root a été optimisée pour caractériser la fonctionnalité des gènes candidats Rps contre P. sojae par des essais biologiques dans des systèmes hydroponiques. Dans un premier temps, nous avons testé plusieurs souches de Rhizobium rhizogenes et différentes méthodes d'inoculation pour optimiser le procédé qui donnerait le nombre maximum de racines transformées. En tant que gène rapporteur, RUBY a été sélectionné pour ses propriétés non destructives et son expression facilement identifiable dans les racines transformées. Afin d'optimiser la cassette d'expression pour les gènes candidat, la fonction de six promoteurs de soya a également été validée. Cinq promoteurs sur six ont présenté une expression du gène rapporteur dsRed2 supérieure au promoteur le plus couramment utilisé soit le CaMV35S. Pour les besoins de ces travaux, le promoteur du gène de l'ubiquitine a été choisi pour la conception de la cassette d'expression servant à héberger les gènes candidat Rps. À la suite de l'expression de ces gènes candidats dans les racines transformées, il devenait alors possible de tester la fonction de ces derniers par bioessai hydroponique. / Soybean (Glycine max [L.] Merr.) is a multi-billion-dollar crop primarily used to produce animal feed, food, and fuel. Soybean ranks fourth in terms of area, and the area under its cultivation is increasing every year. With the increase in cultivated areas, pest and disease problems have also increased. Phytophthora root rot (PRR) is one of the most important diseases of soybeans. The oomycete Phytophthora sojae is the pathogen responsible for the disease and accounts forbillion in losses annually for the North American soybean industry. This pathogen attacks the plant at all stages of growth, often leading to replanting or complete loss of the crop. The most effective way to reduce the economic losses caused by PRR is to use cultivars resistant to P. sojae (Rps) genes. Approximately 33 Rps genes has been identified. Many of these 33 Rps genes are linked to genetic markers, but only Rps11 has been identified and cloned. Our laboratory has identified putative sequences of Rps genes, and the functional characterization of these sequences must go through the transformation of soybeans. Different methods, such as Agrobacterium-mediated transformation or biolistic transformation, generate genetically modified soybean plants from callus or other explants. Yet, these techniques are labor-intensive and time-consuming, with a low efficiency rate. When studying genes expressed in root systems, the Rhizobium rhizogenes-mediated hairy root transformation technique is ideal. Hairy root transformation has been regularly applied to study root biology or secondary metabolite production, but rarely to study host-pathogen interactions. In this work, the hairy root transformation technique was optimized to characterize the functionality of candidate Rps genes against P. sojae by bioassays in hydroponic systems. First, we tested several strains of Rhizobium rhizogenes and different inoculation methods to identify the procedure that would yield the maximum number of transformed roots. As a reporter gene, RUBY was selected for its non-destructive properties and easily identified expression in transformed roots. We also validated the function of six soybean promoters using the optimized hairy root transformation system. Five of six promoters expressed the dsRed2 reporter gene better than the positive control CaMV35S promoter. Finally, the best promoter was used to design an expression cassette for candidate Rps gene from previously identified sequences, which can be used for functional characterization by hydroponic phenotyping. In conclusion, this optimized hairy root transformation will provide a rapid and reliable method to validate the function of putative Rps genes in the soybean- P. sojae interaction.

Ce programme de recherche vise à améliorer la compréhension de l'expression génique de la glande mammaire sous l'effet de la dihydrotestostérone ou de l'oestradiol, dont elle dépend pour exercer ses rôles physiologiques. Cependant, une dysrégulation hormonale peut favoriser la formation de tumeurs cancéreuses dans les glandes mammaires. Par l'usage de la méthode d'analyse sérielle d'expression génique, l'identification des transcrits régulés par ces hormones démontrent la contribution de gènes spécifiques aussi bien d'un point de vue physiologique au niveau de la différenciation cellulaire, la régulation du cycle cellulaire, l'homéostasie, l'immunité, le cytosquelette et d'autres, que pathologique, en ce sens qu'ils peuvent susciter des suggestions selon le cas de la pathogénicité qui pourrait découler suite à un dérèglement hormonal. Compte tenu des résultats obtenus, des cibles thérapeutiques intéressantes sont envisageables.

Le xylème secondaire (appelé bois chez les arbres), est un tissu vasculaire caractérisé par la présence d'un composé phénolique caractéristique, la lignine qui confère hydrophobicité et résistance mécanique aux parois. La différenciation du xylème est un processus complexe qui fait intervenir plusieurs centaines de gènes dont l'expression doit être strictement régulée dans l'espace et dans le temps. Cette coordination spatiotemporelle très fine est assurée au niveau transcriptionnel par, des facteurs de transcription. Certains membres de la famille MYB sont par exemple connus pour réguler l' èxpression des gènes de la voie de biosynthèse des phénylpropanoides, incluant la lignine. Le but de mes travaux était de caractériser fonctionnellement deux facteurs de transcription MYB, EgMYBl et EgMYB2, isolés à partir d'une banque d'ADNe de xylème d'Eucalyptus gunnii. La majeure partie de mes résultats concerne la caractérisation d'EgMYBl qui phyl 0 génétiquement, fait partie du sous-groupe 4 des MYB R2R3. Ce sous-groupe comprend plusieurs répresseurs des gènes du métabolisme phénolique. Des expériences de co-expression in vivo dans le tabac appuient l'hypothèse qu'EgMYBl pourrait agir en tant que régulateur négatif de l'expression des gènes de la voie de biosynthèse de la lignine. Ce rôle potentiel en accord avec l'expression préférentielle d' EgMYB 1 dans le xylème de racines et de tiges d'Eucalyptus a été vérifié in planta chez des peupliers transgéniques. En réponse à la surexpression d'EgMYB1, le contenu en lignine du xylème secondaire des tiges est réduit. On note également une diminution ~u nombre de fibres de phloème, et des taux de ' transcrits des gènes de la biosynthèse de la lignine. De plus, des analyses transcriptomiques réalisées à partir d'ARNs de xylème et d'écorce de tiges de peupliers surexprimant EgMYBl met en évidence des classes de gènes sous-exprimés ou surexprimés. De nombreuses similitudes sont retrouvées avec les classes de gènes dérégulées chez les mutants affectés dans une des étapes de la voie de biosynthèse de la lignine, renforçant le rôle initialement proposé pour EgMYB1. Les peupliers surexprimant EgMYBl montrent également d'intéressants phénotypes foliaires qui ont été étudiés. La caractérisation fonctionnelle d'EgMYB2 réalisée chez des tabacs transgéniques surexpresseurs, nous a amenés à proposer un rôle d'activateur transcriptionnel de la voie de biosynthèse des lignines. Les résultats- 1 - présentés dans cette thèse, apportent des indications claires quant aux rôles opposés des facteurs de transcription EgMYBl et EgMYB2 dans la lignification lors de la fonnation du bois.- 11

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2006-2007 / L’anémie de Fanconi (FA) est une maladie génétique caractérisée par une insuffisance médullaire, un risque augmenté de cancers et plusieurs types de malformations. FANCC constitue la seule des 15 protéines FA qui se localise principalement au cytoplasme. De ce fait, en plus de son rôle dans la réparation de l’ADN, FANCC pourrait intervenir dans d’autres mécanismes régulant la croissance des cellules hématopoïétiques. Pour mieux comprendre ses fonctions, nous avons cherché de nouveaux partenaires de FANCC. Le corépresseur de la transcription CtBP1 a été retenu pour analyse. L’étude des interactions a confirmé le lien physique FANCC CtBP1 et révélé que CtBP1 est un membre du complexe FA. Afin d’éclaircir la fonction des interactions, nous avons analysé le profil d’expression génique de cellules réprimées pour les gènes FA ou CtBP1. Les résultats ont montré une expression augmentée de l’antagoniste de la voie Wnt Dickkopf 1 (DKK1). Ainsi, les essais de gènes rapporteurs ont établi que CtBP1 et FANCC agissent comme répresseur transcriptionnel du promoteur DKK1. Nous avons aussi observé que FANCD2 réprime indirectement DKK1 en favorisant l’expression de l’oncogène c Myc. Le mécanisme pourrait dépendre d’interactions entre les protéines FA, incluant FANCC, et les protéines de l’appareil transcriptionnel Wnt, CtBP1 et b caténine. Par ailleurs, nous avons montré que FANCC s’accumule au noyau en réponse à la signalisation Wnt et qu’elle participe avec d’autres protéines FA à l’activation de la b caténine. Ainsi, nous avons trouvé des niveaux élevés de DKK1 dans le surnageant des cellules appauvries en protéines FA et CtBP1, de même que dans les sérums de souris knockout FancA et FancC. Notre étude a permis de montrer que FANCC et les protéines FA, de concert avec CtBP1, agissent dans la régulation transcriptionnelle de l’antagoniste DKK1. Ces résultats suggèrent que FANCC est une protéine clé impliquée dans la signalisation Wnt. Puisque DKK1 est impliqué dans des processus connus pour être perturbés dans la FA, la régulation de DKK1 par FANCC et CtBP1 représente un mécanisme pouvant expliquer la perte progressive des cellules souches hématopoïétiques et représente une étape cruciale pour la découverte de stratégies visant à prévenir l’insuffisance médullaire chez les patients FA. / Fanconi anemia (FA) is a genetic disease characterized by bone marrow failure, excess cancer risk, as well as a broad array of malformations. FANCC is one of fifteen genes linked to the FA disease and encodes a protein that, unlike other FA proteins, is localized primarily to the cell cytoplasm. Because of this, in addition to its role in DNA crosslink repair, FANCC is proposed to function in other mechanisms that can regulate hematopoietic progenitor cell fate. To better understand its functions, we investigated for new partners of the FANCC protein. One candidate, the transcriptional corepressor CtBP1, was selected for further analyses. Interatomic studies confirmed the physical link between FANCC and CtBP1 and revealed that CtBP1 is a member of the FA core complex. To investigate biological function of these interactions, we used a microarray strategy and found that the Wnt antagonist Dickkopf 1 (DKK1) is upregulated in FA and CtBP1 depleted cells. Accordingly, CtBP1 and FANCC were found to act as transcriptional repressor on DKK1 promoter in reporter gene assays. We also observed that FANCD2 indirectly represses DKK1 in promoting the expression of c Myc. Functional mechanism of these repressions may be explained on the observation that FANCC and FA core complex proteins interact with the Wnt transcriptional machinery proteins including CtBP1 and b catenin. Furthermore, we showed that FANCC accumulates into the nucleus in response to Wnt signalisation and participates with other FA proteins in b catenin activation. Therefore, we found increased levels of DKK1 in FA and CtBP1 depleted cells supernatant as well as in sera from FancA and FancC knockout mice. Functional interaction studies showed that FANCC and FA proteins with CtBP1 act in transcriptional regulation of the Wnt antagonist DKK1. These findings suggest that FANCC is a key protein involved in the Wnt signalling response. Because DKK1 is implicated in biological processes similar to those involved in FA pathogenesis, linking FANCC with CtBP1 to the regulation of DKK1 suggests a possible mechanism explaining the progressive loss of bone marrow cells and represents a crucial step for the development of novel strategies aimed at preventing bone marrow failure in FA patients.

Le cycle régulier des contractions des oreillettes, suivi par des contractions ventriculaires, pompe le sang de manière efficace à travers le coeur. Par contre, lorsque le fin équilibre qui régule le mécanisme est débalancé, les arythmies peuvent s'installer. Parmi les multiples facteurs qui peuvent affecter l'équilibre électrophysiologique cardiaque, il faut noter une maladie métabolique dont la prévalence ne cesse d'augmenter dans la population mondiale : le diabète de type 2. En effet, cette maladie augmente les risques de souffrir d'arythmie. Nous avons d'abord développé un modèle de cobaye diabétique de type 2 par une alimentation avec une diète spéciale sur une période de 200 jours. Ces animaux nous ont permis d'obtenir nos résultats dans des conditions ex- et in-vivo. Par la suite, nous avons évalué une hypothèse selon laquelle, en présence de diabète, l'ajout d'un bloquant d'IcaL évite la prolongation excessive du QT et la pro-arythmie, lorsque d'autres médicaments prolongeant le QT sont utilisés de manière concomitante. Nous avons quantifié l'effet de l'amlodipine (Norvasc®), un médicament bloquant d'IcaL et du dofétilide (Tikosyn®), un médicament bloquant d'iKr- Les résultats obtenus ont montré que l'amlodipine renverse partiellement l'effet pro-arythmique du dofétilide et protège contre la prolongation excessive de l'intervalle QT et la pro-arythmie médicamenteuse, particulièrement en présence de diabète de type 2. En parallèle, nous avons qualifié et quantifié l'effet pro-arythmique du bupropion (Wellbutrin®, Zyban®), un antidépresseur et adjuvant à la cessation tabagique. Des élargissements du QRS avaient été rapportés lors de surdosages de bupropion. Nous avons voulu vérifier l'hypothèse selon laquelle le bupropion affecte la conduction cardiaque par un bloc des jonctions gap. À l'aide des résultats obtenus, nous avons pu dire que, contrairement aux anti-arythmiques de classe I, le bupropion n'élargit pas le QRS en bloquant IN3, mais plutôt en inhibant les jonctions gap. C'est une propriété pharmacologique exceptionnelle observée chez aucun autre médicament actuellement disponible sur le marché. L'élargissement du QRS et les troubles de conduction cardiaques s'observent à des concentrations de bupropion facilement atteignables en clinique.