Thèse de doctorat--Sciences naturelles--Faculté des sciences de Paris, 1899. N°: 974.

Thèse de doctorat--Sciences naturelles--Faculté des sciences de Paris, 1917. / Extrait du "Bulletin biologique de la France et de la Belgique". Tome LI. Notes bibliogr. Pas de numéro d'ordre.

Th. (doktorsexamen)--Philosophie--Umeå--Umeå universitet, 1997. / Bibliogr. p. 101-107.

La polarité consiste en la ségrégation asymétrique de protéines, lipides ou organites au sein des cellules. Les cellules épithéliales sont un exemple de cellules hautement polarisées, avec un pôle apical, orienté vers l’extérieur, et un pôle basolatéral, orienté vers les tissus sous-jacents. Ces deux domaines sont séparés par des jonctions empêchant le passage des protéines d’un domaine à l’autre de la membrane. Par ailleurs, ces cellules organisent une polarité planaire in vivo, cruciale pour permettre différents processus morphogénétiques. La mise en place d’une telle organisation requiert la présence d’un trafic polarisé au sein des cellules pour adresser les différentes protéines au domaine adéquat de la membrane. Au cours de ma thèse j'ai étudié les mécanismes mis en place par le trafic intracellulaire pour permettre une telle organisation, avec pour modèle l’épiderme latéral du nématode Caenorhabditis elegans. D’une part, mes travaux de thèse ont mis en évidence dans les larves de nouveaux mécanismes de tri apico-basal d’une protéine essentielle pour la cohésion des tissus, la E-cadhérine. Ainsi, une première voie de tri impliquant le complexe adaptateur pour la clathrine AP-1, son interacteur physique SOAP-1 et la clathrine a été caractérisée. Un rôle pour la petite GTPase RAB-1 a également été mis en lumière dans ce processus. D’autre part, mes travaux ont mis en évidence un rôle pour cette petite GTPase RAB-1 dans l’organisation de la polarité planaire des cellules de l’épiderme au cours de la morphogenèse dans l’embryon. En effet, RAB-1 est requise pour localiser les protéines PAR spécifiquement au niveau des jonctions antéro-postérieures entre deux cellules et orienter le cytosquelette d’actine de manière perpendiculaire à l’axe antéro-postérieur. RAB-1 pourrait agir dans ce processus à trois niveaux : avec les protéines de polarité planaire Frizzled/MOM-5 et Dishevelled/DSH-2, via les phosphoinositides contrôlés par RAB-35 et OCLR-1 et/ou en régulant la tension générée à l'échelle du tissu. / Polarity is defined by the asymmetric segregation of proteins, lipids or organelles inside cells. Epithelial cells are highly polarized with an apical domain, facing the outside of the organism, and a basolateral domain facing the underlying tissues. These domains are separated by junctions to prevent diffusion between the two membrane domains. Moreover, these cells are planar polarized, a crucial process to ensure correct morphogenesis. Such an organization requires polarized membrane traffic in order to ensure proper targeting of proteins to the right domain of the plasma membrane. During my PhD, I studied the impact of membrane traffic on epithelial cell polarity by focusing on the lateral epidermis in the nematode Caenorhabditis elegans. On the one hand, my work revealed new mechanisms involved in apico-basal sorting of E-cadherin, an essential adhesion protein, in larvae. A sorting pathway involving the clathrin adaptor AP-1, its physical interactor SOAP-1 as well as clathrin has been shown to be essential for a proper apical localization of E-cadherin. Similarly, the small GTPase RAB-1 is also crucial for that process. On the other hand, my work revealed a function for RAB-1 in the planar polarity of epidermal cells during embryonic morphogenesis. RAB-1 is required to properly localize PAR proteins at antero-posterior junctions as well as to polarize actin fibers perpendicularly to the antero-posterior axis in epidermal cells. This function of RAB-1 could be linked to three pathways: the classical planar cell polarity proteins Frizzled/MOM-5 and Dishevelled/DSH-2, the phosphoinositides controlled by RAB-35 and OCRL-1 and/or by regulating tissue-level tension.

La neurogenèse est un processus très contrôlé qui permet la production de l’ensemble des neurones en un temps limité. Toute perturbation peut alors entraîner un déficit de neurones à l’âge adulte et une instabilité génétique potentiellement oncogénique. Les rayonnements ionisants (RI) induisent, entre autres, des cassures double brin de l’ADN (CDB), un des types de dommages les plus délétères. Les RI sont couramment utilisés lors de diagnostiques médicaux et sont produits lors des catastrophes nucléaires. Le cortex en développement est particulièrement sensible aux RI. Nous avons analysé in vivo les différents aspects de la réponse aux dommages de l’ADN des cellules souches et progéniteurs neuraux (CSPN) de souris. Nous avons montré que les RI induisent des arrêts du cycle cellulaire à la transition G2/M et en intra-S mais pas à la transition G1/S, contrairement à ce qui est observé dans la plupart des lignées cellulaires. Nous avons aussi déterminé l’importance de la recombinaison homologue (RH), la plus fidèle des voies de réparation des CDB, pour la survie des cellules corticales. Ainsi les CSPN irradiés en phase S ou G2 ont besoin de la RH pour survivre à l’irradiation, contrairement à ceux irradiés en phase G1 ou aux neurones post-mitotiques. Nous avons aussi observé la reconstitution du stock de CSPN au détriment de la production de neurones, dans les heures qui suivent l’irradiation. Cette étude a permis une meilleure connaissance des mécanismes de réponse aux dommages à l’ADN des CSPN. / Neurogenesis is a highly controlled process that allows the production of all the neurons during a limited time. Any perturbation may induce a loss of neurons and an eventually oncogenic genetic instability. Among various damages, ionizing radiation (IR) induces double strand breaks (DSB), one of the most serious damages. IR is commonly used for medical diagnosis and is produced during nuclear disaster. The developing cortex is particularly sensitive to ionizing radiation. We analyzed in vivo the different mechanisms of the DNA damage response of mouse neural stem cells and progenitors (NSCP). We showed that IR induces cell cycle arrests in G2/M and intra-S but not in G1/S, contrary to what is observed in most of the cell lines. We also determined the importance of homologous recombination (HR), the most accurate of DSB repair pathways for the survival of the cortical cells. So, irradiated in S or G2 phase NSCP need HR to survive, contrary to those irradiated in G1 or to post-mitotic neurons. We also observed the reconstruction of the pool of NSCP to the detriment of the neuron production, in the first hours after irradiation. This study allowed a better understanding of the DNA damage response mechanisms of NSCP.

Face à l’augmentation des capacités de séquençage, on assiste à une accumulation de prédictions in silico dans les banques de séquences biologiques. Cette masse de données dépasse nos capacités d’expertise humaine et, malgré des progrès méthodologiques, ces analyses automatisées produisent de nombreuses erreurs notamment dans la prédiction de la fonction biologique des protéines. Par conséquent, il est nécessaire de se doter d’outils capables de guider l’expertise humaine par une évaluation des prédictions en confrontation avec les connaissances sur l’organisme étudié.GROOLS (pour “Genomic Rule Object-Oriented Logic System”) est un système expert capable de raisonner à partir d’informations incomplètes et contradictoires. Il a été développé afin de devenir l’assistant du biologiste dans un processus d’annotation fonctionnelle de génome intégrant une grande quantité d’information de sources diverses. GROOLS utilise une représentation générique des connaissances sous la forme d’un graphe de concepts qui est orienté et acyclique. Les concepts représentent les différents composants de processus biologiques (e.g. voies métaboliques) et sont connectés par des relations de différents types (i.e. “part-of”, “subtype-of”). Ces "Connaissances-a-priori" représentent des théories dont on souhaite élucider leur présence dans un organisme. Elles vont servir de socle au raisonnement afin d’être évaluées à partir d’observations de type “Prédiction” (e.g. activités enzymatiques prédites) ou “Expectation” (e.g. phénotypes de croissance). Pour cela, GROOLS met en œuvre une logique paraconsistante sur des ensembles de faits que sont les observations. Au travers de différentes règles, les valeurs de “Prédiction” et d’“Expectation” vont être propagées dans le graphe sous la forme d’ensembles de valeurs de vérité. A la fin du raisonnement, une conclusion sera donnée pour chaque "Connaissance-a-priori" en combinant leur valeurs de “Prédiction” et d' “Expectation”. Les valeurs de conclusion peuvent, par exemple, indiquer une “Présence-confirmée” (i.e. fonction prédite et attendue), une “Absence” (i.e. fonction non prédite mais attendue) ou une “Présence-non-attendue” (i.e. fonction prédite mais pas attendue dans l’organisme). Le raisonnement de GROOLS a été appliqué sur plusieurs organismes microbiens avec différentes sources de “Prédictions” (i.e. annotations d’UniProtKB ou de MicroScope) et de processus biologiques (i.e. GenomeProperties et UniPathway). Pour les “Expectations”, des données de phénotype de croissance et les voies de biosynthèse des acides aminés ont été utilisées. Les résultats obtenus permettent rapidement d’évaluer la qualité globale des annotations d’un génome et de proposer aux biologistes des annotations à compléter ou à corriger car contradictoires. Plus généralement, le logiciel GROOLS peut être utilisé pour l’amélioration de la reconstruction du réseau métabolique d’un organisme qui est une étape indispensable à l’obtention d’un modèle métabolique de qualité. / One consequence of increasing sequencing capacity is the the accumulation of in silico predictions in biological sequence databanks. This amount of data exceeds human curation capacity and, despite methodological progress, numerous errors on the prediction of protein functions are made. Therefore, tools are required to guide human expertise in the evaluation of bioinformatics predictions taking into account background knowledge on the studied organism.GROOLS (for “Genomic Rule Object-Oriented Logic System”) is an expert system that is able to reason on incomplete and contradictory information. It was developed with the objective of assisting biologists in the process of genome functional annotation by integrating high quantity of information from various sources. GROOLS adopts a generic representation of knowledge using a directed acyclic graph of concepts that represent the different components of a biological process (e.g. a metabolic pathway) connected by two types of relations (i.e. “part-of” and “subtype-of”). These concepts are called “Prior Knowledge concepts” and correspond to theories for which their presence in an organism needs to be elucidated. They serve as basis for the reasoning and are evaluated from observations of “Prediction” (e.g. a predicted enzymatic activity) or “Expectation” (e.g. growth phenotypes) type. Indeed, GROOLS implements a paraconsistent logic on set of facts that are observations. Using different rules, “Prediction” and “Expectation” values are propagated on the graph as sets of truth values. At the end of the reasoning, a conclusion is given on each “Prior Knowledge concepts” by combining “Prediction” and “Expectation” values. Conclusions may, for example, indicate a “Confirmed-Presence” (i.e. the function is predicted and expected), a “Missing” concept (i.e. the function is expected but not predicted) or an “Unexpected-Presence” (i.e. the function is predicted but not expected in the organisms).GROOLS reasoning was applied on several organisms and with different sources of “Predictions” (i.e. annotations from UniProtKB or MicroScope) and biological processes (i.e. GenomeProperties and UniPathway). For “Expectations”, growth phenotype data and amino-acid biosynthesis pathways were used. GROOLS results are useful to quickly evaluate the overall annotation quality of a genome and to propose annotations to be completed or corrected by a biocurator. More generally, the GROOLS software can be used to improve the reconstruction of the metabolic network of an organism which is an essential step in obtaining a high-quality metabolic model.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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