Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Nous avons analysé l'activité immortalisante de l'anugène grand T du virus du polyome marin. Landgène grand T du virus du polyome est en mesure d'interagir avec pRb in vitro et son activité immortalisante semble dépendre de sa capacité à lier pRb par le biais d'une séquence contenue entre les acides aminés 141-146. Cette région contient la séquence consensus de liaison à pRb (D/N-L-X-C-X-E) et est homologue à la région conservée 2 de la protéine E1A d'adénovirus qui est non seulement capable d'interagir avec pRb mais aussi avec la protéine pl 07 et pl 30. Dans un premier temps, nous avons ciblé la région conservée 2 de l'antigène grand T du virus du polyome. Nous avons démontré que la région conservée 2 de l'antigène grand T du virus du polyome est nécessaire pour la liaison de pRb, pl 07 et pl 30 in vitro. Nous avons ensuite examiné la nature des interactions entre pRb, pl 07 et la région conservée 2 de l'amigène grand T du virus du polyome marin et corrélé la formation de complexes avec l'aaivité immortalisante de la protéine. Pour ce faire, nous avons généré une série d'antigènes grand T mutants dans la région conservée 2 en introduisant des mutations ponctuelles au coeur de la séquence consensus de liaison à pRb et dans sa région C-terminale. Ces antigènes grand T mutants nous ont permis de démontrer que chaque acide aminé conservé du coeur de la séquence consensus de liaison à pRb (D/N-L-X-C-X-E) est absolument nécessaire pour la liaison de pRb et de pl 07 in vitro. De plus, la substitution de résidus non-conservés dans la région flanquant le coeur de la séquence de liaison à pRb peut aussi influencer la liaison de pRb et de pl 07 à l'antigène grand T de polyome in vitro. Les antigènes grand T mutants incapables de former des complexes avec pRb à des niveaux significatifs in vitro, sont également incapables d'immortaliser des cultures primaires de fibroblastes embryonnaires de rat in vivo. Nos résultats suggèrent que la liaison de pl 07 nest pas nécessaire pour conférer à l'antigène grand T de polyome l'habileté à immortaliser des cellules primaires de rat. Nous avons donc pu démontrer qu'il y a une corrélation étroite entre la capacité de l'antigène grand T de polyome à lier pRb in vitro et à immortaliser des cellules embryonnaires de rat in vivo. Cependant le niveau absolu de liaison de pRb et de pl 07 in vitro par l antigène grand T n'a aucune influence sur l'activité IV 0 immortalisante de la protéine in vivo mais semble plutôt afFeaer les caractéristiques de croissance des lignées cellulaires dérivées de ces transfections en leur permettant d'atteindre de plus fortes densités de saturation. Nous avons aussi démontré l'importance du motif de phosphorylation par la CKII, flanquant la séquence consensus de liaison à pRb, dans l'activité immortalisante de l'antigène grand T du virus du polyome. Ainsi, l'addition de résidus acides dans ce motif vient doubler la fréquence d'immonalisation de la molécule hybride. De plus, nous avons démontré que la région conservée 2 de l'antigène grand T de SV40 peut remplacer la région conservée 2 de l'antigène grand T du virus du polyome marin. La molécule hybride est en mesure d'immortaliser des cellules embryonnaires de rat à une fréquence équivalente à l'antigène grand T de polyome sauvage. La deletion des acides aminés correspondant à la position du domaine de liaison à pRb chez l'antigène grand T de SV40 génère un antigène grand T mutant qui est en mesure d'immortaliser des cellules embryonnaires de rat à une fréquence deux fois plus élevée que l'anrigène grand T sauvage. Les lignées cellulaires dérivées des transfections avec ces trois antigènes grand T mutants possèdent des phénotypes particuliers. Ces lignées cellulaires sont toutes en mesure de former des colonies en agar mou à une fréquence élevée. L'ensemble de nos résultats révèle une corrélation intéressante entre la capacité de lier les protéines pRb et pl 07 in vitro et l'activiré immortalisante de l'antigène grand T de polyome in vivo. En efFet, les antigènes grand T mutants capables de lier pRb à des niveaux équivalents ou supérieurs à la protéine sauvage et dont la capacité de lier pl 07 est diminuée, démontrent tous une fréquence d'immortalisation supérieure à l'anugène grand T sauvage. Ces observations nous amènent à suggérer un modèle d'immortalisation cellulaire par l'anrigène grand T de polyome où le rapport entre la quantité de pRb et de pl 07 lie par l'antigène grand T du virus du polyome pourrait avoir un effet sur l'activité immortalisante de la protéine. u v 0 Dans la troisième partie de cette étude, nous avons examiné la contribution du motif de doigt de zinc à l'activité immortalisante de l'antigène grand T de polyome. Un fragment N-terminal de 219 acides aminés est en mesure d'immonaliser des cellules embryonnaires de rat mais à une fréquence équivalente à seulement 22% de l'antigène grand T sauvage. La formation de complexes de hauts poids moléculaires, qui nécessite le motif de doigt de zinc, pourrait être importante pour la pleine activité immortalisante de la protéine. Nous avons delete le motif de doigt de zinc de l'antigène grand T de polyome et déterminé l'activité immortalisante de la protéine in vivo. Nos résultats indiquent que la deletion du motif de doigt de zinc ne diminue pas la capacité de l'andgène grand T mutant à immortaliser des cellules embryonnaires de rat mais augmente plutôt sa fréquence relative d'immortalisation. Le motif de doigt de zinc n'est donc pas nécessaire pour l'immortalisation de cultures primaires de cellules embryonnaires de rat. Ces résidtats suggèrent que d'autres domaines de la protéine sont néoessaires pour conférer à l'antigène grand T de polyome sa pleine activité immortalisante.

Breast cancer is the most common malignancy in women, affecting one out of eight women worldwide. Even if most of the breast tumors are efficiently treated using targeted therapies, there is still a heterogeneous breast cancer subpopulation known as "triple-negative", which is highly metastatic and, due to the absence of targeted therapies, of poor prognosis. The elucidation of the processes involved in tumor progression and metastasis remains an important challenge in the search for new therapies against this subtype of breast cancer. Previous results from the laboratory have shown that ATIP3, a major product of the candidate tumor suppressor gene MTUS1, is a microtubule associated protein (MAP), whose expression is decreased in 85% of high grade, 83% of triple negative and 62% of metastatic breast carcinomas. Re-expression of ATIP3 in breast cancer cells significantly reduces cell proliferation in vitro, and tumor growth in vivo. Based on these results, my PhD project aimed at evaluating the role of ATIP3 in tumor cell migration and cancer metastasis. In the first part of my thesis, I will present data showing that ATIP3 is a novel prognostic marker for breast cancer patients' survival and a new anti-metastatic molecule. By means of DNA microarray analysis, we showed that low ATIP3 expression levels correlate with reduced overall survival of metastatic breast cancer patients. Using an in vivo model for cancer metastasis, we then showed that re-expression of ATIP3 reduces metastatic progression and lowers the number and size of metastatic foci. At the functional level, ATIP3 reduces breast cancer cell migration by reducing cell velocity and directionality. At the molecular level we further showed, using nocodazole washout experiments and MT growing ends tracking, that ATIP3 slows MT regrowth and decreases MT dynamics. Altogether, these studies indicate that ATIP3 is a novel MT stabilizing protein that controls the ability of MT tips to reach the cell cortex during migration, a mechanism that may account for reduced cell migration and metastasis. In the second part of my thesis, I will present data investigating the mechanisms by which ATIP3 regulates MT dynamics. To this end, we searched for new ATIP3-interacting partners. Interestingly, EB1, the core component of plus-end tracking proteins, was found to interact with ATIP3 not at the growing end of the MTs (as most EB1-interacting proteins), but mostly in the cytosol and at the MT lattice. The identification of the EB1-interacting domain of ATIP3 (termed CN) and further characterization of deletion mutants revealed that ATIP3-EB1 interaction is involved in impaired accumulation of EB1 at the plus-end. Based on these results and on FRAP analysis of EB1-GFP fluorescence recovery, a model was proposed in which the interaction between ATIP3 and EB1 may slower EB1 turnover at the MT plus-end, possibly by limiting EB1 association with its recognition site. In line with this model, in ATIP3-depleted cells dynamic EB1 molecules are more prone to accumulate at the growing end to increase MT dynamics. Relevance of this model in human pathology was then tested by evaluating ATIP3-EB1 expression levels in breast tumors, indicating that combined relative expression levels of both proteins may be considered as a prognostic marker of patient survival. Finally, in a third part of my thesis, I will present some preliminary data showing that ATIP3 may interact with the depolymerizing kinesin MCAK and the tumor suppressor APC, both of which are also well-known partners of EB1. The characterization and the implication of these interactions on ATIP3 functions (MT dynamics for MCAK interaction and cell polarity for APC interaction) remains to be investigated.

Le récepteur à neurotrophine TrkC a été identifié comme étant un récepteur à dépendance : en l'absence de son ligand NT-3, il déclenche l'apoptose. En effet, la survie des cellules qui expriment ces récepteurs dépend de la disponibilité en ligand, un mécanisme qui inhibe la prolifération incontrôlée et la migration des cellules tumorales. TrkC, en tant que récepteur à tyrosine kinase, est généralement considéré comme un proto-oncogène. Or nous montrons que l'expression TrkC est diminuée dans une grande fraction des cancers colorectaux humains, principalement par méthylation du promoteur de TrkC. En outre, ce mécanisme confère un avantage sélectif aux lignées cellulaires colorectales pour inhiber la mort des cellules tumorales. De plus, la réexpression de TrkC dans les lignées tumorales colorectales est associée à la mort des cellules tumorales et à l'inhibition in vitro des caractéristiques de transformation cellulaire, et in vivo de la croissance tumorale. Ensemble, ces données permettent de conclure que TrkC est un gène suppresseur de tumeur dans le cancer colorectal. Le mécanisme moléculaire par lequel TrkC déclenche l'apoptose implique le clivage de son domaine intracellulaire, ce qui libère un fragment pro-apoptotique (TrkC KF). Nous montrons que TrkC KF interagit avec Cobra1, un cofacteur de BRCA1, et que Cobra1 est nécessaire à l'apoptose induite par TrkC. Cobra1 conduit TrkC KF à la mitochondrie, où il favorise l'apoptose apoptosome-dépendante. Ainsi, nous proposons qu'en l'absence de NT-3, le clivage protéolytique de TrkC conduit à la libération d'un fragment tueur qui déclenche l'apoptose mitochondriale, via le recrutement de Cobra1

Dans cette thèse, nous proposons un langage formel, le gk-calcul, issu de la famille des algèbres de processus. Ce langage se distingue notamment des langages concurrents habituels par la rupture de la dissymétrie inhérente à la notion d'émetteur et de récepteur traditionnellement considérée. Cette rupture permet alors de voir les interactions entre les éléments du langage comme des phénomènes de collisions, approche bien adaptée aux questions d'auto-organisation qui font l'objet de la première partie de cette thèse.<br /><br />La question qui se pose est celle de la construction concurrente et décentralisée de formes géométriques abstraites (arbres et graphes) ainsi que de phénomènes plus génériques décrits sous forme de transfert d'information dans des systèmes à base de réécriture de graphes, éventuellement hiérarchisés dans l'optique d'une application à la biologie moléculaire. Cette première partie s'accompagne notamment d'une implémentation en Ocaml simulant un algorithme d'auto-assemblage de graphes.<br /><br />Dans un second temps, nous développons un sous-ensemble du langage présenté, en enrichissant une version restreinte aux interactions binaires avec une notion de membrane et d'interactions entre membranes. Ce nouveau langage se montre à même de décrire une biologie moléculaire simplifiée, qualitative, basée sur les interactions entre protéines et membranes. Cette partie de la thèse s'attache alors à montrer la valeur descriptive de ce langage sur quelques exemples et à explorer des définitions pertinentes d'équivalence entre solutions biologiques.

Les phéochromocytomes (PCC) et les paragangliomes (PGL) sont des tumeurs neuroendocrines rares, pour lesquelles le déterminisme génétique est très important, avec 16 gènes de prédisposition identifiés à ce jour. Au cours de ce travail de thèse, je me suis plus particulièrement intéressée aux conséquences des mutations du gène SDHB, car il avait été préalablement démontré qu'elles constituaient un facteur de risque de mauvais pronostic, associé à un phénotype métastatique et à une réduction de la survie des patients. Grâce à l'analyse du transcriptome d'une large cohorte de 188 échantillons de PCC/PGL humains, j'ai pu mettre en évidence que la voie de la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) était spécifiquement activée dans les tumeurs métastatiques SDHB-dépendantes. En effet, j'ai observé, dans ce sous-groupe de tumeurs, une surexpression de facteurs de transcription et de régulateurs précoces de l'EMT, comme TWIST1, TFC3, ou LOXL2 ; une perte d'expression de marqueurs de jonctions cellulaires, comme CDH2 et KRT19 ; ou encore une induction de gènes codant pour des enzymes pro-invasives, comme MMP1 et MMP2. Dans ces tumeurs, j'ai par ailleurs validé l'induction transcriptionnelle de l'EMT en mettant en évidence la rétention nucléaire de la protéine SNAIL (un facteur de transcription clé de l'EMT) sur des coupes de tissus. Dans cette même cohorte, l'analyse des données de méthylation globale de l'ADN nous a permis d'observer un phénotype hyperméthylateur dans les tumeurs SDHx, qui est expliqué par une inhibition de déméthylases de l'ADN et des histones par le succinate, qui s'accumule dans ces tumeurs où la succinate déshydrogénase est inactivée. Nous avons ainsi pu démontrer que le succinate est un oncométabolite qui induit des modifications épigénétiques impliquées dans l'extinction de nombreux gènes, et en particulier des gènes associés à l'EMT, comme le gène KRT19 (l'un des plus hyperméthylés dans les tumeurs SDHB-malignes, comparativement aux autres). J'ai ensuite caractérisé le premier modèle cellulaire de PCC/PGL porteur d'une inactivation complète du gène Sdhb, dans lequel j'ai confirmé l'activation de l'EMT, au niveau transcriptionnel et au niveau protéique. La caractérisation fonctionnelle de ces cellules m'a ensuite permis de mettre en évidence des propriétés migratoires, invasives, et adhésives spécifiques des cellules chromaffines Sdhb -/-. J'ai par la suite focalisé mon étude sur le gène Krt19, qui code pour une protéine du cytosquelette, la kératine 19 et qui est éteint dans les tumeurs et dans les cellules Sdhb -/-. La réintroduction de ce gène dans les cellules Sdhb -/- et son inhibition dans les cellules sauvages m'ont permis de conclure à l'implication de la kératine 19 dans les processus d'adhésion, de migration et d'invasion. Cependant je n'ai pas pu expliquer l'ensemble du phénotype par la seule modulation de ce gène, ce qui démontre l'implication d'autres acteurs dans la mise en place du phénotype invasif décrit. Mes travaux de thèse ont ainsi permis de démontrer que l'activation de l'EMT est responsable du caractère métastatique et invasif observé dans les tumeurs porteuses d'une mutation sur le gène SDHB et que cette activation est notamment secondaire aux modifications épigénétiques induites par l'inactivation de la succinate déshydrogénase.

Les microARN, ARN courts non codants, jouent un rôle primordial dans la régulation post-transcriptionnelle des gènes. Une modification d'expression de ces ARN peut donc contribuer à la tumorogenèse et au développement tumoral par dérégulation de l'expression de gènes impliqués dans des processus clés du cancer. Nous avons souhaité mettre en évidence des signatures spécifiques (i) du phénotype d'invasion des méningiomes et (ii) du phénotype d'aggressivité des gliomes par étude des oligodendrogliomes (gliomes de bas grade) et glioblastomes (gliomes de haut grade). (i) Les profils d'expression des microARN dans des méningiomes invasifs montrent des différences par rapport à ceux des méningiomes non invasifs ; confirmant l'intérêt de ces explorations moléculaires pour une application diagnostique directe. (ii) Dans le cas des gliomes, plusieurs miARN ont été détectés et validés et constituent des signatures spécifiques des gliomes en comparaison aux échantillons contrôles. Certains permettent également une distinction aisée des oligodendrogliomes et glioblastomes. Des études génomiques et épigénétiques ont été menées pour rationaliser, du point de vue de la physiopathologie des cellules, les différences d'expression des miARN entre les différents tissus. Au niveau du protéome, des dérégulations d'expression de cibles des miARN identifiés ont été mises en évidence comme celles de MDH1, SIRT1, STAT3 ou PTBP1, protéines clés de la physiologie cellulaire et nous avons pu décrire des voies moléculaires pertinentes du développement tumoral des gliomes.

De nos jours, le scénario d’une pandémie à l’échelle mondiale est de plus en plus surveillé par l’Organisation mondiale de la santé en plus d’être exploité par le cinéma et les médias à sensations fortes. La réalité est que plusieurs épidémies ont ravagé la population sur terre à travers les époques telle que ce fut le cas lors de l’éclosion de la peste noire au XIV siècle en Europe et en Asie ou encore le VIH en Afrique encore aujourd’hui. La grande majorité des populations étant concentrée dans des mégalopoles et le transport international étant toujours plus développé et accessible rend une simple épidémie susceptible de se transformer rapidement en pandémie. Plus récemment, l’éclosion de la grippe aviaire H5N1 a décimé d’importantes populations d’oiseau en Asie et certains cas de contamination humaine fatale ont même été répertoriés. Comme les virus mutent rapidement, il serait donc pertinent de connaître leurs mécanismes de prolifération et tenter de les maîtriser afin de les neutraliser avant l’éclosion d’une souche se propageant d’humain à humain. Or, il a été découvert qu’une famille d’endoprotéases à sérines, les proprotéines convertases, sont impliquées dans diverses pathologies dont l’influenza-A H5N1. La furine, première proprotéine convertase à avoir été découverte, semble à l’origine de l’activation de ces virus. Nous avons donc choisi d’entreprendre la conception de divers inhibiteurs de furine dans le but de développer un agent antiviral contre cette pathologie. En ayant une approche impliquant la biologie structurelle et en effectuant une conception rationnelle d’inhibiteurs, nous avons développé des inhibiteurs de furine ayant à la fois une bonne affinité pour l’enzyme ainsi qu’une bonne stabilité en milieu biologique, tout en tentant de comprendre les principes fondamentaux de la liaison avec ces enzymes. Nos résultats ont démontré que diverses techniques peuvent être exploitées afin de concevoir des composés pouvant cibler la furine avec une bonne affinité. Le rationnel derrière la conception de ces composés a été démontrée à l’aide d’outils modernes de visualisation tridimensionnels de biomolécules en mettant en évidence les fonctionnalités importantes des complexes enzymes-substrat et enzyme-inhibiteurs afin de bien vulgariser la biologie structurelle inhérente au projet.

La polykystose rénale autosomique dominante (PKRAD) est la maladie génétique rénale la plus commune touchant 1/500 personnes. Elle se caractérise principalement par la formation de kystes rénaux dans tous les segments du néphron, entraînant l’insuffisance rénale, et par des manifestations extrarénales kystiques (foie, pancréas, rate) et non-kystiques (anomalies cardiaques, vasculaires et cérébrales). Deux gènes, PKD1 et PKD2, sont responsables de 85 et 15% des cas respectivement. Ces gènes encodent les polycystine-1 (PC-1) et -2 (PC-2) qui forment un complexe à la membrane plasmique et ciliaire des cellules épithéliales rénales. PC-1 est une protéine transmembranaire de 4302 acides aminés possédant un court domaine intracellulaire incluant un motif coiled-coil impliqué dans l’interaction entre PC-1 et PC-2 in-vitro. L’importance du coiled-coil est démontrée par des mutations affectant spécifiquement ce motif chez des patients PKRAD. Le mécanisme pathogénétique responsable de la PKRAD est indéterminé. Chez la souris, la PKRAD se développe suite à l’ablation (Pkd1-/-) ou lors de la surexpression (SBPkd1TAG) de Pkd1, ce qui suggère un effet de dosage. Des anomalies ciliaires sont aussi souvent associées à PKRAD. Mon objectif était de déterminer in-vivo le mécanisme pathogénétique de la polycystine-1 dans le développement des symptômes PKRAD rénaux et extrarénaux et plus spécifiquement, le rôle du motif coiled-coil dans le mécanisme de kystogenèse. Pour ce faire, nous avons généré deux constructions, Pkd1 sauvage (Pkd1TAG) et Pkd1 tronquée de son motif coiled-coil (Pkd1ΔCoiled-coil), par recombinaison homologue à partir du BAC-Pkd1 sauvage comprenant la séquence murine entière de Pkd1. Trois lignées de souris Pkd1TAG générées par microinjection démontrent un niveau d’expression de Pkd1 qui corrèle avec le nombre de copie du transgène (2, 5 et 15 copies). Les souris Pkd1TAG reproduisent la PKRAD en développant des kystes rénaux dans toutes les parties du néphron et des cils primaires plus longs que les contrôles non transgéniques. Les analyses physiologiques supportent que les souris Pkd1TAG développent une insuffisance rénale et démontrent une augmentation du volume urinaire de même qu’une diminution de l’osmolalité, de la créatinine et des protéines urinaires. De plus, les souris Pkd1TAG développent des kystes hépatiques, des anomalies cardiaques associées à des dépôts de calcium et des anévrismes cérébraux. La sévérité du phénotype augmente avec l’expression de Pkd1 appuyant l’hypothèse d’un mécanisme de dosage. Nous avons aussi déterminé que l’expression du transgène Pkd1TAG complémente le phénotype létal-embryonnaire des souris Pkd1-/-. D’autre part, nous avons générés 4 lignées de souris Pkd1ΔCoiled-coil (2 et 15 copies du transgène) dont le nombre de copies corrèle avec le niveau d’expression du transgène. Ces souris Pkd1ΔCoiled-coil, contrairement aux Pkd1TAG de même âge, ne développent pas de kystes et possèdent des cils primaires de longueur normale. Afin d’évaluer le rôle du motif coiled-coil en absence de polycystine-1 endogène, nous avons croisé les souris Pkd1ΔCoiled-coil avec les souris Pkd1-/-. Contrairement aux souris Pkd1-/- qui meurent in-utéro, les souris Pkd1ΔCoiled-coil; Pkd1-/- survivent ~10 à 14 jours après la naissance. Elles démontrent des kystes rénaux et pancréatiques sévères, un retard de croissance et des anomalies pulmonaires. Tous les segments du néphron sont affectés. Mon projet démontre que la surexpression de Pkd1 est un mécanisme pathogénique de la PKRAD tant au niveau rénal qu’extrarénal. De plus, il démontre que le motif coiled-coil est un élément déterminant dans la kystogenèse/PKRAD in-vivo. / Autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD) is a common genetic disorder affecting 1:500 people worldwide, independently from sex and origin. ADPKD is characterized by formation of large bilateral kidney cysts affecting all segments of the nephron and increasing progressively in size and number leading to end stage renal failure by mid-fifty. Moreover, this systemic disease includes several extrarenal symptoms such as intracranial aneurysms, valvular defects and cysts formation in the liver and the pancreas. PKD1 and PKD2 genes mutations are involved in 85 and 15 % of the clinical cases. PKD genes encode polycystin-1 (PC-1) and -2 (PC-2), which both form a complex at the cell and ciliary membrane of renal epithelial cells. PC-1 is a large transmembrane protein with a small intracellular tail including a coiled-coil motif implicated in PC-1/PC-2 interaction in-vitro. Interestingly, specific mutations affecting the coiled-coil motif cause ADPKD in humans. The pathogenetic mechanism of ADPKD is unknown. In mice, both ablation (Pkd1-/-) or overexpression (SBPkd1TAG) of Pkd1 cause ADPKD, suggesting a dosage model. Ciliary anomalies are also linked to polycystic kidney disease. Herein, we evaluated in-vivo the role of Pkd1 in the development of renal and extrarenal manifestations of ADPKD and more specifically, the role of the coiled-coil motif in cystogenesis. We generated two constructions, wildtype Pkd1 (Pkd1TAG) and coiled-coil deleted Pkd1 (Pkd1ΔCoiled-coil), by homologous recombination from the wildtype Pkd1-BAC comprising the whole Pkd1 murine sequence. Three Pkd1TAG mice lines have been generated by microinjection and show expression patterns correlating with the copy number of the transgene (2, 5 and 15 copy). All Pkd1TAG mice develop renal cysts affecting all nephron segments as in ADPKD and longer primary cilia compared to wildtype mice. Physiologic analysis supports renal failure by increased urinary output and decreased of urinary proteins, osmolality and creatinin levels. Pkd1TAG mice also show cysts in the liver, cardiac and valvular anomalies associated with calcium deposition and cerebral aneurysms. The severity of the phenotype increased with Pkd1 expression suggesting a dosage model. Importantly, the Pkd1TAG transgene rescue embryonic lethality of Pkd1-/- mice. Furthermore, we generated 4 lines of Pkd1ΔCoiled-coil mice of 2 and 15 copies of the transgene correlating also to the level of expression. Compared to age-matched Pkd1TAG, Pkd1ΔCoiled-coil mice develop no cysts and show normal cilia length. To gain more insights on the role of coiled-coil motif in absence of endogenous Pc-1, we mated Pkd1ΔCoiled-coil with Pkd1-/- mice. Compared to the lethal embryonic Pkd1-/- mice, Pkd1ΔCoiled-coil; Pkd1-/- live ~ 10 to 14 days. They show severe renal and pancreatic cysts as well as growth retardation and pulmonary defects. My study demonstrates that Pkd1 overexpression is a pathogenic mechanism to induce ADPKD renal and extrarenal phenotype. Moreover, this work shows that the coiled-coil motif of polycystin-1 is a critical determinant in ADPKD cystogenesis.

Le morphogène Sonic hedgehog (Shh) est requis pour le guidage axonal des neurones commissuraux lors du développement de la moelle épinière, phénomène impliquant des événements de réorganisation du cytosquelette d’actine. Bien qu’il soit généralement admis que le cytosquelette d’actine soit régulé via les petites GTPases de la famille Rho, un effet de Shh sur ces protéines n’a jamais été observé dans aucun contexte physiologique. Nous démontrons que Shh active les petites GTPases Rac1 et Cdc42 et que cette activation est rapide et donc, compatible avec les effets de guidage induits par Shh sur les neurones commissuraux. En parallèle, nous avons étudié l’activation de la protéine Boc, qui est un récepteur de Shh requis pour le guidage axonal des neurones commissuraux. Ces résultats contribuent à raffiner notre compréhension de la transduction cellulaire induite par Shh lors du guidage axonal des neurones commissuraux. / Sonic hedgehog (Shh) is required for axon guidance of commissural neurons during spinal cord development, which involves reorganization of the actin cytoskeleton. Even if it is known that this process is regulated by small Rho GTPases, an effect of Shh on these proteins has not been clearly demonstrated. In this study, we show that Shh activates the small GTPases Rac1 and Cdc42. This activation occurs rapidly, which is compatible with the guidance effects of Shh on commissural neurons. In parallel, we characterized the Shh-dependent activation of Boc, which is a Shh receptor required for commissural axon guidance. Taken together, these results help refine our understanding of the signal transduction mediated by Shh during axon guidance of commissural neurons.

Les évènements moléculaires en amont et en aval de la petite GTPase Rac1 menant à la migration cellulaire sont encore mal compris. La première partie du projet consiste à utiliser une approche protéomique non-biaisée pour tenter d’identifier les partenaires de Rac. Pour ce faire, nous avons développé une méthode de purification efficace et rapide de manière à maintenir les complexes protéiques transitoires intacts. Dans un deuxième temps, nous avons identifié des sites de phosphorylation sur la RacGEF atypique Dock5 en aval des intégrines. Afin de mieux comprendre le rôle de la phosphorylation de cette protéine, nous avons criblé une banque de kinases ce qui nous a permis d’identifier 14 kinases pouvant phosphoryler la région PXXP de Dock5. D’après nos résultats, ceci aurait comme effet de diminuer l’interaction entre Dock5 et ses partenaires contenant des domaines SH3. Ainsi, la phosphorylation de Dock5 régulerait la formation de complexes et le recrutement de Dock5 par des protéines adaptatrices. / The molecular events upstream and downstream of Rac leading to cell migration and still to date not fully understood allthough more than 20 effectors have been identified for this GTPase. The first part of our project is to use a non-biased proteomic approach to try to identify novel binding partners of Rac1. In order to do so, we developped a novel purification strategy that enabled us to purify Rac and its binding partners in a timely manner. The second part of our project is to understand the role of Dock5 phosphorylation downstream of the integrins. We identified phosphorylated residues in the PXXP region of the atypical RacGEF upon fibronectin stimulation and found 14 kinases able to phosphorylate this region. According to our results, Dock5 phosphorylation does not affect its GEF activity but diminishes its interaction with various SH3 domain-containing proteins. Thus, our data suggest that Dock5 phosphorylation would regulate complex formation and recruitment of this protein by adaptor proteins.