La perméabilité vasculaire est une caractéristique cruciale de l’angiogenèse. Les acteurs principaux sont les cellules endothéliales qui la régulent en réponse à divers facteurs perméabilisant, tels que le « Vascular Endothelial Growth Factor » (VEGF). Dans le contexte pathologique du cancer, les cellules tumorales produisent de grandes quantités de VEGF qui stimulent la perméabilité, ce qui leur permet d’infiltrer le réseau vasculaire. Il est connu que la tyrosine kinase Src contrôle cette modulation de la perméabilité. Puisque notre laboratoire a préalablement démontré que la phosphatase de type récepteur (PTP) DEP-1 est impliquée dans l’activation de Src en réponse au VEGF, nous avons émis l'hypothèse que DEP-1 pourrait aussi jouer un rôle dans la perméabilité des cellules endothéliales. Grâce à des expériences de transfections d’ARN interférant, nous démontrons que DEP-1 est important pour la régulation de la phosphorylation de la VE-Cadhérine, un médiateur critique de la perméabilité. L’impact de DEP-1 sur la dissociation de jonctions intercellulaires est également démontré par microscopie à immunofluorescence de cellules endothéliales. DEP-1 est également nécessaire à l’augmentation de la perméabilité induite par VEGF in vitro. Deux résidus tyrosine retrouvés dans la queue carboxy-terminale de DEP-1 sont essentiels à l’activation de Src en réponse au VEGF. Suite à la transfection d’un plasmide encodant DEP-1 muté pour ces deux résidus, nous démontrons aussi leur implication dans la régulation de la perméabilité in vitro par DEP-1. Ces travaux permettent ainsi d’approfondir nos connaissances sur un nouveau régulateur potentiel de la perméabilité vasculaire. / Endothelial cell permeability is a crucial step of angiogenesis. The main actors behind permeability are endothelial cells who accomplish this in response to permeabilizing factors, most notably Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF). In a pathological context, migrating tumor cells produce great quantities of VEGF that stimulate an increase of vascular permeability, which allows them to intravasate into the vasculature. Src has been shown to mediate this process. Our laboratory has previously shown that the protein tyrosine phosphatase DEP-1 is involved in the regulation of VEGF-dependant activation of Src. These data thus suggested that DEP-1 might play a role in endothelial cell permeability. Here, we show through siRNA experiments that DEP-1 is important for the regulatory phosphorylation of VE-Cadherin which is critical for the induction of permeability. The impact of DEP-1 on intercellular junction dissociation is also demonstrated through immunofluorescence microscopy of endothelial cells. We further show that DEP-1 is absolutely required for the VEGF-dependent increase of permeability as illustrated by in vitro permeability assay on siRNA-transfected endothelial cells. Finally, we show that tyrosine residues in DEP-1’s carboxy-terminal tail, which are crucial for mediating Src activity in response to VEGF, are implicated in VEGF-dependant increase in permeability by transfecting plasmids coding for DEP-1 mutants of these tyrosine residues. These findings shed light on a novel potential key regulator of in vivo permeability.

De nombreux modèles ont été proposés pour expliquer les mécanismes de développement et de progression tumorale, néanmoins certains aspects comme la nature et la hiérarchie des altérations primaires et secondaires sont encore discutés. Pour répondre à ces questions, nous nous sommes intéressés à la progression tumorale des tumeurs hypophysaires à prolactine humaines. Ces tumeurs d'origine monoclonale sont souvent bénignes mais certaines présentent un phénotype agressif voire malin. Afin d'identifier les mécanismes impliqués dans la progression vers le phénotype agressif nous avons utilisé des techniques de génomique intégrative (puces à ADN, séquençage haut débit) couplant l'étude du transcriptome, du génome (variation du nombre de copie chromosomique, polymorphismes) et du miRNome à partir des mêmes échantillons tumoraux. Par cette stratégie nous avons identifié et hierarchisé des altérations spécifiques des tumeurs agressives et / ou malignes dans un modèle expliquant la progression tumorale des tumeurs hypophysaires à prolactine humaines. Nous avons montré que la sous-expression des microARNs miR-183, miR-744 et miR-98 stimule la prolifération via la surexpression de leurs cibles KIAA0101, TGFB1 et E2F2 spécifiquement dans les tumeurs agressives. Ceci entraine l'acquisition d'altérations chromosomiques (perte du chromosome 11 et le gain du chromosome 1q) permettant l'activation de la dissémination métastatique. Enfin, ce travail montre que l'approche de génomique intégrative multidimensionnelle permet d'apporter de nouveaux éléments pour la caractérisation des phénotypes tumoraux, le diagnostic des tumeurs agressives et la prédiction du comportement tumoral

Le contrôle de l'aérocontamination fongique est devenu un objectif majeur pour préserver la santé humaine et animale. L'évaluation de l'aérocontamination fongique fait classiquement appel aux techniques de mise en culture ou de dosage de composants fongiques présents dans l'air. Ces techniques présentent des inconvénients. C'est la raison pour laquelle, nous nous sommes fixés comme objectif de mettre au point des méthodes d'analyse alternatives utilisant des outils de biologie moléculaire. Dans un premier temps, nous avons comparé plusieurs techniques de prélèvements d'air dans des environnements intérieurs présentant une contamination plus ou moins élevée. Nous avons, par la suite, optimisé les conditions d'extraction de l'ADN fongique à partir de prélèvements d'air. L'ADN extrait a été amplifié par PCR " semi-nichée " avec des amorces universelles permettant d'amplifier une partie de l'ARNr 18S de champignons. Par la suite, nous avons utilisé la TTGE (Temporal Temperature Gradient Electrophoresis) et la D-HPLC (Denaturing High Performance Liquid Chromatography) pour séparer les amplificats. Chaque produit de PCR a été identifié par séquençage direct après purification. La comparaison des espèces identifiées par ces techniques avec celles qui sont obtenues par la méthode classique (culture) apporte de meilleurs renseignements sur la qualité fongique d'un même prélèvement d'air. L'application de ces techniques dans des environnements à différents niveaux de contamination a permis de déduire que l'étude de l'évaluation de l'aérocontamination fongique se fait par l'association de la culture et des méthodes moléculaires

Le méthane (CH4) est un des principaux gaz à effet de serre. L'élevage est à l'origine d'un tiers du CH4 produit par l'activité humaine en Europe. En plus, la production de CH4 représente une perte de 2% à 12 % de l'énergie consommée par l'animal. La méthanogenèse est le résultat de l'activité d'un groupe de microorganismes particuliers - les Archaea méthanogènes. La production de CH4 permet de d'éliminer du milieu ruminal l'hydrogène produit au cours de la fermentation des aliments par les autres microorganismes (bactéries, protozoaires, champignons). En effet, l'accumulation d'hydrogène affecte le fonctionnement optimal du rumen. La réduction des émissions de CH4 par les ruminants présente donc un intérêt économique et environnemental non négligeable et passe inévitablement par une modification de l'écosystème microbien du rumen. L'objectif de ce travail de thèse était de relier la production de CH4 avec la structure et l'activité de la communauté méthanogène du rumen. Différents modèles de manipulation de l'écosystème microbien ruminal comme la défaunation (élimination des protozoaires) et l'utilisation d'aliments connus pour modifier la méthanogenèse ont été utilisés. Le rumen étant un écosystème complexe, les interactions fonctionnelles entre les Archaea méthanogènes et les autres microorganismes présents (bactéries et protozoaires) ont également été étudiées. Dans cette optique, des outils de biologie moléculaire, permettant de cibler les principales communautés microbiennes, ont été optimisés. Nos travaux permettent de conclure sur l'absence de relation claire entre le nombre (et/ou la concentration) des Archaea méthanogènes et la méthanogenèse dans le rumen. Cependant les réductions des émissions de CH4 ont été attribuées aux changements dans la diversité de la communauté méthanogène et la disponibilité en hydrogène. Ce travail de thèse a mis en évidence que les modifications de la composition et/ou de l'activité métabolique de la communauté des Archaea méthanogènes seraient à l'origine des réductions des émissions de CH4 par les ruminants. Une meilleure connaissance des mécanismes microbiens impliqués dans la production de méthane permettra d'envisager de nouvelles pistes pour diminuer les émissions chez les ruminants.

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.

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The Voltage-Dependent Anion Channel (VDAC) is a channel located in the outer mitochondrialmembrane of nearly all eukaryotic cells. It is responsible for the passage of numerous ions andmetabolites in and out of the mitochondria but is also involved in the regulation of the cell functionthrough interactions with other proteins. Its activity is known to be modulated by lipids. Experimentson Phaseolus coccineus VDAC32 (PcVDAC32) have notably suggested a direct interaction betweendioleoylphosphatidylethanolamine (DOPE) head group and the bean VDAC32. Moreover, moleculardynamic simulations have proposed that charged residues of the mouse VDAC1 could be involved indirect interaction with 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (POPE) polar head.During this PhD thesis, we first constructed and optimised expression systems for production ofPcVDAC32 and of Saccharomyces cerevisiae VDAC1 (ScVDAC1) in yeast and assessed those forcomplementation in yeasts lacking their endogenous VDAC1. We then tested the effect of a polyhistidine-tag placed in C-terminal of the ScVDAC1 on its electrophysiological properties to validate itas a tool for VDAC study. We further analysed the effect of the lipid environment on the ScVDAC1and compared it with the results obtained for PcVDAC32. Finally, we assessed the effect of thesuppression of the Glu185 charge on the ScVDAC1 conductance, selectivity and voltage dependence.We found that expression of PcVDAC32 could complement the growth deficiency of the yeast lackingendogenous VDAC. We also showed that the presence of calcium ions in the experimental solutionsallowed the ScVDAC1 closed states to reach lower conductances. We observed that preincubation withergosterol greatly enhanced the reconstitution of ScVDAC1 in soy extract PLB. We demonstrated thatpH and salt concentration influence the ScVDAC1 functional characteristics and that, according tothose parameters, the presence of a 6xHis-tag can influence VDAC functions. Finally, we showed thatthe ScVDAC1 Glu185 located in the loop between β-strand 12 and 13 is involved in ScVDAC1selectivity and that its substitution by a glutamine residue decreases the ScVDAC1 sensitivity tomembrane curvature stress. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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RÉSUMÉCsrA est un régulateur post-transcriptionnel contrôlant l’expression et/ou la stabilité des ARNm auxquels il se lie. Il appartient à la famille des régulateurs globaux et contrôle une grande variété de fonctions apparemment non liées. Dans le cas de CsrA, il s’agit principalement de fonctions métaboliques et de fonctions liées aux comportements sociaux des bactéries. Cependant, les limites de la régulation exercée par CsrA sur la physiologie cellulaire sont floues car ses cibles directes semblent abondantes mais difficiles à identifier et, parmi celles-ci, d’autres régulateurs important étendent indirectement l’influence de CsrA.Au cours de cette thèse, nous avons étudié les effets de la délétion du gène csrA à l’échelle de la population bactérienne (1), de la cellule bactérienne (2) et au niveau génétique (3) dans une souche d’Escherichia coli uropathogène. Les infections urinaires font parties des infections bactériennes les plus courantes, présentent un mécanisme de chronicité faisant intervenir la formation de biofilms et E. coli est le principal agent responsable de ces infections. (1) Nous avons montré que l’architecture des biofilms formés par la souche uropathogène d’E. coli était différente de celle décrite pour la souche de laboratoire et que la délétion de csrA affectait fortement cette architecture. (2) Nous avons également montré que le gène csrA n’était pas essentiel mais que sa délétion entraînait un défaut de croissance ainsi qu’une perte d’homéostasie de l’enveloppe. (3) Finalement, nous avons étudié des mutants compensatoires obtenus au travers d’une expérience d’évolution expérimentale partant du mutant ΔcsrA et montré que les différents phénotypes testés étaient restaurés dans ces mutants compensatoires sans qu’aucun changement génétique ne soit identifié.SUMMARYCsrA is a global post-transcriptional regulator controlling the expression/stability of its mRNA targets. It regulates a wide variety of apparently unrelated functions mainly related to metabolism and social behaviors. However, the limits of the regulation mediated by CsrA are not clear as its regulon is large and contains many other regulators extending indirectly its influence.In this thesis, we study the consequences of the deletion of csrA at the population level (1), cellular level (2) and genetic level (3) in an uropathogenic strain of Escherichia coli. Urinary tract infections are among the most frequent bacterial infections, present chronicity mechanism involving biofilms formation and are most of the time caused by E. coli. (1) We showed that the architecture of biofilms formed by the uropathogenic strain is different from that of the lab-strain of E. coli and that CsrA is necessary to generate this particular architecture. (2) We also showed that csrA gene is not essential and that its deletion provokes a growth defect and a loss of the envelope homeostasis. (3) Finally, we studied compensatory mutants selected through experimental evolution and showed that tested phenotypes are restored in these mutants without any genetic change being identified. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished