L'élongation embryonnaire contrôle la transformation embryonnaire de C. elegans qui passe d'un embryon ovoïde à une larve vermiforme. C'est un modèle idéal pour la dissection de voies de signalisation qui contrôlent la morphogénèse des tissus et l'intégration de ces signaux dans les diverses couches cellulaires. L'élongation peut être divisée en deux parties : l'élongation précoce qui implique la contraction de l'hypoderme, alors que l'élongation tardive implique l'action synergique des muscles et de l'hypoderme. La contraction des filaments d'actines est régulée par le niveau de phosphorylation des chaînes légères de la myosine (mlc-4). Les GTPases Rho sont des protéines de signalisation régulées par l'action de 3 familles protéiques : les « GTPase-activating proteins » (GAPs), les « Guanine nucléotide exchange factors » (GEFs) et les « Guanine nucléotide dissociation inhibitors » (GDI). Les GTPases Rho contrôlent un large éventail de processus biologiques. Il y a trois GTPases Rho qui contrôlent l'élongation de C. elegans. Notre laboratoire a identifié une quatrième GTPase contrôlant l'élongation, CDC-42 et son régulateur, RGA-7. CDC-42 a été associée à la polymérisation de filaments d'actines dans les évènements de polarisation, de migration et de trafic membranaire (Harris KP. et Ulrich Tepass U., 2010). Nos résultats suggèrent que le gène rga-7 coderait pour trois formes protéiques résultant d'une initiation alternative de la transcription et que ces trois protéines seraient impliquées dans le contrôle de l'élongation. La délétion ok1498 induit un phénotype de létalité embryonnaire ayant une pénétrance variant entre 25 et 30%. Cette létalité est le résultat d'hypercontractions dorsales pendant l'élongation. L'activité catalytique du domaine GAP de rga-7 a révélé une affinité élevée pour la GTPases CDC-42 et faible pour les GTPases RHO-1 et MIG-2. Des analyses d'épistasies suggèrent que rga-7 contrôlerait l'activité de cdc-42 ainsi que de ses effecteurs wsp-1 et mrck-1 au cours de l'élongation. Nous émettons l'hypothèse que rga-7 pourrait contrôler la dynamique du recyclage des jonctions adhérentes (cadhérines) comme son orthologue humain probable PARG1, hypothèse que nous testerons lors d'études subséquentes. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : RGA-7, élongation, CDC-42, endocytose, GTPases, signalisation cellulaire, développement embryonnaire, filaments d'actine, jonctions adhérentes.

La polarité épithéliale est un processus essentiel au cours du développement d'un organisme. Ici, nous nous focalisons sur le tissu épithélial intestinal et épidermal de C. elegans pour comprendre comment la cellule maintient sa polarité en définissant un pôle apical et un pôle basolatéral. Afin d'assurer la mise en place et le maintien de cette polarité, des protéines appelées déterminants de polarité interviennent. Parmi ces déterminants, le module PAR-3/PAR-6/aPKC et CDC-42 sont des acteurs majeurs pour spécifier la polarité apicale. Nous avons montré que le complexe adaptateur pour la clathrine AP-1, un régulateur clé du trafic intracellulaire remplit une fonction inattendue dans ce processus. En effet, nous avons confirmé le rôle d'AP-1 dans le tri basolatéral observé chez les mammifères, mais de façon intéressante nous avons démontré qu'AP-1 contrôle également le tri apical d'une protéine transmembranaire ainsi que la localisation asymétrique apicale de CDC-42 et PAR-6. En effet, l'inhibition d'AP-1 cause une délocalisation basolatérale de CDC-42 et PAR-6. La perte de fonction d'AP-1 induit une conversion de la membrane latérale en membrane apicale et la formation de lumières intestinales ectopiques. La perte de fonction du complexe AP-1 induit également une létalité embryonnaire qui peut s'expliquer par le phénotype identifié dans l'épiderme. Dans cet épithélium, AP-1 contrôle l'intégrité des jonctions cellulaire et notamment le tri apical de la E-cadhérine. Nos résultats démontrent une fonction essentielle d'AP-1 dans le tri apical, directement responsable du maintien de la polarité épithéliale.

Recently reported data demonstrate that Vav3, a Rho Guanine Nucleotide Exchange Factor (Rho GEF) is overexpressed in breast tumors, coexpressed with ER, necessary for proliferation in breast cancer cells, and predictive of response to neoadjuvant endocrine therapies in patients with ER+ tumors. Such data beg the question as to what roles Vav3 plays in modulation of steroid receptor activity in breast cancer and in resistance to current hormonal therapies. Using reporter assays, I provide novel evidence that Vav3 potentiates Estrogen Receptor activity and represses Androgen Receptor activity in breast cancer cells. Vav3 potentiates ligand-dependent estrogen receptor activity in the MCF-7. A truncated, constitutively active form of Vav3, caVav3 potentiates ligand dependent ER activity in both MCF-7 and T47D. Vav3 activates Rho GTPases through its GEF domain. ER potentiation by caVav3 is dependent upon GEF activity. A caVav3 mutant with defective GEF function represses basal and ligand-mediated ER activity in T47D. Although other studies have shown that Vav3 could activate various Rho GTPases, only constitutively active Rac1 mutants potentiated ER activity in both cell lines. Contrastingly, reporter assays were used to show that caVav3 inhibits ligand-mediated AR activity in the AR+ T47D cell line by both R1881 and DHT stimulation. caVav3-mediated repression of AR activity is GEF-dependent, as caVav3 GEF mutants potentiate AR activity. Constitutively active forms of Rho GTPases were found to repress AR activity to different extents, but R1881-mediated AR activity was only significantly repressed by caCdc42. My studies of the effect of androgens on AR protein by western blot show that androgens downregulate AR protein in the highly Vav3 positive T47D cell line. Previous studies have demonstrated that androgens stabilize AR protein in MCF-7, and I now provide evidence that overexpression of Vav3 or caVav3 reverses hormone-mediated AR protein stabilization in MCF-7. These data are especially relevant given recently published data that decreased AR protein levels contributed to failure of response to MPA in patients with metastatic breast cancer. Further breast cancer studies may prove Vav3 to be a potential drug target in hormone dependent, hormone independent, and metastatic disease.

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