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Le transfert adoptif de lymphocytes T virus-spécifiques ou ‘’Chimeric Antigen Receptors’’ (CAR) s’est avéré efficace pour le traitement de plusieurs types d’infections virales et certains cancers à la suite d’une greffe de cellules souches hématopoïétiques. Cependant, l’immunosuppression administrée pour la prévention du rejet de greffe et de la maladie du greffon contre l’hôte limite l’efficacité et la persistance à long terme des réponses médiées par ces lymphocytes. L’agent immunosuppresseur Tacrolimus (FK506) est parmi les plus utilisés, et fonctionne en liant la protéine FK506-Binding protein (FKBP12) afin d’exercer ses effets immunosuppresseurs sur les lymphocytes T. Dans le but de fournir une protection anti-virale, mais également anti-lymphoprolifératif des lymphocytes B et permettre la poursuite de cette immunosuppression préventive, nous avons pour objectif de générer des lymphocytes CAR-T et virus-spécifiques résistants à l’action du FK506 par l’invalidation du FKBP12. En utilisant la méthode d’édition génique basée sur les CRISPR ciblés par la nucléase Cas9, nous avons pu invalider le gène du FKBP12 sur des lymphocytes T stimulés par CD3-CD28. L’efficacité du knockout a été validée par Western Blot et TIDE sequencing. Le knock-out du gène du FKBP12 a conféré un maintien de la croissance cellulaire et des fonctions effectrices telles que la synthèse de cytokines IL-2, TNFα et IFN γ en présence de Tacrolimus comparativement aux cellules contrôles. Par la même méthode, nous avons pu invalider le gène du FKBP12 sur des lymphocytes T multivirus-spécifiques dont l’efficacité a été validée par cytométrie en flux. Les fonctions effectrices ont également été maintenues en présence de tacrolimus et ont été évaluées par ELISpot. Enfin, des lignées de lymphocytes T multivirus spécifiques dont le gène du FKBP12 a été invalidé ont été transduites avec un vecteur lentiviral dans le but d’exprimer un CAR CD19 dont l’expression a été validée par cytométrie en flux et la réactivité maintenue en présence de tacrolimus. En conclusion, ces résultats nous ont permis de démontrer la faisabilité de génération de lymphocytes T « triple fonction » anti-tumorales, anti-virales et résistantes au tacrolimus. L’application de cette approche semble prometteuse dans un contexte d’une immunothérapie adoptive anti-virale et anti-tumorale post-transplantation de moelle osseuse. / Adoptive transfer of virus-specific T lymphocytes or CAR-T cells has been shown to be effective for the treatment of several types of viral infections and certain cancers following hematopoietic cell transplantation. However, immunosuppression administered for the prevention of transplant rejection and graft-versus-host disease limits the efficacy and long-term persistence of responses mediated by these lymphocytes. The widely used immunosuppressive agent Tacrolimus (FK506) requires FK506-Binding protein (FKBP12) to exert its immunosuppressive effects on T cells. We undertook to engineer a multifunctional T-cell therapy to both optimally prevent viral reactivation and relapse of B-cell malignancies post-transplant in the context of immunosuppression. The objective of our work is to generate tacrolimus resistant, multivirus-specific T-cell lines expressing an anti-CD19 CAR. Using the gene editing method based on Clustered Regular interspaced short palidromic repeats (CRISPR) targeted by the CRISPR-associated protein 9 (Cas9) nuclease, we were able to invalidate the FKBP12 gene on activated T cells (confirmed by TIDE sequencing and western blotting). Invalidation of FKBP12 conferred maintenance of cell growth and effector functions such as the synthesis of cytokines IL-2, TNFα and IFNγ in the presence of Tacrolimus. Using the same method, we were able to delete the FKBP12 gene in virus-specific T lymphocytes. Effector functions were also maintained in the presence of tacrolimus. Finally, we integrated an anti-CD19 CAR by lentiviral transduction into FKBP12-edited multi-virus T-cell lines, and the efficiency of transduction was determined by flow cytometry. The cells maintained their viral reactivity in the presence of tacrolimus. In conclusion, we were able to confirm the feasibility of generation of ‘’triple function’’ T cells (anti-viral, anti-tumoral and tacrolimus resistant). Multifunctional T-cell product manufacturing is a promising approach to optimize post-transplant T-cell immunity against opportunistic pathogens and underlying malignancies.

Strategic management is crucial for organizational success in today's volatile business environment, and yet, underutilized within agricultural businesses. The agricultural industry is facing rapid change with the introduction of new GM technologies, such as CRISPR-Cas9, and following regulations. Although these technologies have the potential to provide farmers with improved crops containing desired traits, excessive regulations and obstacles hinder its implementation in European agricultural practices. If the upcoming decision regarding CRISPR-Cas9 allows the technology to not be treated under GMO regulations, European agriculture is faced with a major opportunity. However, as procedures are unexplored, organizations are left unprepared.   This study investigates the optimal strategic planning approach for Swedish agricultural businesses wanting to efficiently implement new technologies and adjust to regulatory changes. The research is based on a qualitative study that incorporates deductive methodology. It follows a multiple case study research design with eight semi-structured interviews from six Swedish and American case companies as the primary data collection method. By taking inspiration from experienced companies’ planning strategies and including European values, Swedish agricultural companies wanting to implement CRISPR-Cas9 can efficiently navigate changes within the industry while maintaining a competitive advantage. A simple model combining parts from short- and long-term planning frameworks with communication and value creation can guide companies entering the upcoming field.

Les cellules cancéreuses du sein se disséminent du site primaire aux organes secondaires, où elles restent dormantes pendant des mois, voire des années. Cette période de dormance se traduit par une latence clinique entre la résection chirurgicale des tumeurs mammaires primitives et le diagnostic d'une rechute métastatique chez environ 30 % des patientes atteintes d'un cancer du sein. Les mécanismes de survie et de croissance ultérieure de ces cellules tumorales disséminées (CTD) dormantes restent largement inconnus, ce qui entrave la prise en charge clinique des patientes concernés. Des facteurs intrinsèques et extrinsèques dictent le destin et le comportement des DTC dans les organes secondaires. Notre travail dans les chapitres deux et trois visait à révéler les gènes et les voies de signalisation contribuant au devenir du DTC en ce qui concerne les deux catégories de facteurs. Dans le chapitre deux, nous avons exploité les sous-lignées de cancer du sein murin 4T07 et 4T1 qui modélisent les deux destins de rester dormant ou de se transformer en métastases visibles, respectivement, après dissémination spontanée à partir de la tumeur mammaire primaire. Nous avons appliqué un pipeline de criblage CRISPR à l'échelle du génome pour explorer les dépendances génétiques différentielles des deux lignées, c’est à dire leur réseau de signalisation intrinsèquement différent. En comparaison avec les cellules sujettes à la dormance, les cellules métastatiques démontrent une activité PI3K de classe I élevée. Contre-intuitivement, les cellules sujettes à la dormance affichent une activité mTORC1 plus élevée qui pourrait être attribuée à un positionnement lysosomal périphérique constant. Le blocage de ce positionnement périphérique a réduit la charge des DTC dans les poumons et l'incidence des métastases visibles, ce qui suggère qu'il pourrait s'agir d'un mécanisme de survie médicamenteux pour les DTC du sein. Dans le chapitre trois, nous avons effectué un criblage CRISPR in vivo à l'échelle du génome dans des cellules sujettes à la dormance, ce qui a mené à l’identification du gène non caractérisé Mob3c comme un régulateur potentiel de la dormance. Le niveau d'expression de Mob3c dans les modèles de dormance par rapport à ses homologues prolifératifs a soutenu la prédiction du criblage selon laquelle Mob3c pourrait être un suppresseur de métastases. Des cribles basés sur la protéomique et des tests d'interactions protéine-protéine ont suggéré que MOB3C interagit avec le complexe endonucléase RNase P, qui catalyse différentes fonctions cellulaires essentielles, y compris la maturation de l'ARNt. Les analyses cliniques axées sur les rechutes métastatiques (c'est-à-dire la survie sans métastases à distance et sans progression) chez les patientes atteintes d'un cancer du sein ont validé les résultats précliniques décrits dans les deux chapitres, soutenant une signification et un impact potentiels des connaissances moléculaires révélées. / Breast cancer cells disseminate from the primary site to secondary organs, where they remain dormant for months to years. This dormancy period is reflected in a clinical latency between the surgical resection of the primary breast tumors and diagnosing a metastatic relapse in about 30% of breast cancer patients. Mechanisms of survival and subsequent outgrowth of these dormant disseminated tumor cells (DTCs) remain largely unknown, hence hindering clinical management of affected patients. Intrinsic and extrinsic factors dictate the fate and behavior of DTCs in secondary organs. Our work in chapters two and three aimed at revealing genes and pathways contributing to the DTC fate with respect to the two categories of factors. In chapter two, we leveraged the 4T07 and 4T1 murine breast cancer sublines that model the two fates of either remaining dormant or outgrowing into visible metastases, respectively, after spontaneous dissemination from the primary mammary tumor. We applied a genome wide CRISPR screening pipeline to explore the differential genetic dependencies of the two lines, hence their intrinsically different signaling wiring. In comparison to the dormancy-prone cells, metastatic cells display high class I PI3K activity. Counterintuitively, dormancy-prone cells display higher mTORC1 activity that could be attributed to a constant peripheral lysosomal positioning. Blocking this peripheral positioning reduced the DTC burden in the lungs and the incidence of visible metastases, suggesting that this might be a druggable survival mechanism for breast DTCs. In chapter three, we carried out an in vivo genome-wide knockout CRISPR screen in dormancy-prone cells, that put forward the uncharacterized gene, Mob3c, as a potential pro-dormancy gene. Mob3c expression level in models of dormancy in comparison with proliferative counterparts, supported the screen prediction of Mob3c potentially being a metastasis suppressor. Proteomics-based screens and protein-protein interaction assays suggested that MOB3C interacts with the endonuclease RNase P complex, that catalyzes different essential cellular functions including tRNA maturation. Metastatic relapse-focused clinical analyses (i.e., distant metastasis- and progression-free survival) in breast cancer patients validated the outlined preclinical findings in the two chapters, supporting a potential significance and impact of the revealed molecular insights.

Stem cells, with the ability to self-renew and differentiate into intended cell types, are a valuable tool for disease modeling and mechanistic study. CRISPR-Cas9 has been widely used for genome editing due to its high efficiency and convenience. However, CRISPR-Cas9 has large-deletion safety issues that dramatically restrict its applications. Wiskott-Aldrich syndrome (WAS) is an inborn immunological disorder caused by WASP deficiency. WASP functions in the nucleus, which may help to understand WAS pathology, are poorly defined. Pannexin 1 (PANX1) forms large plasma membrane pores to exchange intracellular small molecules with the extracellular environment and functions in inflammatory processes. The regulatory mechanisms of the PANX1 channel remain obscure. In this dissertation, I focused on mechanistic studies of CRISPR-Cas9 genome editing, and two immune disease relevant genes, WASP and PANX1 using stem cell-derived immune cells. We first found that CRISPR-induced large deletions (LDs) are predominantly mediated by the MMEJ repair pathway through statistical studies. Further, we found POLQ and RPA play vital roles in CRISPR-induced LDs. Modulation of POLQ and RPA can decrease CRISPR-induced LDs and increase HDR efficiency. Using three isogenic WAS iPSC models generated via gene editing, we successfully recapitulated WAS phenotypes, and for the first time, revealed that WASP regulates RNA splicing via epigenetically controlling the transcription of splicing factors and directly participating in the splicing machinery through a liquid-liquid phase separation process. We established a full-length human PANX1 (hPANX1) channel model via cryo-electron microscopy experiments and molecular dynamics simulation study, and found that hPANX1 channel is a homo-heptamer with both the N- and C-termini stretching deeply into the pore funnel. Functional studies of three selected residues support the new hPANX1 channel model and suggest the potential regulatory role of hPANX1 in pyroptosis upon immune responses. Overall, the mechanistic studies of WASP, PANX1 and CRISPR genome editing revealed new roles of WASP in regulating RNA splicing, new functional insights of PANX1 in pyroptosis, and uncovered two critical players POLQ and RPA in CRISPR-induced LDs.

Les myopathies héréditaires représentent un large groupe de pathologies neuromusculaires progressives affectant l’intégrité générale, structurelle et fonctionnelle du muscle squelettique. Elles engendrent une myriade de symptômes, ternissant qualité de vie et autonomie, et pouvant même s’avérer mortelles. La pose d’un diagnostic juste peut être difficile, entravée notamment par une faible prévalence de certaines myopathies, l’importante hétérogénéité clinique existante, et le chevauchement symptomatique des diverses formes. Malgré les avancées récentes faites dans le domaine des techniques de séquençage qui contribuent grandement au dépistage, au moins 25% des individus atteints de myopathies demeurent sans diagnostic génétique. Suivant l’investigation clinique d’un patient (Z46) atteint d’une myopathie distale à apparition tardive, l’analyse par séquençage ARN (RNA-seq) a révélé un variant non-sens homozygote de signification inconnue (VUS) à la fin de l’exon 5 du gène MLIP. Les niveaux d’expression génique altérés de « Protéine musculaire interagissant avec LMNA » (MLIP) et son partenaire « Lamine de type A » (LMNA) ont poussé à approfondir l’investigation. Davantage d’altérations -omiques furent identifiées par les techniques de RT-PCR, qPCR et WB, renforçant l’effet pathogénique du variant. Consolidant tous les résultats, le séquençage de longues lectures (LRS) a révélé un mécanisme d’épissage alternatif compensatoire de MLIP, qui tend à contourner et minimiser la production de transcrits arborant l’exon 5 muté. La présente étude vise à : 1) apporter un diagnostic génétique définitif au patient Z46, posant le variant MLIP comme causatif de la myopathie distale; 2) démontrer le pouvoir diagnostique du RNA-seq dans la résolution de ce cas complexe par l’identification et l’élucidation du VUS; 3) témoigner de l’étendue de la caractérisation transcriptomique offerte par les longues lectures du LRS. Couplé à cela, la modélisation du variant pathogénique par CRISPR/Cas9 dans une lignée cellulaire de myoblastes humains immortalisés permettra l’évaluation des impacts morpho-fonctionnels; conférant un supplément d’informations relatives aux fonctions musculaires normales et pathologiques de MLIP, faiblement caractérisées jusqu’à présent. / Hereditary myopathies represent a large group of progressive neuromuscular disorders affecting the general, structural and functional integrity of skeletal muscle. They cause a myriad of symptoms, impairing quality of life and autonomy, and can even be fatal. Making an accurate diagnosis can be difficult, hampered in particular by the low prevalence of certain myopathies, the significant clinical heterogeneity that exists, and the symptomatic overlap of the various forms. Despite recent advances in sequencing techniques that greatly assist in screening, at least 25% of individuals with myopathies remain without a genetic diagnosis. Following the clinical investigation of a patient (Z46) with a late-onset distal myopathy, RNA-sequencing (RNA-seq) analysis revealed a homozygous nonsense variant of unknown significance (VUS) at the end of exon 5 of the MLIP gene. Altered gene expression levels of ‘’Muscular LMNA-Interacting Protein’’ (MLIP) and its partner ‘’A-type Lamin’’ (LMNA) prompted further investigation. More -omic alterations were identified by RT-PCR, qPCR and WB technics, reinforcing the pathogenic effect of the variant. Consolidating all results, Long-Read Sequencing (LRS) revealed a compensatory alternative splicing mechanism of MLIP, which tends to bypass and minimize the production of transcripts carrying the mutated exon 5. The present study aims to: 1) provide a formal genetic diagnosis for patient Z46, positing the MLIP variant as causative of the distal myopathy; 2) demonstrate the diagnostic power of RNA-seq in resolving this complex case through identification and elucidation of the VUS; 3) testify to the breadth of transcriptomic characterization afforded by the long reads of LRS. Coupled with this, CRISPR/Cas9 modeling of the pathogenic variant in an immortalized human myoblast cell line will allow assessment of morpho-functional impacts; conferring additional information related to the normal and pathological muscles functions of MLIP, poorly characterized thus far.

Le rhabdomyosarcome (RMS) est le cancer des tissus mous le plus courant chez l'enfant, et moins de 30 % des patients à haut risque obtiennent une rémission. Par conséquent, il existe un besoin pour une immunothérapie nouvelle et efficace. Les cellules tueuses naturelles (NK), avec leur capacité intrinsèque à tuer les cellules cancéreuses, représentent un outil thérapeutique prometteur. Cependant, leur efficacité clinique est limitée. Ainsi, nous proposons de concevoir ces cellules avec un récepteur antigénique chimérique (CAR) qui permettra aux cellules NK de cibler plus efficacement les cellules de RMS. De plus, nous proposons aussi de concevoir grâce à la technologie CRISPR-Cas9, des NK n’exprimant pas NKG2A, un récepteur impliqué dans l'inhibition des cellules NK par le microenvironnement tumoral. Nous avons développé un vecteur lentiviral codant pour une construction CAR reconnaissant B7-H3 et FGFR4, deux protéines surexprimées à la surface des cellules RMS, associées à une queue intracellulaire optimisée pour l'activation des NK. Les cellules NK primaires expandues ont été transduites et triées en fonction de l'expression du CAR, conduisant à une population de cellules CAR+- NK enrichie. L'efficacité des deux CAR a été évaluée par des tests cytotoxiques et de dégranulation contre les lignées cellulaires de RMS, RH-30 et RD, toutes deux exprimant B7-H3 et FGFR4. Les résultats préliminaires ont montré une augmentation de la cytotoxicité de 20 % par rapport aux NK de type sauvage pour les CAR anti-B7-H3. Les cellules NK ont également été transduites pour éliminer l’expression du gène KLRC1, codant pour NKG2A, en utilisant CRISPR Cas9. Ceci a permis d’augmenter la cytotoxicité des NK de 20% à 25% comparativement aux NK qui expriment NKG2A. Nous avons aussi combiné les deux modifications génétiques, obtenant ainsi des NK qui expriment un CAR contre les cellules du RMS et n’exprimant pas NKG2A. Des résultats préliminaires nous ont permis d’observer que les NK doublement modifiées étaient 60% plus cytotoxiques que les NK non-transduites et 20% plus efficaces que les CAR-NK ou les NK n’exprimant pas NKG2A. Ce projet sera une preuve de principe qu'une thérapie hautement innovante basée sur l'ingénierie des cellules NK est efficace et applicable au cancer solide. / Rhabdomyosarcoma (RMS) is the most common soft tissue cancer in childhood, and less than 30% of high-risk patients achieve remission. Therefore, there is a need for new and efficient immunotherapy. Natural killer (NK) cells, with their intrinsic ability to kill cancer cells, represent a promising therapeutic tool. However, their clinical efficacy is limited. Thus, we propose to engineer these cells with a Chimeric Antigen Receptor (CAR) that will allow NK cells to target RMS cells more efficiently and though the knock-out of NKG2A, a receptor involved in the inhibition of NK cells by the tumor microenvironment. We developed a lentiviral vector coding for a CAR construct recognizing B7-H3 and FGFR4, two proteins overexpressed at the surface of RMS cells, combined to an intracellular tail optimized for NK activation. Expanded primary NK cells were transduced and sorted based on CAR expression, leading to an enriched CAR+ -NK cells population. Efficacy of both CARs was evaluated by cytotoxic and degranulation assays against RH-30 and RD RMS cell lines, both expressing B7-H3 and FGFR4. Preliminary results showed an increase in cytotoxicity of 20% compared to wild type NK for CAR anti-B7-H3. NK cells were also knocked-out for the gene coding for NKG2A, using CRISPR Cas9, thereby increasing cytotoxicity by 20% to 25%. The combination of both genetic modifications should significantly increase the efficacy of NK-cell based therapy in RMS. Indeed, preliminary results allowed us to observe that doubly modified NKs were more than 60% more cytotoxic than non-transduced NKs and 20% more effective than CAR-NKs or NKs not expressing NKG2A. This project will be a proof of principle that a highly innovative therapy based on NK-cell engineering is efficient and applicable to solid cancer.

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Argonaute proteins play substantial roles in post-transcriptional regulation of gene expression within RNA interference (RNAi) pathways, making them crucial subjects for research, aimed at understanding their interactions with small non-coding RNAs (ncRNAs) and other RNAi components. This study focuses on investigating these properties of Argonaute proteins, particularly Argonaute protein A (AgnA), in the social amoeba Dictyostelium discoideum that is renowned for its broad genetic toolbox and unique life cycle. While previous studies have examined the disruption of three Argonaute genes (agnB, agnC, agnE) and their effect on mRNA levels and small ncRNA expression, this study extends to agnA gene, which remains less studied. Key questions surrounding the influence of AgnA on the cellular processes such as the cell growth rate, development, gene expression, as well as potential targets and small ncRNA binding, remain unanswered. A well-established approach that could provide the necessary answers is the disruption of the gene through traditional homologous recombination, by insertion of a drug-resistance cassette flanked by homology arms complementary to the target locus. However, the emerging CRISPR/Cas9 gene editing tool on contrary offers straightforward protocols for disruption of gene expression through efficient induction of genomic knockouts, point mutations and deletions. In this study, both approaches were applied in parallel to knockout the agnA gene, enabling comparison of knockout efficiency and further study of the growth rate, development and gene expression in the knockout strains. Moreover, important information regarding the growth patterns of both wild-type and agnE knockout strains were also elucidated, complementing the previous growth rate analyses. The obtained data from this research could provide valuable insights for future studies ofthe RNAi machinery components and particularly the function of Argonaute proteins in D. discoideum.

La régulation de l’expression génique chez les mammifères dépend de l’organisation tridimensionnelle des chromosomes, en particulier à l’échelle des communications entre les séquences régulatrices et leurs promoteurs cibles. Ainsi, les chromosomes sont organisés en une nouvelle architecture consistant en domaines d’interactions topologiques (TADs, acronyme anglais). Mon projet de thèse avait pour but de caractériser les mécanismes moléculaires impliqués dans cette architecture et leurs importances au cours du développement embryonnaire, pour un locus bien particulier, le Xic (acronyme anglais pour X-inactivation centre). Le Xic contient les éléments régulateurs nécessaires pour initier l’inactivation du chromosome X (ICX), un phénomène épigénétique spécifique du développement des mammifères femelles, rendant l’un des deux chromosomes X inactif du point de vue transcriptionnelle. L’ICX permet d’égaliser l’expression des gènes liés au X entre les sexes chez les mammifères. Le Xic est organisé au moins en deux TADs mais une partie du locus reste encore non identifiée. Je présente ici une analyse fonctionnelle approfondie des différents éléments régulateurs au sein du Xic, comprenant des enhancers, des gènes d’ARNs non codants et des éléments structurels. Après avoir créé une série d’allèles mutés chez la souris et les cellules souches embryonnaires murines, j’ai caractérisé l’impact de ces réarrangements génomiques sur le paysage structurel et transcriptionnel du Xic. J’ai identifié des nouveaux acteurs dans la régulation de ce locus, en particulier des séquences régulatrices conservées chez les mammifères placentaires et des éléments structurels importants pour la formation d’une frontière entre les deux TADs du Xic, importante pour leur séparation et régulation. Je décris aussi la découverte de communication entre ces TADs, ce qui constitue un mécanisme inédit de régulation génique pendant le développement. Ce travail contribue à un nouveau niveau de compréhension des lois qui régissent l’organisation des TADs dans le contexte de la régulation génique chez les mammifères. / Mammalian gene regulatory landscapes rely on the folding of chromosomes in the recently discovered topologically associating domains (TADs), which ensure appropriate communication between cis-regulatory elements and their target promoters. The aim of my PhD project was to characterise the molecular mechanisms that govern this novel architecture and its functional importance in the context of a critical and developmentally regulated locus, the X-inactivation centre (Xic). The Xic contains the necessary elements to trigger X-chromosome inactivation, an epigenetic phenomenon that occurs during the development of female mammals to transcriptionally silence one of the X-chromosomes and equalise X-linked gene expression between sexes. The Xic is partitioned into at least two TADs, but its full extent is unknown. Here, I present a comprehensive functional analysis of different cis-regulatory elements within the Xic, including enhancer-like regions, long noncoding RNA loci and structural elements. Upon generating a series of mutant alleles in mice and murine embryonic stem cells, I characterised the impact of these genomic rearrangements in the structural and transcriptional landscape of the Xic and identified novel players in the regulation of this locus, including cis-acting elements conserved across placental mammals and structural elements critical for the insulation between the Xic TADs. I also found evidence for communication across TADs at this locus, which provides new insights into how regulatory landscapes can work during development. This study also extends our understanding of the rules governing the organisation of TADs and their chromatin loops in the context of mammalian gene regulation. / Nos mamíferos, a regulação da expressão genética depende da organização tridimensional dos cromosomas, em particular ao nível da comunicação regulatória entre promotores e enhancers. A esta escala, descobriu-se recentemente que os cromossomas estão organizados em domínios de interações topológicas (conhecidos como TADs, no acrónimo inglês) que se pensa providenciarem uma base estrutural para as paisagens de regulação transcricional dos genes. O meu projecto de tese teve como objectivo caracterizar os mecanismos moleculares responsáveis por esta arquitectura e a sua importância funcional no contexto de um locus crítico para o desenvolvimento embrionário, o centro de inactivação do cromossoma X (Xic, acrónimo inglês). O Xic contém os elementos genéticos necessários e suficientes para iniciar a inactivação do cromossoma X, um fenómeno epigenético que ocorre durante o desenvolvimento das fêmeas de mamíferos para silenciar um dos cromosomas X e igualar a expressão dos genes do X entre indivíduos XX e XY. O Xic está organizado em pelo menos dois TADs, mas o seu intervalo genético completo permanece desconhecido. Apresento nesta tese uma análise funcional e detalhada de diferentes sequências reguladoras presentes no Xic, incluindo regiões do tipo enhancer, genes de ARNs não codificantes e elementos estruturais. Após a criação de diversos alelos mutantes (deleções, inserções, inversões) em ratinho e em células estaminais embrionárias, através das recentes técnicas de engenharia genética, TALENs e CRISPR/Cas9, caracterizei o impacto destes rearranjos genéticos na paisagem topológica e transcricional do Xic, o que permitiu a identificação de novos actores moleculares na regulação deste locus. Em particular, descobrimos sequências de regulação transcricional altamente conservadas em mamíferos placentários e elementos estruturais importantes para a formação da fronteira entre os dois TADs do Xic. Descrevo também evidência de que há comunicação entre os dois TADs neste locus, o que compromete os modelos actuais do modus operandis dos TADs, e por isso contribui para um novo nível de compreensão dos mecanismos que regulam a expressão genética durante o desenvolvimento.