L’ubiquitination est une modification posttraductionnelle (MPT) qui gouverne la plupart des processus cellulaires Eucaryotes. Elle consiste en l’ajout d’une ubiquitine via une liaison covalente à une protéine cible, altérant son devenir (activité, localisation, dégradation). Le LUBAC (linear ubiquitin chain assembly complex) est le seul complexe capable de catalyser une forme énigmatique de cette modification, l’ubiquitination linéaire. Ces dernières années, ce complexe ternaire a été identifié comme un acteur majeur dans l’activation de NF-κB en réponse à de nombreux immunorécepteurs. Le but principal de cette thèse est de caractériser la régulation du LUBAC et ses partenaires dans des systèmes variés et d’identifier d’éventuelles MPT en charge de moduler ce complexe. Dans un premier temps, nous avons montré que la sous-unité du LUBAC HOIL1 est dynamiquement clivée par la paracaspase MALT1 en réponse à l’engagement des récepteurs antigéniques dans les lymphocytes pour pleinement activer NF-κB. HOIL1 est également constitutivement clivée dans un sous-groupe agressif de lymphome diffus à grandes cellules B (DLBCL), qui présentent une activation aberrante de MALT1, dévoilant de potentielles stratégies thérapeutiques. Dans un second temps, nous avons observé qu’une partie du partenaire du LUBAC CYLD est liée aux satellites centriolaires, des structures granulaires qui gravitent autour des centrosomes et orchestrent la ciliogenèse. Nos données suggèrent que CYLD contrôle la protéostase des satellites centriolaires et gouverne ainsi la formation du cil primaire. Enfin, nous avons analysé les phases précoces de la nécroptose, une forme de nécrose sous le contrôle du LUBAC. Nous avons mis en évidence que l’activation des canaux Pannexin-1 restreint la production de cytokines pro-inflammatoires associée à la nécroptose. Ensemble, ces travaux illustrent comment les MPT contrôlent les voies de signalisation cellulaires associées à l’ubiquitine et comment elles peuvent être corrompues dans des conditions pathologiques. / Ubiquitination is a pivotal multifaceted post-translational modification (PTM), which governs most cellular processes in Eukaryotic cells. Ubiquitination consists in the covalent binding of ubiquitin onto a target protein, altering its fate (activity, localisation, degradation). The “linear ubiquitin chain assembly complex” (LUBAC) is the only known complex capable of catalysing the enigmatic “head-to-tail” linear ubiquitination. Over the years, this tertiary complex has been shown to be essential for signalling to the NF-κB transcription factors family in response to the stimulation of various immunoreceptors. The primary goal of this PhD was to better understand how the LUBAC and its partners are modulated in different systems and identify possible PTMs regulating this complex. First, we discovered that the LUBAC subunit HOIL1 is dynamically cleaved by the paracaspase MALT1 upon antigen receptor engagement in lymphocytes to further NF- κB activation. HOIL1 is also constitutively cleaved in a subset of aggressive diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL), which displays aberrant activation of MALT1, unveiling potential therapeutic strategies. Second, we observed that a portion of the LUBAC’s partner CYLD is bound to the centriolar satellites, a set of granular structures surrounding centrosomes that orchestrate ciliogenesis. Our data suggests that CYLD governs the proteostasis of centriolar satellites, and thereby the formation of primary cilia. Lastly, we analysed the initial steps of necroptosis, a regulated form of necrosis under the control of the LUBAC. We found that activation of Pannexin-1 channels restrains the production of proinflammatory cytokines associated with necroptosis. Altogether, this work illustrates how PTM finely tune ubiquitin-associated signalling pathways, and how they can be perverted in pathological conditions.

La polarité cellulaire est un déterminant essentiel dans le maintien de l’architecture tissulaire et la fonction de l’organe. Ainsi, la division cellulaire, la ciliogenèse, la prolifération, et la migration sont des évènements étroitement associés au processus de la polarisation cellulaire. L’altération de la polarité cellulaire contribue à la perte de l’intégrité des épithéliums et favorise le développement des cancers. La signalisation des lipides, telle que des phosphatidylinositols (PtdIns) joue un rôle vital dans la polarité apico-basale. Dans cette étude, nous avons développé des recherches pour mieux comprendre les mécanismes impliqués dans les effets de la phosphatase SHIP2 sur la polarité cellulaire. Nous avons pu démontrer que SHIP2 est impliquée dans la formation du site d’initiation de la formation de la lumière (AMIS) en régulant d’une part la contractilité acto-myosine induite par RhoA kinase et d’autre part YAP, un composant de la voie de signalisation Hippo. De plus, nous avons montré que l'inhibition de SHIP2 contribue à un défaut dans la formation de fuseau mitotique et dans le clivage de ce fuseau mitotique. La surexpression de SHIP2 induit une lumière large et des cils allongés attribuables à la diminution de l’expression de YAP, Aurora A et HEF1. Par contre, la diminution de l’expression de SHIP2 inhibe la formation des cils en provoquant la surexpression de YAP, Aurora A et HEF1 et ainsi l’apparition d’un phénotype multilumens. L’ensemble de nos travaux définissent un nouveau rôle de SHIP2 dans le maintien de l’intégrité et de l’homéostasie des cellules épithéliales. Nous avons aussi pu démontrer que l’expression de SHIP2 peut discriminer les différents cancers du foie (HCC, ICC et mixte) et que SHIP2 et Merlin/NF2, une protéine de la voie de signalisation Hippo, ont une forte expression dans le cholangiocarcinome (ICC) qui s’oppose à celle de YAP et de RhoA kinase. / Cell polarity is critical caracteristic for the maintenance of tissue architecture. Cell division, ciliogenesis, cell proliferation and migration are events tightly associated to cell polarization processes. Alteration in cell polarity contributes to loss of epithelium integrity and enhances cancer development. Lipids signaling, such as phosphatidylinositol (PtdIns), play a vital role in apico-basal polarity. In this study, we developed researches to better understand mechanisms implicated the role of the phosphatase SHIP2 in cell polarity. We demonstrated that SHIP2 is implicated in formation of the apical membrane initiation site (AMIS) by regulating YAP, a component of Hippo pathway, and RhoA-dependant acto-myosin contractility. Furthermore, we demonstrated that inhibition of SHIP2 contributes to defect in the formation and cleavage of the mitotic spindle. Overexpression of SHIP2 induced a large lumen with long cilia due to a decrease in YAP, Aurora A and HEF1 luminal localization. On the contrary, down regulation of SHIP2 impaired cilia outgrowth by increasing Aurora A, HEF1 and YAP luminal localization with appearance of a multilumens phenotype. Thus, our results reinforced the role of SHIP2 in maintain of integrity and homeostasis of epithelial cells. In this study, we also demonstrated that expression of SHIP2 distinguished the different types of liver cancer (HCC, ICC and mixte), and that SHIP2 and Merlin/NF2 are overexpressed in ICC which is the opposite of YAP and RhoA expression.

Cell polarity is an essential property of adult neurons, which rely on asymmetric distribution of receptors and transmitters for proper signal propagation and cell function. In the retina, loss of photoreceptor (PR) polarity can lead to retinal dystrophies such as Leber Congenital Amaurosis, but the molecular mechanisms involved in regulating PR polarity remain unclear. A highly conserved protein complex involved in the establishment of cell polarity from C. elegans to mammals is the Par complex. Localized at the subapical region of polarized cells, it is composed of the “partitioning defective” PDZ domain-containing proteins Par3/Par6 and the atypical protein kinase C (aPKC). Although extensively studied in epithelial cells, the role of the Par complex in mammalian neurons remains poorly understood. Our unpublished results indicate that conditional inactivation (cKO) of Par3 in the developing retina interferes with the polarized growth of the photosensitive cilium at the apical tip of PR cells, eventually leading to PR degeneration. To uncover how Par3 might regulate ciliogenesis in PR cells, we immunoprecipitated Par3 from mouse retinal extracts and carried out mass spectrometry analysis. We found a cluster of calcium/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII) proteins as potential Par3-interacting partners in the retina. CaMKII is one of the most abundant proteins found in the central nervous system, where it constitutes 1-2% of total proteins. While extensive studies have demonstrated the importance of CaMKII in long-term potentiation (LTP), long term depression (LTD) and dendrite arborisation, its role in cell polarity remains unknown. Using tagged versions of Par3 and CaMKIID, we validated their interaction in vivo and in vitro by co-immunoprecipitation. Interestingly, we found that CaMKIID localizes to the ciliary region of PRs, suggesting that Par3 might recruit CaMKIID at the apical membrane of PR cells, where it could be involved in ciliogenesis. To explore this hypothesis, we investigated whether dominant-negative or constitutively active forms of CaMKIID could impact cilia formation in PRs. Interestingly, overexpression of both mutant forms of CaMKIID during PR development resulted in shortening of the photosensitive cilia (outer segments), similar to what we observed in Par3 cKO retinas. This study suggests that a CaMKIID/Par3 protein complex regulates the establishment of PR cell polarity, raising the possibility that this complex may be generally involved in controlling neuronal polarity throughout the nervous system. / Le traitement et la propagation de l’information nerveuse repose sur une distribution asymétrique de récepteurs et d’émetteurs à la surface de chaque neurone. Ce cloisonnement en domaines sous-cellulaires distincts est également appelé polarité cellulaire. Dans la rétine, la perte de polarité des photorécepteurs peut entraîner des dystrophies rétiniennes telle que l'amaurose congénitale de Leber, mais les mécanismes moléculaires impliqués restent flous. Un complexe protéique impliqué dans l'établissement de la polarité cellulaire, hautement conservé de C. elegans aux mammifères, est le complexe PAR. Localisé au niveau de la région sous-apicale des cellules polarisées, le coeur de ce complexe est constitué des protéines de la famille partitioning defective Par3 / Par6 et de la protéine kinase C atypique aPKC. Bien que largement étudié dans les cellules épithéliales, le rôle du complexe Par dans les neurones de mammifères reste mal compris. Nos résultats indiquent que l'inactivation conditionnelle (cKO) de Par3 dans la rétine de souris en développement interfère avec la croissance polarisée du cil photosensible à la pointe apicale des cellules photoréceptrices (PR), conduisant finalement à une dégénérescence des PRs. Pour découvrir comment Par3 pourrait réguler la ciliogenèse des PRs, nous avons immunoprécipité Par3 à partir d'extraits rétiniens de souris et effectué une analyse par spectrométrie de masse. Nous avons trouvé un ensemble de protéines appartenant à la famille des calcium-calmoduline-dépendantes de la protéine kinase II (CaMKII) comme partenaires potentiels de Par3 dans la rétine. Les CaMKII figurent parmi les protéines les plus abondantes du système nerveux central où elles constituent 1 à 2% des protéines totales. Alors que des études approfondies ont démontré l'importance de CaMKII dans la potentialisation et la dépression à long terme (LTP et LTD), et l'arborisation des dendrites, son rôle dans la polarité cellulaire reste inconnu. En utilisant des versions étiquetées de Par3 et CaMKIID, nous avons validé leur interaction in vivo et in vitro par co-immunoprécipitation. Nous avons mis en évidence une localisation de CaMKIID dans la région ciliaire des PR, suggérant que Par3 pourrait recruter CaMKIID à la membrane apicale des cellules PR, où il pourrait être impliqué dans la ciliogenèse. Pour explorer cette hypothèse, nous avons étudié si les formes dominantes négatives ou constitutivement actives de CaMKIID pouvaient avoir un impact sur la formation des cils des PRs. vii La surexpression des deux formes mutantes au cours du développement des PRs a entrainé un raccourcissement des segments externes, semblable à ce que nous avons observé dans les rétines Par3 cKO. Cette étude montre qu'un complexe de protéines CaMKIID / Par3 pourrait réguler l’établissement et le maintien de polarité des PRs, suggérant l’implication ce complexe dans le contrôle de la polarité neuronale de l’ensemble du système nerveux central.