La susceptibilité d'un individu à développer un cancer du sein est le résultat d'une interaction complexe de facteurs reliés au style de vie, à l'histoire reproductive et aux déterminants génétiques propres à chaque individu. Jusqu'à présent, un nombre limité de gènes ont été impliqués dans une telle susceptibilité. Il est présentement estimé que des mutations et variations de l'ensemble des gènes de susceptibilité connus (par exemple BRCA1, BRCA2, TP53, STK11, PTEN, ATM, PALB2, CHEK2, BR1P1 et les alleles de faible penetrance identifiés récemment) ne seraient responsables que d'un maximum de 30% des cas de cancers clairement familiaux. Dans cette thèse, la contribution de certains gènes a été investiguée dans une cohorte de femmes provenant de la population canadienne française et présentant des évidences claires de l'implication forte de facteurs génétiques de susceptibilité non reliés à BRCA1 ou BRCA2. Notre étude concerne les gènes candidats ZBRK1 (Zinc finger and BRCA1-interacting protein with KRAB domain 1), GADD45A (Growth arrest and DNA-damage-inducible alpha) et NBS1 (Nijmegen breakage syndrome 1). Notre analyse de ZNF350/ZBRK1 a permis de mettre en évidence trois haplotypes modulant de façon significative le risque de cancer du sein dans notre population. Parmi ceux-ci, deux pourraient être associés à un effet protecteur (p=0.01135 et p=0.00268) alors qu'un autre haplotype est lié à une augmentation du risque (p=0.00143). Dans le cas de GADD45A, nous avons identifié un haplotype commun démontrant une fréquence plus élevée dans le groupe contrôle, bien que cette association soit faible. En ce qui concerne NBN, le variant du promoteur c.-242-l lOdelAGTA est significativement surreprésenté dans notre groupe de femmes atteintes. Des essais de type gène luciférase rapporteur n'ont pas démontré de variation d'expression dans la lignée cellulaire de cancer du sein MCF-7, mais ont indiqué une réduction de l'expression dans les lignées cellulaires HEK293 et LNCaP. Ces résultats indiquent qu'il est possible que des variations de ces gènes, bien que n'étant pas très fréquentes, soient impliquées dans la susceptibilité au cancer du sein dans notre population et des études plus approfondies sur de grandes cohortes seront nécessaires afin de confirmer ou infirmer nos résultats.

Confidentiel / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Chez les mammifères, l'infection par l'adénovirus conduit à l'activation de la transcription de certains éléments SINE Alu. Il s'agit d'un mécanisme conservé car il est observé avec d'autres familles de virus. Adénovirus code pour une protéine, E1A qui est capable d'interagir avec la protéine Rétinoblastome (RB). Cette interaction provoque l'inactivation de RB ce qui provoque probablement l'activation transcriptionelle des éléments Alu. Ainsi, chez les mammifères, certaines protéines virales agissent négativement sur RB ce qui a pour conséquence de déréguler le cycle cellulaire, la transcription pol III de manière générale et la transcription des éléments SINE en particulier. Chez les plantes, l'activation de la transcription des éléments SINE à la suite d'un stress comme l'infection virale reste à démontrer. Cependant, le virus FBNYV possède au sein de son génome une protéine, CLINK, qui est entre autre constituée d'un domaine de liaison à RB similaire à celui retrouvé chez E1A d'adénovirus. La première étape de ce travail de thèse a porté sur l'analyse de la protéine CLINK et plus particulièrement l'effet de cette protéine sur le cycle cellulaire, sur la transcription pol III en général et sur la transcription des SINE endogènes de plantes. La seconde partie de cette étude porte sur la fonction des éléments SINE de plantes au sein de la cellule. Chez les mammifères, l'élément SINE Alu est capable de jouer un rôle dans la physiologie de la cellule en réponse à certains stress. En effet, la transcription de ces éléments est activée à la suite d'une infection par certaines familles de virus. Les transcrits ainsi produits sont alors capables d'interagir avec la protéine PKR, une kinase d'eIF2α. Ainsi, les éléments SINE sont capables d'intervenir dans des processus clefs de la cellule comme le mécanisme de régulation de la traduction. La seule kinase d'eIF2α identifiée chez les plantes est la protéine GCN2. Ainsi, nous avons choisit de caractériser la fonction de cette protéine chez Arabidopsis. Nous avons déterminé les mécanismes de régulation de la protéine en mettant en évidence certains inducteurs spécifiques aux plantes. Ce travail a permis de montrer l'importance de la protéine pour la plante et de découvrir des fonctions potentielles de la protéine dans des voies de stress typiques des végétaux. Enfin, l'impact des SINE de plantes sur l'activité de GCN2 a été analysé.

HHV-6 is a ubiquitous human herpesvirus. Most individuals become infected at the age of 2 years. Primary infection by the virus causes a self-limiting febrile illness called exanthem subitum or roseola. In adults, primary infection may cause mononucleosis-like illnesses. The infection usually remains latent in healthy individuals, but often reactivates in immunocompromised individuals, for example, transplant patients and AIDS patients. The virus has also been associated with cancers and lymphoproliferative disorders. The virus encodes two proteins that interact with p53. However, little is known concerning the impact of the virus on cell cycle progression in human cells. The investigations reported in the thesis were focused on this issue. We show here that that HHV-6 infection delays the cell cycle progression in human T cell line HSB-2, as well as in primary human T cells and causes their accumulation in S and G2/M phase. By degrading the viral DNA in the virus-infected cells, we show that the infected cells accumulate in the G2/M and not in the S phase. We observed an increase in the kinase activity of cdc2 in virus-infected cells despite lower levels of its catalytic partners, cyclin A and cyclin B. We show here that the viral early antigen p41 associates with, and increases the kinase activity of, CDK1. Our studies have shown that there is a drastic reduction of p21 protein, despite the virus-induced stabilization and activation of p53 suggesting that p53 may be transcriptionally inactivated in the virus-infected cells. This decrease of p21 in infected cells was partially restored by proteasome inhibitors. These results suggest that HHV-6 causes perturbations in the normal progression of cell cycle in human T cells. Autophagy is a physiological cell process during which old cellular constituents and long-lived proteins in cells are degraded. This process is regulated in a cell cycle-dependent manner. We show here that infection with HHV-6 induces autophagy in HSB-2 cells. This was shown by the induction of LC-3 II as well as by the appearance of autophagic vacuoles in the virus-infected cells. However, we found that the virus inhibits fusion between autophagic vacuoles and lysosomes formed in infected cells, thus evading the autophagic response of infected host cells. Finally we tried to investigate replication of the virus in human cells in the absence of P53; a tumor suppressor gene which is also known as "the guardian of the genome ". During these investigations, we found that that inhibition of p53 gene expression mediated by siRNA as well as its inhibition by pharmacological inhibitors leads to massive cell death in human T cell line HSB-2 that carries a wild-type p53. We show that this death also occurs in another cell line CEM, which carries a transcriptionally mutated p53. Interestingly, the cell death could be prevented by pharmacological inhibitors of autophagy and necroptosis. Taken together, our results provide important novel insights concerning the impact of HHV-6 on cell cycle regulation and autophagy as well as of basal level p53 in cell survival. / HHV-6 est un virus herpès humain ubiquitaire. La plupart des individus deviennent séropositifs à l’âge de 2 ans. L’infection primaire par HHV-6 donne lieu à une maladie fébrile chez les enfants, appelée exanthème subitum ou la roséole. Par contre, chez l'adulte, cette infection cause des maladies de type mononucléose. L'infection reste généralement latente chez les individus sains, mais elle se réactive souvent chez les personnes immunodéprimées, par exemple, chez les personnes greffées et les patients atteints du sida. HHV-6 a été associé à plusieurs types de cancers et de désordres lymphoprolifératifs. Ce virus induit l’immunosuppression et inhibe la prolifération des lymphocytes par les mitogènes. C’est pour toutes ces raisons que nous voulions savoir si ce virus dérègle le cycle cellulaire des cellules qu’il infecte. Les travaux réalisés durant cette thèse ont porté sur les changements induits dans les cellules humaines par ce virus au cours de la progression du cycle cellulaire. Nous avons montré que l'infection par HHV-6 retarde la progression du cycle cellulaire dans la lignée cellulaire T humaine HSB-2, ainsi que dans les lymphocytes T primaires humains pour les accumuler dans les phases S et G2/M. Cependant, après avoir traité les cellules avec la nucléase du Micrococcus, nous avons constaté que le cycle cellulaire des cellules infectées s’accumulait plutôt dans la phase G2/M. La nucléase dégrade préférentiellement l’ADN virale. Nous avons observé une augmentation de l'activité kinase de cdc2 dans les cellules infectées malgré une baisse des niveaux de ses partenaires catalytiques, la cycline A et la cycline B. Nos études ont montré qu’il y a une diminution drastique de la protéine p21 dans les cellules infectées, en dépit de la stabilisation et de l'activation de p53 induite dans ces cellules. Ce qui laisse penser que la protéine p53 pourrait être inactive sur le plan transcriptionnel dans les cellules infectées. Cette diminution de p21 dans les cellules infectées est partiellement restaurée après incubation des cellules dans un milieu de culture contenant des inhibiteurs du protéasome. En plus, nous démontrons ici qu’une protéine virale précoce, p41, s’associe et se fixe avec cdc2 et augmente son activité kinase. Tous ces résultats suggèrent que HHV-6 provoque des perturbations énormes dans la progression normale du cycle cellulaire dans les cellules T humaines. Dans ces études, nous avons démontré aussi que l’infection par HHV-6 induit l'autophagie dans les cellules HSB-2, comme il a été démontré par l’induction de LC-3 II et par la formation de vacuoles autophagiques dans les cellules qui sont infectées. Nos résultats indiquent que HHV-6 inhibe la fusion entre les vacuoles autophagiques formées et les lysosomes dans les cellules infectées modulant ainsi la réponse autophagique des cellules hôtes infectées. Nous avons trouvé aussi que l’inhibition de ce processus par un inhibiteur pharmacologique diminue la réplication virale. L'autophagie est un processus physiologique cellulaire pendant lequel les vieux constituants cellulaires (mitochondries, protéines cellulaires, etc) se dégradent. Le fait que ce processus soit modulé dans les cellules dépendantes des différentes phases du cycle cellulaire, nous a poussé à l’étudier. Enfin, nous essayons d’investiguer la réplication virale dans les cellules dépourvues de p53, le gène suppresseur de tumeur, qui contrôle la progression de cycle cellulaire. Nous avons émis l’hypothèse suivante, que ces virus peuvent mieux se répliquer dans les cellules n’exprimant pas le gène p53. En vérifiant cette hypothèse, nous avons trouvé que l'inhibition de l’expression de p53 provoquée par siRNA ou par un agent pharmacologique conduit à une mort cellulaire massive dans une lignée de cellules T humaines ayant un gène p53 de type sauvage. Nous démontrons que cette mort se produit aussi dans une autre lignée cellulaire dont le p53 est muté et qu’elle pourrait être évitée par des inhibiteurs d'autophagie ou de nécroptose. Nos observations mettent en évidence qu’un niveau d’expression basale de p53 est nécessaire à la survie cellulaire.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le contrôle du cycle cellulaire, processus fondamental pour la prolifération cellulaire, est souvent altéré au cours de la tumorigenèse. Les facteurs de transcription E2Fs sont des régulateurs majeurs de l'expression de gènes impliqués dans le cycle cellulaire, la réplication de l'ADN, la mort cellulaire programmée ou encore la différenciation cellulaire. La famille des facteurs E2Fs contient des membres qui agissent comme activateurs ou répresseurs de la transcription et dont l'activité est régulée par un grand nombre de corégulateurs transcriptionnels, incluant notamment les protéines à poche pRb, p107, p130. RIP140 (Receptor Interacting Protein of 140kDa) a été identifié comme un corépresseur de nombreux récepteurs nucléaires, une autre grande famille de facteurs de transcription qui, pour certains, régulent positivement l'expression du gène RIP140.Ce travail de thèse a permis d'identifier RIP140 comme un nouveau répresseur de l'activité transcriptionnelle du facteur E2F1, dans des expériences de transfection transitoire ainsi que sur l'expression de gènes endogènes. Nous avons également montré que l'expression ectopique de RIP140 bloque la progression des cellules dans le cycle cellulaire. Dans les cancers du sein, le niveau d'expression de RIP140 présente une corrélation inverse avec celui de différents gènes cibles des facteurs E2Fs et semble discriminer les tumeurs luminales des tumeurs basales. Nous avons également démontré que le niveau d'ARNm RIP140 est régulé au cours du cycle cellulaire et que le promoteur du gène RIP140 est une cible directe des facteurs E2Fs. Cette régulation implique des sites de liaison des facteurs E2Fs et Sp1 de la région proximale du promoteur. La régulation de ce gène par E2F1 a également été observée au cours du processus de différenciation adipocytaire en utilisant un modèle murin E2F1-/-.En conclusion, ce travail a permis d'identifier RIP140 comme un nouvel acteur de la voie de signalisation par les facteurs E2Fs. / Cell cycle control, a fundamental process which controls cell proliferation, is frequently altered during tumorigenesis. The E2F transcription factors are central regulators of target gene expression involved in cell cycle regulation, DNA replication, apoptosis and differentiation. The E2F transcription factors family encompasses members which act as activators or repressors. Their activities are regulated by a large number of transcriptional coregulators, including in particular the pocket proteins pRb, p107, p130.The transcription coregulator RIP140 (Receptor Interacting Protein of 140kDa) has been identified as a partner of numerous nuclear receptors, another important transcription factor family. Some of these nuclear receptors positively regulate RIP140 gene expression.This work identified RIP140 as a new repressor of E2F1 transcriptional activity, both in transient transfection experiments and on the expression of endogenous target genes. We also showed that ectopic expression of RIP140 blocks cell cycle progression. In breast cancers, the level of RIP140 expression is inversely correlated with various target genes of E2Fs factors and seems to discriminate luminal from basal tumors. We also demonstrated that the RIP140 mRNA expression is regulated during cell cycle and that the RIP140 promoter is a direct target of E2F transcription factors. This regulation involves both E2F and Sp1 binding sites in the proximal region of the RIP140 promoter. The regulation of the RIP140 gene by E2F1 was also observed during adipocyte differentiation using an E2F1-/- mouse model.In conclusion, this study identified RIP140 as a new regulator of the E2F signalling pathway and as a novel E2F1 target gene. These results open new perspectives concerning the roles that this transcriptional coregulator might play in the control of cell proliferation and tumorigenesis.

Les centrosomes sont les centres organisateurs des microtubules et jouent un rôle crucial dans l’organisation du fuseau bipolaire pendant la mitose. Plus récemment, le rôle des centrosomes dans la régulation de l’entrée en mitose a été mis en évidence. Les centrosomes semblent également contribuer à l’activation du point de contrôle en G2/M en réponse aux lésions de l’ADN en servant de point de rencontre pour les régulateurs du cycle cellulaire et les gènes de réponse aux dommages à l’ADN. L’amplification du nombre de centrosomes est une caractéristique des cellules tumorales mais de façon intéressante, elle constitue aussi une réponse des cellules aux dommages à l’ADN. Les mécanismes qui régulent l’homéostasie et la dynamique des centrosomes sont encore mal compris. Pour mieux comprendre le rôle des centrosomes dans la régulation du point de contrôle en G2/M en réponse aux dommages à l’ADN, le recrutement et/ou l’activation au niveau des centrosomes des kinases impliquées dans les voies de signalisation de ce point de contrôle ont été étudiés par immunofluorescence indirecte sur cellules HeLaS3 ou par Western blot sur des fractions enrichies en centrosomes. Nos résultats montrent que les kinases ATM, ATR, CHK1 et CHK2 sont actives dans les centrosomes de cellules en phase G2. En réponse à l’activation du point de contrôle en G2/M, les formes actives de ces kinases diminuent au niveau des centrosomes. Pour identifier de nouveaux acteurs centrosomaux potentiellement impliqués dans la régulation de ce point de contrôle, une analyse comparative des protéomes de centrosomes purifiés a également été réalisée par spectrométrie de masse. Pour étudier plus particulièrement la fonction de CHK2 au niveau des centrosomes, nous avons développer des outils moléculaires qui serviront à déterminer le rôle de la sous population de CHK2 localisée aux centrosomes 1) dans la régulation de l’entrée en mitose au cours d’un cycle normal 2) dans l’activation et la stabilité du point de contrôle en G2/M en réponse aux lésions l’ADN et 3) dans l’homéostasie et la dynamiques des centrosomes en réponse aux dommages à l’ADN. Cette étude permettra de mieux comprendre la fonction des centrosomes dans la réponse cellulaire au stress génotoxiques anti-cancereux et de révéler de nouvelles fonctions potentielles pour la kinase CHK2. / Centrosomes function primarily as microtubule-organizing centres that play a crucial rôle in the equal segregation of chromosomes by organizing the bipolar spindle during mitosis. Recent studies have revealed the involvement of centrosomes in regulating G2/M transition during normal cell cycle progression. Moreover, increasing evidence suggests that centrosomes also play roles in the DNA damage response and cell cycle checkpoint signalling by serving as “meeting points” where DNA-damage-responsive genes and cell cycle regulators communicate. Numerical centrosome aberrations, or centrosome amplification, is a common feature of most human cancers that promotes aneuploidy and is involved in tumorigenesis as well as tumor progression. Interestingly, centrosome amplification and fragmentation have also been shown to constitute a cellular response to impaired DNA integrity that triggers cell death by mitotic failure. Although their roles are critical in tumorigenesis and the DNA damage response, the mechanisms that regulate centrosome homeostasis and dynamics remain poorly understood. To gain a better understanding of the role of the centrosomes in checkpoint regulation at G2/M transition in response to DNA damage; the recruitment and/or centrosomal activation of the kinases implicated in this checkpoint pathways were studied by indirect immunofluorescence on HeLaS3 cells or western blot on purified centrosomal fractions. Our results showed that the kinases CHK1, CHK2, ATM and ATR are activated at the centrosomes in cell synchronised in G2. However, after activation of the G2/M checkpoint, these activated kinases moved from centrosomes. Finally, to identify new centrosomal actors potentially involved in the regulation of this checkpoint, a comparative analysis of the proteome of purified centrosomes was also realized by mass spectrometry. To study more specifically the function of CHK2 at the centrosomes, we developped molecular tools wich will serve to determine the role of the sub-population of CHK2 localized at the centrosomes in 1) in regulating entry into mitosis during unperturbed cell cycle progression, 2) in checkpoint regulation at G2/M transition in response to DNA damage induced by ionizing radiations and genotoxic drugs and 3) in centrosomal homeostasis and dynamics by regulating centrosomal amplification, fragmentation and clustering during normal cell cycle progression and in response to genotoxic drugs. This study will further elucidate the importance of centrosomes in regulating the cell response to genotoxic stress induced by anti-cancer treatments and reveal potential new functions for the kinase CHK2 in unperturbed cell cycle progression and in response to DNA damage.

Les centrosomes dont le rôle principal est d’organiser le cytosquelette de microtubules et le fuseau mitotique servent aussi de sites d’interaction pour plusieurs protéines régulatrices du cycle cellulaire et de la réponse aux dommages à l’ADN. Une de ces protéines est la kinase CHK2 et plusieurs publications montrent une sous-population de CHK2 localisée aux centrosomes dans les cellules en interphase et en mitose. Toutefois, la localisation de CHK2 aux centrosomes demeure controversée, car des doutes subsistent en ce qui concerne la spécificité des anticorps utilisés en immunocytochimie. En utilisant des lignées cellulaires du cancer du côlon, les cellules HCT116 sauvages et HCT116 CHK2-/- ainsi que différentes lignées d’ostéosarcome humain dans lesquelles l’expression de CHK2 a été inhibée par ARN interférence, nous montrons que les anticorps anti-CHK2 qui donnent un signal centrosomal sont non spécifiques et reconnaissent un antigène inconnu sur les centrosomes. Cependant, par des expériences d’immunofluorescence réalisées avec des cellules U2OS qui expriment les protéines de fusion GFP-CHK2 ou FLAG-CHK2, nous révélons une localisation centrosomale de CHK2 dans les cellules en mitose, mais pas en interphase. Ce résultat a été confirmé par vidéomicroscopie dans les cellules vivantes exprimant GFP-CHK2. Pour déterminer le ou les rôles potentiels de CHK2 en mitose nous avons réalisé des expériences pour explorer le rôle de CHK2 dans la progression de la mitose, la nucléation des microtubules aux centrosomes et la progression de la mitose en présence de problèmes d’attachement des chromosomes où de lésions génotoxiques. Nos données suggèrent que CHK2 n’est pas impliquée dans la régulation de la mitose dans les cellules U2OS. / Centrosomes function primarily as microtubule-organizing centres and play a crucial role during mitosis by organizing the bipolar spindle. In addition to this function, centrosomes act as reaction centers where numerous key regulators meet to control cell cycle progression. One of these factors involved in genome stability, the checkpoint kinase CHK2, was shown to localize at centrosomes throughout the cell cycle. Here, we clarify that CHK2 only localized at centrosomes during mitosis. Using wild-type and CHK2-/- HCT116 human colon cancer cells, or human osteosarcoma U2OS cells depleted for CHK2 with small hairpin RNAs, we show that several CHK2 antibodies are non-specific for immunofluorescence and cross-react with an unknown centrosomal protein(s). To analyse further CHK2 localization, we established cells expressing inducible GFP-CHK2 and Flag-CHK2 fusion proteins. We show that CHK2 localizes to the nucleus in interphase cells but that a fraction of CHK2 associates with centrosomes in mitotic cells, from early mitotic stages until cytokinesis. In contrast to previous data obtained by A. Stolz and colleagues with the human colon carcinoma HCT116 cell line, our experiments exploring the possible functions for CHK2 during mitosis did not support a role for CHK2 in the bipolar spindle formation and the timely progression of mitosis in human osteosarcoma U2OS cells.

La progression dans le cycle cellulaire est contrôlée par de vagues oscillantes de cyclines et des kinases cycline-dépendantes (Cdk). Ces kinases sont régulées positivement par l’association des sous-unités cyclines régulatrices et négativement en se liant aux inhibiteurs de Cdk. Parmi ces derniers, p27 inhibe tous les complexes cycline-Cdk quelle que soit la phase cellulaire et agit en tant que régulateur négatif principal de la prolifération cellulaire dans une variété de cellules et de tissus. Intrinsèquement, p27 phosphorylé est ubiquitiné et dégradé par le complexe SCFSkp2-Cks1. Des études génétiques de la souris, ainsi que des examens cliniques chez l’homme, ont montré que p27 est un important suppresseur de tumeur. Le gène est rarement muté. Cependant, p27 est fréquemment réprimé dans les cancers humains en raison d’une augmentation de l’expression de Skp2 et de Cks1 dans le noyau, ce qui est généralement associée à un mauvais pronostic. La localisation subcellulaire de Cks1 est donc d'une importance primordiale dans le contrôle de la prolifération cellulaire. Les résultats récents de notre laboratoire ont montré une interaction entre Cks1 et les protéines de transport nucléaire importine α1 et β3. Aussi, l’analyse de la séquence primaire de Cks1 a également révélé un signal de localisation nucléaire classique (NLS) à son extrémité C-terminale. Des mutations ont été effectuées sur le NLS suspect pour déterminer si oui ou non l'import nucléaire de Cks1 était contrôlé par cette séquence. Un inhibiteur synthétique de l’importine β a également été utilisé pour étudier l’import de Cks1 dans le noyau. Les résultats indiquent que l’extrémité C-terminale de Cks1 est en effet un NLS puisque les mutations de Cks1 et l'inhibition de l’importine β conduisent, tous deux, à l'accumulation de Cks1 dans le cytoplasme. Ces résultats ont été utiles pour mieux comprendre le mécanisme régulant la localisation de Cks1. Toutefois, des travaux futurs sont nécessaires pour mieux comprendre l'impact de la séquestration cytoplasmique de Cks1 sur le cancer et ainsi espérer aboutir à l'identification de nouvelles cibles pharmacologiques impliqués dans la prolifération cellulaire. / Progression through the cell cycle is controlled by oscillating waves of cyclins and cyclin-dependent kinases (Cdk). These kinases are regulated positively by association with cyclin regulatory subunits and negatively by binding of Cdk inhibitors. Among the latter, p27 inhibits all cyclin-Cdk complexes regardless of the cell cycle phase and acts as a primary negative regulator of cell proliferation in a variety of cell types and tissues. Intrinsically, phosphorylated p27 is ubiquitinated and degraded by the SCFSkp2-Cks1 complex. Mouse genetic studies and human clinical investigations have shown p27 as an important tumor suppressor, which gene is rarely mutated. However, p27 is frequently downregulated in human cancers due to an increased expression of nuclear Cks1 and this is usually associated with a poor prognosis. The subcellular localization of Cks1 is thus of primordial importance in the control of cell proliferation. Recent results from our laboratory have shown an interaction between Cks1 and nuclear transport proteins α1 and β3 importin. Analysis of the primary sequence of Cks1 also revealed a classic nuclear localization signal (NLS) at its C-terminal. Mutations have been done on the suspected NLS to determine whether or not Cks1’s nuclear import is regulated by this motif. A synthetic inhibitor of β importin has also been used to study the mechanism of Cks1 import. Results indicated that the C-terminal end of Cks1 is indeed a NLS since mutations of Cks1 and inhibition of β importin both lead to accumulation of Cks1 in the cytoplasm. These outcomes were helpful to better understand the mechanism regulating Cks1 localization. However, future works are required to further understand the impact of cytoplasmic sequestration of Cks1 on cancer and hopefully lead to the identification of novel pharmacological targets involved in cell proliferation.

Les centrosomes sont de petits organites qui régulent divers processus cellulaires comme la polarité ou la mitose dans les cellules de mammifères. Ils sont composés de deux centrioles entourés par une matrice péricentriolaire. Ces centrosomes sont les principaux centres organisateurs de microtubules. De plus, ils favorisent la formation de cils, des protubérances sur la surface des cellules quiescentes qui sont critiques pour la transduction du signal. Une grande variété de maladies humaines telles que les cancers ou les ciliopathies sont liées à un mauvais fonctionnement des centrosomes et des cils. C’est pourquoi le but de mes projets de recherche est de comprendre les mécanismes nécessaires à la biogénèse et au fonctionnement des centrosomes et des cils. Tout d'abord, j’ai caractérisé une nouvelle protéine centrosomale nommée nephrocystine - 5 (NPHP5). Cette protéine est localisée dans les cellules en interphase au niveau de la région distale des centrioles. Sa déplétion inhibe la migration des centrosomes à la surface cellulaire lors de l’étape précoce de la formation des cils. NPHP5 interagit avec la protéine CEP290 via sa région C-terminale qui est essentielle pour la ciliogenèse. Elle interagit également avec la calmoduline ce qui empêche son auto-agrégation. J’ai démontré que les domaines de liaison de NHPH5 à CEP290 et à la calmoduline, ainsi que son domaine de localisation centrosomale sont séparables. De plus, j’ai démontré que les protéines NPHP5 présentant des mutations pathogènes ne peuvent plus interagir avec CEP290 et ne sont plus localisées aux centrosomes, rendant ainsi ces protéines non fonctionnelles. Enfin, en utilisant une approche pharmacologique pour moduler les événements en aval dans la voie ciliogénique, j’ai montré que la formation des cils peut être restaurée même en absence de NPHP5. D’autre part, j’ai étudié le rôle de NPHP5 dans l'assemblage et le trafic du complexe BBSome dans le cil. Le BBSome est composé de huit sous-unités différentes qui s’assemblent en un complexe fonctionnel dont on sait peu de chose sur la régulation spatiotemporelle de son processus d'assemblage. J’ai précédemment montré que NPHP5 favorisait la formation des cils et que son dysfonctionnement contribuait au développement de néphronophtise (NPHP). Bien que la NPHP et le syndrome de Bardet-Biedl (BBS) soient des ciliopathies qui partagent des caractéristiques cliniques communes, la base moléculaire de ces ressemblances phénotypiques n’est pas comprise. J’ai constaté que NPHP5, localisé à la base du cil, contient deux sites de liaison distincts pour le BBSome. De plus, j’ai démontré que NPHP5 et son partenaire CEP290 interagissent de façon dynamique avec le BBSome pendant la transition de la prolifération à la quiescence. La déplétion de NPHP5 ou CEP290 conduit à la dissociation d’au moins deux sous-unités du BBSome formant alors un sous-complexe dont la capacité de migration dans le cil n’est pas compromise. J’ai montré que le transport des cargos vers le compartiment ciliaire par ce sous-complexe n’est que partiellement altéré. Enfin, j’ai également concentré mes recherches sur une autre protéine centrosomale peu caractérisée. La protéine centrosomale de 76 kDa (Cep76) a été précédemment impliquée dans le maintien d’une duplication unique des centrioles par cycle cellulaire, et dans une interaction avec la kinase cycline-dépendante 2 (CDK2). Cep76 est préférentiellement phosphorylée par le complexe cycline A/CDK2 sur le site unique S83. Cet événement est essentiel pour supprimer l'amplification des centrioles en phase S. J’ai démontré que Cep76 inhibe cette amplification en bloquant la phosphorylation de Plk1 au niveau des centrosomes. D’autre part, Cep76 peut être acétylée au site K279 en phase G2, ce qui régule négativement son activité et sa phosphorylation sur le site S83. Ces études permettent d'améliorer notre compréhension de la biologie des centrosomes et des cils et pourraient conduire au développement de nouvelles applications diagnostiques et thérapeutiques. / Centrosomes are small organelles that regulate diverse cellular processes such as polarity or mitosis in mammalian cells. They are composed of two centrioles surrounded by a pericentriolar matrix. These centrosomes are the major microtubule organizing centers. Moreover, they promote the formation of cilia, protrusions on the surface of quiescent cells that are critical for signal transduction. A wide variety of human diseases such as cancers or ciliopathies are linked to a malfunction of centrosomes and cilia. Therefore the aim of my research is to understand the mechanisms necessary for the biogenesis and function of centrosomes and cilia. First, I have characterized a novel centrosomal protein called nephrocystin - 5 (NPHP5). This protein is localized, in interphase cells, in the distal region of centrioles. Its depletion inhibits the migration of centrosomes to the cell surface during the early stage of cilia formation. NPHP5 interacts with CEP290 via its C-terminal region that is essential for ciliogenesis. It also interacts with calmodulin, which prevents its self-aggregation. I have demonstrated that the Cep290- and CaM-binding domains as well as the centrosomal localization domain of NPHP5 are separable. Moreover, I have shown that NPHP5 proteins with pathogenic mutations can no longer interact with CEP290 and are not localized to centrosomes, rendering these proteins non-functional. Finally, using a pharmacological approach to modulate the downstream events in the ciliogenic pathway, I showed that cilia formation can be restored even without NPHP5. On the other hand, I studied the role of NPHP5 in the assembly and trafficking of the BBSome into the cilium. The BBSome consists of eight different subunits that assemble into a functional complex of which little is known about the spatiotemporal regulation of its assembly process. I have previously shown that NPHP5 favored the formation of cilia and its dysfunction contributes to the development of nephronophthisis (NPHP). Although the NPHP and BBS syndrome (BBS) are ciliopathies that share common clinical features, molecular basis of these phenotypic similarities is not understood. I found that NPHP5, located at the base of the cilium, contains two separate binding sites for BBSome. Furthermore, I demonstrated that NPHP5 and his partner CEP290 interact dynamically with the BBSome during the transition from quiescence to proliferation. Depletion NPHP5 or CEP290 leads to the dissociation of at least two subunits of BBSome forming a sub-complex that can still traffic into the cilium. I have shown that the transport of cargo to the ciliary compartment through this sub-complex is only partially altered. Finally, I have also focused my research on another centrosomal protein poorly characterized. The centrosomal protein of 76 kDa (Cep76) was previously involved in the maintenance of a single duplication of centrioles per cell cycle, and interacts with the cyclindependent kinase 2 (CDK2). Cep76 is preferentially phosphorylated by cyclin A/CDK2 on the single site S83. This event is essential to suppress centrioles amplification in S phase. I have demonstrated that Cep76 inhibits amplification by blocking the phosphorylation of Plk1 at the centrosome. Moreover, Cep76 can be acetylated at the K279 site in G2 phase, which negatively regulates its activity and phosphorylation on the site S83. These studies will improve our understanding of the biology of centrosomes and cilia and could lead to development of new diagnostic and therapeutic applications.