La Dystrophie Myotonique de type 1 (DM1) est cause par l’expansion anormale d’un triplet CTG dans la partie 3’UTR du gène DMPK, entrainant l’agrégation du transcrit mutant dans des inclusions ribonucléoprotéiques appelées foci. D’après plusieurs études structurales sur des courtes répétitions CUG, il a été proposé que les expansions CUG se replient en une structure en tige-boucle qui interfère avec l’activité de plusieurs facteurs lié au métabolisme de l’ARN et altère leur fonction cellulaire. Le facteur d’épissage muscleblind-like 1 (MBNL1) a été identifié par sa capacité à interagir avec les répétitions CUG. In vivo, ces répétitions entrainent la séquestration de cette protéine aboutissant en une déplétion nucléaire. Un autre facteur d’épissage, la CUG Binding protein (CUGBP1), est également impliqué dans la pathologie. Au lieu d’être séquestré par les répétitions, la stabilité protéique de CUGBP1 est augmentée dans les tissus DM1 entrainant un gain d’activité pour ce facteur. La séquestration de MBNL1 et la stabilisation de CUGBP1 résultent en la dérégulation de l’épissage alternatif de plusieurs transcrits musculaires et du cerveau et la réexpression d’isoformes protéiques fœtales dans les tissus adultes. Cependant, de récentes études suggèrent que d’autres facteurs ou voies de signalisation que celles faisant intervenir MBNL1 et CUGBP1 pourraient être impliquées dans la pathologie DM1.Le but de mon travail de thèse a été d’identifier de nouveaux facteurs ayant la capacité d’interagir avec les répétitions CUG. A l’aide d’une purification sur chromatographie d’affinité utilisant un ARN contenant 95 répétitions CUG comme appât, nous avons identifié l’ARN hélicase p68/DDX5. p68 fait partie de la famille des protéines DEAD-box, caractérisée par un core protéique conservé constitué de neufs domaines hautement conservés, dont le motif DEAD, à l’origine du nom de ces protéines. p68 est impliquée dans de nombreux aspects du métabolisme de l’ARN, dont la transcription, l’épissage, l’export, la traduction et la dégradation des ARN. Nous avons montré, que p68 colocalise avec les foci CUG dans un modèle cellulaire exprimant la partie 3’UTR du gène DMPK contenant de longues répétitions CTG. Nous avons identifié que p68 augmente l’interaction de MBNL1 sur les répétitions CUG et une structure secondaire particulière d’un élément régulateur de l’ARN pré-messager cardiac Troponin T (TNNT2), dont l’épissage est dérégulé dans la pathologie. L’insertion de mutations dans le core de l’hélicase de p68 abolit l’effet de p68 sur la fixation de MBNL1 ainsi que la colocalisation de p68 avec les expansions CUG in vivo, suggérant que le remodelage des structures secondaires ARN de manière ATP-dépendante par p68 facilite l’interaction de MBNL1. Nous trouvons également que la compétence de p68 pour réguler l’inclusion de l’exon alternatif 5 de TNNT2 dépend de l’intégrité des sites de fixation de MBNL1.Nous proposons que p68 agit comme un modificateur de l’activité de MBNL1 sur ces cibles d’épissage ainsi que sur les expansions CUG à l’origine de la pathologie. / Myotonic Dystrophy type I (DM1) is caused by an abnormal expansion of CTG triplets in the 3’ UTR of the DMPK gene, leading to the aggregation of the mutant transcript in nuclear RNA foci. Based on structural studies on short CUG repeats, it has been proposed that expanded CUG repeats fold into an imperfect hairpin structure that interferes with the activities of RNA binding proteins and alters their normal cellular function. The muscleblind-like 1 protein (MBNL1) was identified by its ability to bind to CUG repeats. It has been shown that the expanded mutant transcript promotes the sequestration of the MBNL1 splicing factor in nuclear RNA foci. CUGBP1 is another splicing factor that is involved in DM1. Instead of being sequestered by the repeats, the steady-state level of CUGBP1 is increased in DM1 tissues, leading to a gain of activity of the protein. The sequestration of MBNL1 and the up-regulation of CUGBP1 in DM1 results in the misregulation of alternative splicing of a subset of muscle and brain-specific transcripts, leading to the re-expression of fetal isoforms in adult tissues. However, several recent studies suggest that factors or signaling pathways other than MBNL1 and CUGBP1 could be involved in DM1 pathogenesis.The aim of this work was to isolate new factors that bind to CUG repeats. Using an affinity chromatography strategy with an RNA containing 95 pure CUG repeats, we identified the RNA helicase p68 (DDX5). p68 is a prototype of DEAD-box RNA helicase proteins. This family is characterized by a conserved core, consisting of nine conserved motifs including the DEAD signature, which gives rise to the name to these proteins. p68 is involved in many aspects of RNA metabolism including transcription, RNA processing, RNA export, translation and mRNA degradation. We showed that p68 colocalized with RNA foci in cells expressing the 3’UTR of the DMPK gene containing expanded CTG repeats. We found that p68 increased MBNL1 binding onto pathological repeats and the stem-loop structure regulatory element within the cardiac Troponin T (TNNT2) pre-mRNA, splicing of which is misregulated in DM1. Mutations in the helicase core of p68 prevented both the stimulatory effect of the protein on MBNL1 binding and the colocalization of p68 with CUG repeats, suggesting that remodeling of RNA secondary structure through a ATP-dependant manner by p68 facilitates MBNL1 binding. We also found that the competence of p68 for regulating TNNT2 exon 5 inclusion depended on the integrity of MBNL1 binding sites.We propose that p68 acts as a modifier of MBNL1 activity on splicing targets and pathogenic RNA.

Le contrôle post-transcriptionnel de l'expression des gènes représente un vaste ensemble de processus biologiques autour de la machinerie des ARNm, jouant un rôle majeur dans la création de la diversité du répertoire protéique. La dérégulation de ces processus, générant un phénotype altéré, pourrait contribuer à la progression tumorale dans les cancers du sein. Nos travaux se sont axés sur l'étude de l'épissage alternatif des pré-ARNm et la dérégulation de la machinerie de l'épissage dans la progression métastatique des cancers du sein. Dans un modèle murin de carcinome mammaire, nous avons identifié des variants d'épissage spécifiquement associés au potentiel métastatique. Dans une large cohorte de patientes, nous avons montré que l'expression de certains de ces variants dans des tumeurs est associée à un pronostic défavorable. Enfin, nous avons caractérisé le profil d'expression des protéines régulatrices de l'épissage dans plusieurs séries de cancer du sein. Cette étude offre de nouvelles connaissances et perspectives pour le développement de biomarqueurs de la progression tumorale. / Alternative RNA processing is a mechanism that plays a critical role for creation of protein diversity through selective inclusion or exclusion of RNA sequences during post-transcriptional control of gene expression. We hypothesized that alteration in this process might contribute greatly to tumour development and progression in breast cancer. The aim of our study was to identify and characterize defects in alternative splicing during breast tumour progression. In a murine model, we could identify specific mRNA splicing variants associated with metastatic development. In a large cohort of breast cancer patients, expression of a subset of these variants was correlated to poor prognosis. Finally, we characterised the expression profile of a large panel of proteins of the splicing machinery in breast cancer. Our study provides new insights in the understanding of mechanisms leading to tumour progression and perspectives for the development of new biomarkers and therapies.

Le gène nucleoredoxin-like 1 (NXNL1), composé de deux exons et d'un intron, code pour RdCVF lorsque l'intron est retenu et RdCVF-long (RdCVFL), une thiorédoxine active, lorsque qu'il est excisé. RdCVFL est une enzyme protégeant les photorécepteurs du stress oxydatif. RdCVF exprimé et sécrété que par les bâtonnets interagit avec son récepteur basigin 1 (BSG1) à la surface des cônes, stimule l'entrée du glucose. Dans la rétinopathie pigmentaire, les bâtonnets dégénèrent progressivement, RdCVF n'est plus exprimé et les cônes meurent. RdCVF tronqué dans le motif thiorédoxine ne possède pas d'activité thiol-oxydoréductase. Les cônes sont les ancêtres des bâtonnets. NXNL1 codait à l'origine pour RdCVFL, et les cônes des mammifères n'expriment donc plus que cette protéine. Chez l'hydre, apparue il y a 600 millions d'années, NXNL ancestral est exprimé. RdCVFL la protège contre les radicaux libres, RdCVF est exprimé, mais n'interagit pas avec basigin, il manque chez l'hydre un des acteurs de la signalisation métabolique de RdCVF. Il y a 400 millions d'années, chez la lamproie, seuls les bâtonnets expriment RdCVF. Son récepteur BSG1 se lie à RdCVF; les acteurs de la signalisation étaient donc présents chez les vertébrés anciens avec des bâtonnets fonctionnels. Le bénéfice pour la vision par l'addition d'une nouvelle fonction de NXNL1 a joué un rôle durant l'évolution de ce système. Une séquence en 3' du premier exon du gène NXNL1 lie la protéine nucléoline impliquée dans l'épissage et exprimée par les bâtonnets mais pas par les cônes. Cette protéine doit réguler l'épissage alternatif du gène NXNL1. / The nucleoredoxin-like 1 gene (NXNL1), which is composed by two exons and one intron, encodes for RdCVF made from an unspliced mRNA and RdCVF-long (RdCVFL), an active thioredoxin, when the intron is excised. RdCVFL is an enzyme that protects photoreceptors against oxidative stress. RdCVF is only expressed and secreted by the rods and interacts with its receptor basigin 1 (BSG1), expressed by cones and stimulates glucose entry. So in retinitis pigmentosa, characterized by progressive rods degeneration, RdCVF is no longer expressed and cones die. RdCVF corresponds to a truncated thioredoxin-like protein with no thiol-oxidoreductase activity. According to the knowledge of retina evolution, the cones are rods ancestors and NXNL1 originally encode for the RdCVFL, and today, mammalian cones only expresses this protein. In hydra that appeared 600 million years ago, ancestral NXNL gene was found, RdCVFL protects it against free radicals attack and RdCVF already existed. But hydra basigin doesn’t interact with RdCVF, so it lacks one of the metabolic signaling actors of RdCVF in hydra. 400 million years ago, In lamprey only rods produce RdCVF. Lamprey BSG1 binds RdCVF; actors signaling were present in oldest vertebrate that present functional rods. This original alternative splicing system has played a role during evolution by adding a new function of NXNL1 gene leading to a benefit in vision. I identified a sequence in 3’ RNA of exon n°1 of NXNL1 gene that binds the nucleolin protein involved in splicing and expressed by the rods but not by the cones. This protein must regulate the NXNL1 alternative splicing.

Les organismes vivants sont en intime relation avec leur environnement et sont constamment influencés par de nombreux facteurs chimiques et physiques. Parmi les facteurs physiques présents dans notre environnement, les forces mécaniques, y compris la gravité, les radiations, dont les ultraviolets, et les champs électromagnétiques constituent les trois pôles principaux de nos travaux de doctorat. Des outils biologiques, cellulaires et moléculaires ont été développés afin dévaluer le rôle des RhoGTPases dans les altérations morphologiques, prolifératives et phénotypiques induites par la perte du vecteur gravité au cours de vols spatiaux. Au cours du vol de la capsule spatiale inhabitée FOTON-M3, nous avons pu mettre en évidence que la suppression de Rac1 par ARN interférentiel permettait de contrecarrer les effets délétères de la microgravité sur larchitecture du cytosquelette suggérant que cette molécule de signalisation participe à la réception et à la réactivité à la gravité. RhoA et Cdc42 ne semblent pas impliqués. Nous avons également développé un modèle expérimental dinduction de flux calcique par des peptides mimétiques de la matrice extracellulaire activant les intégrines destiné à être expérimenté au cours de vols paraboliques. Au cours de nos travaux visant à évaluer les effets biologiques des champs électromagnétiques, nous avons observé que les EMF de très basse fréquence (450µT-50Hz) naffectent ni les signaux calciques induits par des concentrations élevées de sérum ou des peptides mimétiques de la matrice extracellulaire, ni lexpression des gènes régulés par les UV-B. Ils sont cependant capables de soutenir les oscillations calciques induites par une concentration sub-optimale de sérum, sans toutefois réguler de manière évidente les voies de signalisation contrôlant la prolifération. Lirradiation par les UV-B dun grand nombre de cellules, primaires, immortalisées et tumorales induit, par épissage alternatif du préARNm du VEGF-A, lexpression dun nouveau variant, le VEGF111. Celui-ci est constitué de la combinaison des exons 1-4 et de lexon 8. Cette nouvelle forme de VEGF-A contient donc les sites de fixation aux VEGF-R1 et R-2 et est pro-angiogène in vitro sur les cellules endothéliales et les cellules souche embryonnaires et in vivo chez la souris. Labsence des exons 6 et 7 codant pour la liaison aux protéines de la matrice extracellulaire lui confère une diffusibilité tissulaire. Une de ses caractéristiques remarquable est sa résistance à la dégradation en raison de labsence du site de clivage par la plasmine et les MMPs. Ce nouveau variant est également induit par diverses substances génotoxiques dont les agents chimiothérapeutiques. Les mécanismes régulant lexpression du VEGF111 dépendent des voies de signalisation ATM/ATR, p53 et MAPKinases. La double personnalité de ce nouveau facteur pro-angiogène, néfaste par son induction potentielle au cours de traitements anti-cancéreux mais bénéfique par son utilisation dans le traitement de pathologies ischémiques particulièrement pertinente en cas dactivités protéolytiques élevées, ouvre un champ considérable dinvestigations. ----------------------------------------------------------------------------------------------------- Living organisms interact with their environment and are constantly influenced by various chemical and physical factors. Among the physical factors present in our environment, mechanical forces, including gravity, radiations, among which ultraviolet radiations, and electromagnetic fields constitute the three main poles of our research. Biological, cellular and molecular tools have been developed with the aim to evaluate the role of RhoGTPases in the morphological, proliferative and phenotypic alterations induced by the loss of gravitational field experienced during space flight. During the flight of the unmanned FOTON-M3 capsule, we have demonstrated that the suppression of Rac1 by small interference RNA was able to counteract the deleterious effects of microgravity on the cytoskeleton architecture. This suggests that this signaling molecule participates to the reception and reaction to gravity. RhoA and Cdc42 do not seem to be implicated. We have also developed an experimental model of induction of intracellular calcium ions fluxes by mimetic peptides of the extracellular matrix activating integrins to be used in parabolic flights. During our investigations aimed at evaluating the biological effects of electromagnetic fields, we observed that EMF of very low-frequency (450µT-50Hz) do not affect neither the calcium signals induced by high concentrations of serum or extracellular matrix mimetic peptides, nor the expression of genes regulated by UV-B. They are however able to sustain calcium oscillations induced by a sub-optimal concentration of serum but without disturbing the cellular proliferation rate. Irradiation by UV-B of a large number of cells, primary, immortalized and tumoral, induces, by alternative splicing of the VEGF-A pre-mRNA, the expression of a new variant, the VEGF111. This isoform is made of a combination of exons 1-4 and exon 8. This new VEGF-A variant contains therefore the binding sites to VEGF-R1 and R-2 and proved to be proangiogenic in vitro for endothelial and ES cells and in vivo in mice. The absence of exons 6 and 7 coding for the heparin binding sites confers it with tissue diffusibility. One of its striking characteristics is its resistance to degradation due to the absence of the cleavage site by plasmin and MMPs. This new variant is also induced by a series of genotoxic agents, including chemotherapeutic drugs. The mechanisms controlling the VEGF111 expression depend on the ATM/ATR, p53 and MAPKinases signaling pathways. The dual faces of VEGF111, detrimental by its potential induction during anti-cancer therapy but beneficial by its use for managing ischemic pathologies, mostly relevant when associated with high proteolytic activities, opens a considerable field of investigations.

La Dystrophie Myotonique de type 1 (DM1) est cause par l'expansion anormale d'un triplet CTG dans la partie 3'UTR du gène DMPK, entrainant l'agrégation du transcrit mutant dans des inclusions ribonucléoprotéiques appelées foci. D'après plusieurs études structurales sur des courtes répétitions CUG, il a été proposé que les expansions CUG se replient en une structure en tige-boucle qui interfère avec l'activité de plusieurs facteurs lié au métabolisme de l'ARN et altère leur fonction cellulaire. Le facteur d'épissage muscleblind-like 1 (MBNL1) a été identifié par sa capacité à interagir avec les répétitions CUG. In vivo, ces répétitions entrainent la séquestration de cette protéine aboutissant en une déplétion nucléaire. Un autre facteur d'épissage, la CUG Binding protein (CUGBP1), est également impliqué dans la pathologie. Au lieu d'être séquestré par les répétitions, la stabilité protéique de CUGBP1 est augmentée dans les tissus DM1 entrainant un gain d'activité pour ce facteur. La séquestration de MBNL1 et la stabilisation de CUGBP1 résultent en la dérégulation de l'épissage alternatif de plusieurs transcrits musculaires et du cerveau et la réexpression d'isoformes protéiques fœtales dans les tissus adultes. Cependant, de récentes études suggèrent que d'autres facteurs ou voies de signalisation que celles faisant intervenir MBNL1 et CUGBP1 pourraient être impliquées dans la pathologie DM1.Le but de mon travail de thèse a été d'identifier de nouveaux facteurs ayant la capacité d'interagir avec les répétitions CUG. A l'aide d'une purification sur chromatographie d'affinité utilisant un ARN contenant 95 répétitions CUG comme appât, nous avons identifié l'ARN hélicase p68/DDX5. p68 fait partie de la famille des protéines DEAD-box, caractérisée par un core protéique conservé constitué de neufs domaines hautement conservés, dont le motif DEAD, à l'origine du nom de ces protéines. p68 est impliquée dans de nombreux aspects du métabolisme de l'ARN, dont la transcription, l'épissage, l'export, la traduction et la dégradation des ARN. Nous avons montré, que p68 colocalise avec les foci CUG dans un modèle cellulaire exprimant la partie 3'UTR du gène DMPK contenant de longues répétitions CTG. Nous avons identifié que p68 augmente l'interaction de MBNL1 sur les répétitions CUG et une structure secondaire particulière d'un élément régulateur de l'ARN pré-messager cardiac Troponin T (TNNT2), dont l'épissage est dérégulé dans la pathologie. L'insertion de mutations dans le core de l'hélicase de p68 abolit l'effet de p68 sur la fixation de MBNL1 ainsi que la colocalisation de p68 avec les expansions CUG in vivo, suggérant que le remodelage des structures secondaires ARN de manière ATP-dépendante par p68 facilite l'interaction de MBNL1. Nous trouvons également que la compétence de p68 pour réguler l'inclusion de l'exon alternatif 5 de TNNT2 dépend de l'intégrité des sites de fixation de MBNL1.Nous proposons que p68 agit comme un modificateur de l'activité de MBNL1 sur ces cibles d'épissage ainsi que sur les expansions CUG à l'origine de la pathologie.

Au cours du développement, les cellules acquièrent progressivement leur identité en établissant des profils transcriptionnels spécifiques qui seront maintenus à travers les divisions cellulaires successives par des mécanismes dits épigénétiques. En dépit de nombreuses sources de variations de l’environnement, génétiques ou aléatoires, les organismes vivants présentent des phénotypes très stéréotypés. Cela suggère l’existence de processus de régulation assurant l’homéostasie du développement. Chez la drosophile, la protéine Cycline G jouerait un rôle dans la stabilité du développement, processus qui tamponne les variations aléatoires du développement. De plus, cette cycline est un régulateur trancriptionnel et interagit avec deux Enhancers de Trithorax et Polycomb (ETP) : ASX et Corto, impliqués dans l’activation et la répression de nombreux gènes. L’analyse du= transcriptome des disques imaginaux d’ailes de larves de drosophile qui surpexpriment CycG nous a permis d’identifier ses cibles transcriptionnelles. Nous avons montré que le domaine d’interaction avec les ETP (ASX et Corto) de Cycline G pourrait être impliqué dans la stabilité du développement. Nos résultats suggèrent qu’une interaction fonctionnelle entre Cycline G et deux complexes Polycomb répresseurs (PR-DUB et PRC1), contrôlerait l’expression de gènes importants pour la stabilité du développement. Par ailleurs, l’interaction fonctionnelle entre des facteurs d’épissage et Cycline G serait également impliquée dans la stabilité du développement. Nos résultats suggèrent que la dérégulation de CycG induirait une augmentation du bruit transcriptionnel, ayant des répercussions sur la stabilité du développement. / During development, cells progressively acquire their identity by establishing specific transcriptional profiles that will be maintained throughout successive cell divisions by epigenetic mechanisms. Despite numerous sources of developmental variability - whether environmental, genetic or stochastic, living organisms exhibit uncannily stereotyped phenotypes, suggesting the existence of regulation processes tending to developmental homeostasis. In Drosophila, Cyclin G could participate in developmental stability, which buffers stochastic developmental variation. Moreover, this cyclin is a transcriptional regulator and interacts with two Enhancers of Trithorax and Polycomb (ETP): ASX and Corto, both involved in transcriptional gene silencing and activation. By studying the transcriptome of Drosophila imaginal wing discs overexpressing Cyclin G, we have identified its transcriptional targets. We determined that the ETP-interacting domain of Cyclin G (which binds ASX and Corto) may be involved in developmental stability. Our results show that a functional interaction between Cyclin G and two Polycomb group complexes involved in transcriptional gene silencing (PR-DUB and PRC1), may control the expression of genes required for developmental stability. Additionally, Cycling G might participate indevelopmental stability through functional interactions with splicing factors. Altogether, our results suggest that Cyclin G deregulation may induce an increase in transcriptional noise, resulting in heightened developmental variation.

Contribution de U2AF1, NCBP1 et eIF4A3 dans le contrôle du maintien de la pluripotence et le devenir cellulaire.Les mécanismes de maturation du transcrit primaire peuvent profondément affecter la diversité et la fonction des protéines produites à partir d’un gène unique dans le but de mettre en place un programme complexe impliqué dans le maintien de pluripotence et/ou l’initiation de la différenciation des cellules souches humaines. Les réseaux transcriptionnels régulant la pluripotence et la différenciation ont été intensément étudiés contrairement au rôle de l’épissage alternatif dans ces mécanismes, rôle qui pour le moment reste mal compris et pour lequel il n’existe que très peux d’exemples de groupes de gènes subissant un changement général de variant d’épissage aboutissant à la modification du devenir cellulaire. Notre objectif est d’identifier les composés essentiels du spliceosome qui sont impliqués dans le maintien de la pluripotence et la différenciation précoce dans les trois feuillets embryonnaires et d’explorer leurs rôles dans ces processus. Via l’analyse de données de séquençage d’ARN nous avons identifié plusieurs facteurs d’épissage différentiellement exprimés entre les cellules souches et les trois feuillets embryonnaires. Parmi ces facteurs nous focaliserons notre étude sur les facteurs préférentiellement surexprimés dans les cellules souches, qui par conséquent devraient y jouer un rôle primordial. Les candidats sélectionnés, U2AF1, NCBP1 et eIF4A3 ont été déplétés dans des cellules souches en utilisant un système shRNA inductible puis une analyse de séquençage ARN à haut débit a été effectuée pour comprendre les changements du transcriptome induits par ces déplétions. La déplétion d’U2AF1 entraine un changement majeur de l’expression de gènes impliqués dans le développement alors que la déplétion de NCBP1 et eIF4A3 entraine un changement d’expression de gènes impliqués dans le métabolisme, le remodelage de la chromatine et le développement. Des analyses complémentaires ont permis de mettre en lumière une régulation transcriptionnelle et post-transcriptionnelle des gènes différentiellement exprimés dans les conditions étudiées. L’épissage alternatif a pour ça part été modifié par les trois déplétions de manière individuelle. Un programme d’épissage tissu spécifique a été associé à chaque candidat et les conséquences de chaque programme seront décrites au niveau du contrôle qualité de l’ARNm et de la synthèse protéique.Nos résultats construisent une nouvelle vision concernant le rôle des composés essentiels du spliceosome dans le contrôle du devenir cellulaire à travers la modulation de l’épissage alternatif. Cet apport ajoute une nouvelle variable au contrôle de l’expression des gènes et permettra de mieux comprendre les mécanismes du développement précoce et de la diversité tissulaire. / Contribution of U2AF1, NCBP1 and eIF4A3 to the control of pluripotency maintenance and cell fate determination.Alternative pathways for processing the primary transcript can profoundly affect the diversity and function of the protein products that are generated from a single gene to set up complex programs involved in pluripotency and/or differentiation of human Embryonic Stem Cells (hESCs). While transcriptional networks regulating pluripotency and differentiation has been intensively studied, the role of Alternative Splicing (AS) in this process is not yet completely understood and clear examples of concerted switching of multiple genes from one isoform to another have not been demonstrated. Our goal is to identify Core Spliceosomal Factors (CSF), involved in the control of pluripotency maintenance, early differentiation into the three germ layers, and to explore their role in these processes. By RNA-Seq data analysis, we have identified several splicing factors that are differentially expressed between pluripotent stem cells and the three of the germ layers. Among these identified candidates, we focused on the factors that are more highly expressed in pluripotent stem cells, thereby they play a specific role in pluripotency maintenance. The selected candidates, U2AF1, NCBP1 and eIF4A3 were depleted in pluripotent stem cells using inducible shRNA system and RNA-Seq analyzes have been performed to understand transcriptomic changes induced by these depletions. U2AF1 depletion causes a major switch of developmental genes expression, while NCBP1 and eIF4A3 depletions regulate the expression of genes involved in metabolism, chromatin remodeling and development. Further analysis highlighted a transcriptional and post-transcriptional regulation of differentially expressed genes. Alternative Splicing (AS) were shown to be affected by both depletions. A tissue specific AS program was associated to each of the candidates and the consequences of these changes on mRNA quality control and protein synthesis will be described.Our results build a new idea regarding the role of Core Spliceosomal Factors in cell fate control trough the modulation of AS. This knowledge adds a new layer of gene expression control and will allow a better understanding of early development mechanisms and tissue diversity.

La protéine D393-CD20, codée par un transcrit alternatif du gène cd20 découvert au laboratoire en 2010, est expriméedans les lymphocytes B (LB) tumoraux et surexprimée lors de résistance et rechute aux traitements par Rituximab(Henry et al, Blood 2010).Lors de nos travaux, cinq variants alternatifs de cd20, homologues à la séquence sauvage mais délétés d'une portioninterne, ont été identifiés par séquençage à partir de LB tumoraux. En plus de D393-CD20, 4 nouveaux variantsexistent : D657-, D618-, D480- et D177-CD20.Les variants D657- et D618-CD20 sont faiblement exprimés dans les LB de donneurs sains et surexprimés lors de lasurvenue de pathologies impliquant les LB, alors que D393-CD20 n'est exprimé que dans les LB tumoraux.L'étude par PCR quantitative du profil d'épissage de patients atteints de pathologies B ainsi que chez des donneurssains, a révélé une dérégulation de l'épissage de cd20 lors de la survenue de pathologies impliquant le LB.L'expression spécifique aux LB tumoraux de D393-CD20 suggère une dérégulation spécifique de l'épissage lors de lasurvenue de cancers, particulièrement au niveau des centres germinatifs.Si nos modèles in vitro de résistance démontrent que la présence de D393-CD20 n'est pas directement associée à larésistance aux AcMo, nous avons montré que ces derniers peuvent moduler l'épissage de cd20 par l'intermédiaire devoies de signalisation intra cellulaires.Ces résultats ouvrent donc la voie à une étude plus approfondie du potentiel biomarqueur et du rôle pronostique de la dérégulation de l'épissage du gène codant CD20, cible prépondérante des stratégies thérapeutiques des pathologies impliquant le lymphocyte B. / D393-CD20 is a protein encoded by an alternatively spliced transcript of human cd20 gene, expressed only on tumoralB lymphocyte (Henry et al, Blood2010).Based on this results, we decided to study the cd20 splicing in pathologies involving B cells.During this work, we identified 5 cd20 alternative transcripts, among them the D393-CD20 variant. The 4 others werenamed according to their size: D657-, D618-, D480- and D177-CD20.D657- and D618-CD20 are weakly expressed in healthy donor and overexpressed in pathologies involving Blymphocytes, whereas D393-CD20 is only expressed in B malignancies.Splicing pattern of patients suffering from pathologies involving B lymphocyte (cancers, auto-immune diseases, EBVinfection) were performed by quantitative PCR, and these patterns revealed a splicing deregulation in these pathologieswith a higher proportion of alternative variants compared with healthy dormors.The observation of a specifie expression of D393-CD20 in tumoral cells suggests a splicing deregulation associatedwith oncogenesis, particularly in lymphoma derived from germinal center.If in our in vitro models, no direct correlation between D393-CD20 expression and resistances to anti-CD20 antibodiestreatments hâve been observed, when shown that these antibodies induced cd20 splicing modulation.These results open the way to a deeper study to determine the interest ofcd20 splicing deregulation as a biomarker, andthe impact of theses deregulations on CD20 protein expression since these protein is a preponderant target of therapeuticstrategies used in pathologies involving B cells.

Ce travail de thèse a comporté deux parties distinctes : l'une porte sur l'étude du complexe TAR/Tat/cycline T1 impliqué dans la transactivation de la transcription de l'ARN du virus HIV-1, l'autre concerne différentes facettes de la régulation de l'épissage de l'ARN du virus HIV-1. L'interaction de la protéine virale Tat avec l'élément TAR présent à l'extrémité 5' des ARN du virus HIV-1 d'une part, et la cycline T1, composant du complexe p-TEFb responsable de l'hyperphosphorylation de l'ARN polymérase II d'autre part, est primordial pour obtenir des ARN viraux de pleine longueur. Dans l'objectif de réaliser une étude structurale du complexe TAR/Tat/cycline T1, l'ARN TAR et un fragment de la cycline T1 ont été produits en grandes quantités. De nombreuses tentatives de complexation des trois partenaires (TAR, Tat et cycline T1) ont été effectuées, mais la qualité des cristaux n'était pas suffisante pour une étude radiocristallographique du complexe. L'épissage est une étape majeure du cycle de multiplication du virus HIV-1. Son ARN comporte 5 sites donneurs et 8 sites accepteurs dont l'utilisation combinée permet la production des 9 ORF virales. Les variations de l'épissage alternatif de l'ARN du virus HIV-1 en fonction de l'expression de protéines virales Tat et Nef ont été étudiées. Nous avons par ailleurs étudié l'effet des protéines SR sur l'utilisation des sites accepteurs A2 et A3. L'étude fine de l'élément régulateur ESEt du site A3 a révélé l'implication de la protéine SR 9G8 dans le schéma complexe de régulation de ce site. / This work of thesis contained two different parts : the one concerns the study of the TAR/Tat/cycline T1 complex involved in the transactivation of the transcription of the HIV-1 RNA, the other one concerns various facets of the regulation of the splicing of the HIV-1 RNA. The interaction of the viral protein Tat with the TAR element present in the 5 ' extremity of the HIV-1 RNA on one hand, and the cycline T1, composing of the complex p-TEFb responsible for the hyperphosphorylation of the RNA polymerase II on the other hand, is essential to obtain viral RNA of full length. In the objective to realize a structural study of the complex TAR/Tat/cycline T1, TAR RNA and a fragment of the cycline T1 were produced in appropriate quantities. Numerous attempts of complexation of three partners (TAR, Tat and cycline T1) were made, but the quality of crystals was not sufficient for a radiocristallographic study of the complex. Splicing is a major stage of the cycle of reproduction of the virus HIV-1. His RNA contains 5 donor splice sites and 8 acceptor splice sites whose combined use allows the production 9 viral ORF. The variations of the alternative épissage of HIV-1 RNA according to the expression of viral proteins Tat and Rev were studied. We besides studied the effect of proteins SR on the use of acceptor splice sites A2 and A3. The fine study of the regulating element ESEt of the site A3 revealed the involvement of the SR protein 9G8 in the complex regulation of this site.

La caséine [bêta] (CN-[bêta]) et la caséine [alpha]s1 (CN-[alpha]s1) du lait de jument possèdent un taux variable de phosphorylation et sont de bons modèles d’étude de l’influence du degré de phosphorylation et de la séquence peptidique sur la chélation de caséinophosphopeptides (CPP) avec des minéraux d’intérêt nutritionnel. Avant d’envisager une telle étude, la structure des caséines doit être déterminée précisément. Notre travail a été consacré à la caractérisation de variants post-transcriptionnels et post-traductionnels de CN-[alpha]s1 et de CN-[bêta]. Après fractionnement chromatographique et analyse par spectrométrie de masse, la CN-[alpha]s1 entière, trois variants d’épissage alternatif des exons 7 et 14 de la CN-[alpha]s1 et quatre variants délétés du résidu Gln91, résultat de l’utilisation d’un site d’épissage cryptique, ont été identifiés dans le lait équin. Nous avons montré que le degré de phosphorylation de ces isoformes varie de 2 à 8 groupes phosphates. Au total, 36 isoformes différentes de CN-[alpha]s1 ont été caractérisées. La cartographie bidimensionnelle de la CN-[bêta] a été établie avec précision après avoir isolé par chromatographie chacun des variants de phosphorylation (possédant de 3 à 7 groupes phosphates) et après avoir caractérisé les formes de CN-[bêta] modifiées par désamidation non enzymatique du résidu Asn135. Des CPP trypsiques de chaque variant de phosphorylation ont été préparés avec une technique récente de chromatographie d’affinité au dioxyde de titane, ce qui a permis de localiser par spectrométrie de masse en tandem les sites phosphorylés de la CN-[bêta] (Ser9, Ser10, Thr12, Ser18, Ser23, Ser24, Ser25) et de montrer que la phosphorylation de la CN-[bêta] n’est pas aléatoire mais séquentielle / Equine [bêta]-casein ([bêta]-CN) and [alpha]s1-casein ([alpha]s1-CN) have a variable phosphorylation degree and are good models for the study of the influence of phosphorylation degree and peptide sequence on chelation of caseinophosphopeptides (CPP) with minerals of nutritional interest. Before considering such study, structure of caseins must be precisely determined. Our work has been devoted to the characterization of post-transcriptional and post-translational variants of [alpha]s1-CN and [bêta]-CN. Concerning [alpha]s1-CN, the full-length protein, three alternative splicing variants involving exons 7 and 14 and four variants involving cryptic splice site resulting in deletion of residue Gln91 have been identified in mare’s milk after chromatographic fractionation and mass spectrometric analysis. The phosphorylation degree of these variants varies between 2 and 8 phosphate groups. Finally, 36 isoforms of [alpha]s1-CN have been identified. Isolation of each phosphorylation variant (having 3 to 7 phosphate groups) of [bêta]-CN by chromatography, and characterization of modified forms of [bêta]-CN by non enzymatic deamidation of residue Asn135 permits the establishment of bidimensional cartography of [bêta]-CN with precision. After hydrolysis by trypsin, CPP of each phosphorylation variant have been prepared by affinity chromatography to titanium dioxide, a recent technology, which allowed to locate by mass tandem spectrometry the phosphorylated sites of [bêta]-CN (Ser9, Ser10, Thr12, Ser18, Ser23, Ser24, Ser25). It was shown that the phosphorylation of [bêta]-CN is not a random process but follows a sequential way