La détermination de la structure d’une molécule dans une cellule est souvent la première étape à la compréhension de son mode d’action. Un exemple flagrant est le riborégulateur, qui est un ARN hautement structuré capable de lier un ligand et de modifier la régulation génique chez les bactéries. Cette étude se penche sur la structure de l’aptamère d’un riborégulateur pouvant se lier au métabolite S-adénosylméthionine (SAM), qui est impliqué dans des réactions de méthylations essentielles dans une cellule. Plus précisément, le modèle sélectionné pour ces travaux provient de la famille SAM-I et est composé de quatre tiges (P1 à P4). En utilisant des techniques biophysiques telles le FRET et le single-molecule FRET (sm-FRET), nous pouvons comprendre plus en détails le dynamisme structural du repliement de l’aptamère qui se passe en deux étapes. La première étape de repliement de l’aptamère est constituée par la formation de l’état intermédiaire induite par la liaison du magnésium. Cet état a été caractérisé grâce à des mutations nucléotidiques bloquant des changements conformationnels spécifiques. Aussi, cette étude a permis d’ajouter des détails biophysiques sur la dernière étape de repliement de l’aptamère induite par la liaison de SAM. La réorganisation finale du site de liaison implique une rotation de la tige P1. D’ailleurs, la formation de la tige P1 permet le contrôle direct de l’expression génétique. Ces deux étapes permettent à l’aptamère du riborégulateur SAM d’adopter sa structure native essentielle à l’arrêt de transcription. En bref, nous décrivons en détail les mécanismes structuraux expliquant le fonctionnement du riborégulateur SAM. Certains de ces mécanismes pourraient être communs à plusieurs classes de riborégulateurs, d’où l’intérêt de prospecter d’autres cibles.

Près de 8% du génome humain est constitué de séquences d'origine rétrovirale. Ces séquences nommées HERVs (Human Endogenous RetroVirus) représentent des vestiges d'intégrations rétrovirales ancestrales qui font maintenant partie de notre génome. Certaines de ces séquences sont toujours aptes à produire des protéines typiques aux rétrovirus, telles que les protéines de l'enveloppe ou certaines protéines régulatrices. La présence des HERVs dans le génome humain peut se révéler être associée à divers phénomènes biologiques, favorisant ainsi l'idée qu'une corrélation entre ces rétrovirus endogènes et certaines pathologies, telles que la sclérose en plaque, la schizophrénie ou encore la pré-éclampsie pourrait exister. Cependant, il a été suggéré qu'une protéine d'enveloppe appartenant à une séquence d'HERV, nommée Syncytine-l, pourrait participer au développement du placenta. La fonction de cette dernière serait de provoquer des événements de fusion cellulaire entre les cellules cytotrophoblastiques du placenta, permettant la formation de la structure cellulaire nommée syncytiotrophoblaste. Cependant, d'autres protéines d'enveloppe d'HERVs découvertes récemment, telle que la Syncytine-2, pourraient aussi participer à ces événements fusogéniques de façon équivalente, voir plus importante que la Syncytine-l. L'étude menée ici a tout d'abord eu pour but d'approfondir et de présenter des mécanismes possibles de régulation du gène Syncytine-l ainsi que d'un autre gène env d'HERVs, soit la Syncytine-2, possiblement impliquée dans les événements fusogéniques des cellules trophoblastiques. D'abord, des expériences de 5'/3' RACE ont permis de caractériser les extrémités du transcrit Syncytine-2. L'expression de ces enveloppes rétrovirales a été ensuite étudiée en utilisant la technique RT-PCR. En effet, l'ARN total a été extrait de différentes lignées cellulaires de choriocarcinomes trophoblastiques (BeWo, Jar et JEG-3), stimulées ou non avec les agents activateurs, forskoline (un activateur de l'adénylate cyclase) et bpV[pic] (un inhibiteur de phosphotyrosine phosphatase) dont l'impact dans les événements de fusion a été étudié parallèlement. D'autres amplifications par RTPCR, utilisant l'ARN de cellules primaires humaines placentaires, ont été envisagées, afin de mettre en évidence l'expression de ces gènes dans un contexte plus représentatif du placenta. D'autre part, une étude des différentes activités promotrices a été réalisée à l'aide de différents clonages des régions LTR-5' de ces deux gènes dans un vecteur rapporteur de la luciférase. Dans un second temps, il s'agissait d'étudier l'implication fonctionnelle de ces deux protéines d'enveloppe d'HERVs, au cours de la syncytialisation des trophoblastes, par différentes expériences de fusion en présence d'inhibiteurs de l'expression de ces enveloppes rétrovirales telles que des molécules d'ARN Interférents. Enfin, leur localisation cellulaire a été mise en évidence au travers de la microscopie confocale. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : HERV, Rétrovirus endogène, Env, Syncytine-1, Syncytine-2, Placenta, Trophoblaste, Fusion, Syncytium, Expression, Transcription, LTR, Localisation, siRNA.

Les leucémies lymphoïdes de type T et B sont des maladies malignes typiques des cellules sanguines. Afin d'approfondir nos connaissances concernant ces dernières, nous avons utilisé le rétrovirus murin Graffi. Pendant longtemps, on pensait que ce rétrovirus ne provoquait que l'apparition des leucémies myéloïdes pour constater, plus tard avec des outils moléculaires et plus perfectionnés, qu'il était capable d'induire différents types de leucémies (lymphoïdes et non lymphoïdes). Pour mieux caractériser les leucémies lymphoïdes et dans le but de trouver des gènes potentiellement impliqués dans ce type de leucémie ou dans le processus de l'hématopoïèse, la technique des microarrays a été retenue. Cette technique permet de mesurer en une seule expérience le niveau d'expression de plusieurs milliers de gènes. Les analyses ont porté sur 8 échantillons de souris constitués de 3 sous types de leucémies T (CD4+/CD8+, CD4+/CD8-, CD4-/CD8+), de 3 sous-types de leucémies B (CD45R low/CD19+, CD45R+/CD19+, CD45R+/CD19+/SCA1+) et d'un contrôle constitué de lymphocytes T (CD4+/CD8+) et B (CD45R+/CD19+) exprimant les marqueurs de surface exprimés à la surface de chacun des types de leucémies. Différentes approches d'analyse des résultats obtenus par les microarrays ont été appliquées de façon à distinguer ou à regrouper les gènes dont l'expression est altérée dans les différents types de leucémies analysées. Ceci nous a permis de sélectionner 56 gènes qui étaient soit spécifiques aux leucémies T, soit spécifiques aux leucémies B, soit communs à ces deux types. Parmi ces gènes se trouvent des gènes qui sont connus dans d'autres types de cancers mais qui n'ont pas encore été impliqués dans la leucémie. D'autres ne sont connus que dans les leucémies non lymphoïdes ou encore n'ont jamais été impliqués ni dans la tumorigénèse ni dans la leucémogénèse mais qui ont des fonctions physiologiques nécessaires au bon fonctionnement de l'organisme. Pour certains autres gènes, aucune information n'était disponible. L'application des microarrays a donc permis de créer une liste constituée des gènes potentiellement impliqués dans le développement de leucémies et qui pourraient servir de marqueurs diagnostiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Rétrovirus, Rétrovirus murin Graffi, Leucémies lymphoïdes, Leucémies non lymphoïdes, Cytométrie de flux, Tri cellulaire, Micropuces à ADN, Gènes différentiellement exprimés, Oncogènes.

La protéine L-isoaspartate (D-aspartate) méthyltransférase (PIMT) est une enzyme de réparation qui cible les protéines endommagées par l'accumulation de résidus L-isoaspartates anormaux. Les voies de signalisation qui contrôlent l'expression de la PIMT sont peu connues. D'autre part, la kinase mTOR est une protéine centrale pour les cellules. Elle contrôle la synthèse des protéines, le cycle cellulaire et l'intégration des voies de signalisation régulées par des facteurs de croissance et des nutriments. Or, nous démontrons dans cette étude que l'expression de la PIMT est dépendante de mTOR. En utilisant des analyses par immunobuvardage de type Western et RT-PCR, nous montrons qu'une concentration physiologique (0.02 µM) et élevée (1 µM) de l'inhibiteur spécifique de mTOR, la rapamycine, inhibe (40% et 70%) l'expression de la PIMT sans modulation du niveau d'ARNm. D'un autre côté, l'expression de la PIMT diminue lorsqu'on prive les cellules en glutamine, une condition expérimentale connue pour inhiber mTOR. De plus, nous montrons que l'inhibition de l'expression de la PIMT est dépendante de mTOR mais semble indépendante de la PI3K. Pour cela, nous avons employé des inhibiteurs de la PI3K (Wortmannin, LY294002), un analogue inactif (LY303511) qui n'agit pas sur la PI3K mais qui a été rapporté pour inhiber l'activité de mTOR, et un inhibiteur d'AKT. Enfin, nous avons utilisé un siRNA dirigé contre mTOR et montré que cela entraînait une diminution de 50% de l'expression de mTOR et de la PIMT. Ces résultats suggèrent fortement un mécanisme de régulation de la PIMT par mTOR. Sachant que mTOR est surexprimée dans certains cancers, l'inhibition de l'expression de la PIMT par l'inhibition de mTOR pourrait avoir une implication thérapeutique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Protéine L-isoaspartate (D-aspartate) méthyltransférase (PIMT), Mammalian target of rapamycin (mTOR), Glioblastomes, Inhibiteurs des kinases, Voies de signalisation.

Les mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation du programme génétique de l'épithélium intestinal sont encore à ce jour très peu connus. Dans ce travail, nous avons étudié la régulation des membres de la famille de facteurs de transcription C/EBP en utilisant la lignée épithéliale intestinale de crypte IEC-6 afin de mieux comprendre le rôle de ces gènes dans l'intestin. Dans un premier temps, nous avons vérifié par Northern l'expression des ARNm des C/EBPs suite à la stimulation des cellules avec du sérum qui favorise la prolifération cellulaire et avec un traitement au dexaméthasone qui diminue la prolifération cellulaire. Le sérum induit à des niveaux variables les ARNm des trois isoformes alors que les niveaux d'ARNm de C/EBP? et C/EBP? augmentent rapidement suite à un traitement aux glucocorticoïdes. Par des études de run-on, nous démontrons que le sérum agit surtout par des mécanismes post-transcriptionnels alors que le dexaméthasone influence les niveaux d'ARNm principalement au niveau transcriptionnel. Les analyses par Western nous permettent de constater une induction des trois protéines C/EBP?, ? et ?, parallèle à celle des ARNm suite à une stimulation par le sérum. Par contre, les variations de l'expression de ces trois protéines en présence de dexaméthasone par rapport aux niveaux d'ARNm témoignent d'une certaine régulation post-traductionnelle. La capacité de liaison à l'ADN des C/EBPs augmente suite à la stimulation par le sérum mais ne varie pas suite à un traitement au dexaméthasone, tel que révélé par la technique de rétention sur gel. Des études d'immunofluorescence montrent une localisation nucléaire pour C/EBP? et C/EBP?. Par contre, pour la première fois, nous démontrons une localisation différente de C/EBP?, soit périnucléaire et cytoplasmique, contrairement à une localisation nucléaire chez les hépatocytes et adipocytes. La régulation complexe des C/EBPs dans ces conditions particulières suggère un rôle potentiel de ceux-ci dans la croissance et la réponse inflammatoire des cellules épithéliales intestinales de la crypte.

Au-delà de l'information génétique contenue dans la séquence de l'ADN des cellules, il existe une mémoire cellulaire, dite épigénétique comprenant l'ensemble des circuits génétiques avec rétroactions positives permettant d'amplifier ou de maintenir une réponse cellulaire dans le temps. Nous nous sommes intéressés, à travers deux exemples, aux boucles de rétrocontrôle positif comme élément de réponse à un signal, permettant de fixer, de manière à la fois dynamique et robuste, le comportement cellulaire. Dans un premier temps, nous avons identifié une boucle d'auto-amplification dans la production de vitellogénine chez la truite et permettant d'expliquer l' « effet mémoire de la vitellogénèse » (une seconde stimulation à l'œstradiol induit une plus forte production de vitellogénine et plus rapidement que lors de la première stimulation, alors même que le niveau de vitellogénine retombe à zéro entre les deux stimulations). Le modèle que nous proposons implique un récepteur tronqué à l'œstradiol possédant une activité basale même en l'absence de son ligand, permettant de maintenir la cellule dans un état d'aptitude à répondre sans pour autant produire de vitellogénine. Dans un deuxième temps, nous nous sommes intéressés à une des causes possibles provoquant la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT), responsable des métastases dans les cancers. L'EMT témoigne d'un état plus agressif des cellules tumorales et s'accompagne notamment d'un changement du métabolisme des cellules cancéreuses, diminuant la part de la phosphorylation oxydative au profit de la glycolyse (effet Warburg). Cela entraîne une baisse d'efficacité de la production d'ATP, obligeant les cellules à prélever davantage de nutriments dans leur milieu. Cette observation a suscité le développement de thérapies basées sur la privation de glucose et qui, a priori, devraient nuire principalement aux cellules cancéreuses. Nous avons étudié les effets d'un faible contenu cellulaire en ATP sur la transformation cellulaire. Nous avons observé qu'un traitement par un analogue non métabolisable du glucose diminue drastiquement le contenu en ATP des cellules ayant passé l'EMT et induit des changements morphologiques et génétiques orientés vers le phénotype mésenchymateux. La protéine MKL1, cofacteur de transcription dont l'activité est régulée par la polymérisation de l'actine, pourrait être un relais génétique entre l'état métabolique cellulaire et le maintien de l'EMT. Ces résultats suggèrent de fortes connections entre l'EMT et le niveau énergétique des cellules, faisant d'une privation d'énergie une cause possible de l'aggravation du phénotype mésenchymateux et remettant en cause les bienfaits sur le long terme de thérapies visant à « affamer » les cellules tumorales. / Beyond the genetic information contained in the DNA sequence of cells, there is a cellular memory called epigenetic, including genetic circuits with positive feedback loops amplifying or maintaining cellular states in time. We studied through two examples, the positive feedback loops as part of response to a signal, able to set cell behavior, in a dynamic and robust way. As a first step, we identified a self-amplification loop in the production of trout vitellogenin explaining the "vitellogenesis memory effect" (a second estradiol stimulation induces higher and faster vitellogenin production than during the first stimulation, even though the vitellogenin level falls to zero between the two stimuli). The model we propose involves a truncated estradiol receptor, with a basal activity even in the absence of its ligand, which is able to maintain the cell in an estrogen-responsive state without producing vitellogenin. In a second step, we studied one of the possible causes leading to the epithelial-mesenchymal transition (EMT), involved in cancer metastasis. The EMT reflects a more aggressive state of tumor cells and is associated with a particular change in the metabolism of cancer cells, reducing the part of oxidative phosphorylation in favor of glycolysis (Warburg effect). This leads to a reduction in the efficiency of ATP production, forcing the cells to take more nutrients from their environment. This observation led to the development of treatments based on glucose deprivation which should mainly affect cancer cells. We studied the effects of a low cellular ATP content on cell transformation. We observed that a treatment with a non-metabolizable glucose analogue drastically reduces the ATP content of cells that had undergone EMT and induces morphological and genetic changes enforcing the mesenchymal phenotype. We identified the transcriptional coactivator MKL1, whose activity is regulated by actin polymerization, as a possible genetic link between the cellular metabolic state and maintenance of EMT. These results suggest strong connections between the EMT and the energy level of the cells, and raise serious questions about the benefits of the long-term therapy "starving" tumor cells, considering that energy deprivation could aggravate the mesenchymal cell phenotype.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La dépression est fréquente, sa prise en charge difficile et les connaissances de sa physiopathologie très incomplètes. Il est établi qu’il existe une composante familiale et héréditaire au trouble dépressif mais le substrat biologique de cette vulnérabilité est inconnu et souvent les études souffrent d’un manque de reproductibilité. Par ailleurs, il n’existe pas de bio-marqueur validé utilisable en pratique courante.Nous proposons dans ce travail de thèse d’explorer les ARN périphériques chez les patients souffrant de dépression de façon à explorer s’ils peuvent définir des bio-marqueurs et si leur étude peut nous permettre de mieux comprendre le processus physiopathologique.Nous avons recruté des patients souffrant de dépression sévère dans plusieurs études pour répondre à nos objectifs. Nous avons été attentif dans ces études à des problèmes méthodologiques importants, en particulier à propos du choix des gènes de contrôle pour les PCR en temps réel, du choix de critères statistiques dans l’étude pan-génomique et de la prise en compte de prélèvements répétés chez les sujets sains pour contrôler toute variation due à des facteurs non contrôlés. En accord avec une abondante littérature sur le sujet, nous avons pu mettre en évidence des gènes déjà décrits dont l’expression transcriptionnelle est dérégulée chez les patients par rapport aux sujets contrôles ou au cours de l’évolution de la dépression, dans des études centrées sur des gènes candidats et une étude pan-génomique.Nous avons pu également mettre en évidence de façon nouvelle l’expression dérégulée chez les patients déprimés de gènes impliqués dans la régulation chromatinienne ou l’expression des gènes.Nous avons également pu nous rendre compte que les approches pan-génomiques complétaient l’approche gène candidat avec une meilleure convergence que ne le laissait supposer la littérature.Nous avons également étudié les micro-ARN et mis en évidence qu’un certain nombre d’entre eux étaient des marqueurs traits ou des marqueurs liés à l’état au cours de la dépression.L’ensemble des données issues de notre étude pan-génomique et de notre étude sur les micro-ARN montre qu’il existe des interactions probables entre les micro-ARN et les ARNm dérégulés et ces données confirment le rôle possible des gènes régulant la chromatine ou l’expression des gènes dans la dépression.Enfin, l’étude des variabilités inter- et intra-individuelles de l’expression génétique confirme l’absence d’altération globale de la transcription au cours de la dépression et souligne l’importance d’un ensemble de molécules régulant la transcription dont l’expression est contrainte c’est à dire très peu variable d’un individu à l’autre et d’un moment à l’autre chez un même sujet.Si nous n’avons pas pu mener une étude validant des marqueurs biologiques, nos résultats ouvrent la voie à l’exploration à plus grande échelle de ces marqueurs potentiels comme à l’étude d’hypothèses originales sur la physiopathologie de la dépression. / Major depression is a frequent and severe disease whose treatment is often inconsistent and patients care remains insufficient. Despite some hypothesis which implicate mono-amine and genetic factors, the pathophysiology of major depression remains unclear. Moreover, no biological marker is available in current clinical practice.Our work aims to propose methodological tools and offers preliminary results to develop such biological markers by studying gene expression in peripheral blood mononuclear cells from severe depressive patients and sex and age-matched controls in different comparative prospective studies. Candidate gene and pangenomic approaches were combined. Moreover, we explored for the first time human microRNA transcription variation in major depression by multiplex RT-qPCR.Among our main findings, we demonstrate that some well-known candidate gene such as serotonin transporter mRNA could be interesting biomarkers of major depression evolution or prognosis. In addition, pangenomic study highlights the implication of genes related to chromatin structure and gene expression regulation like histone family. We also identified variations in the expression of a set of microRNAs during a major depressive episode and, with in silico approaches, we propose putative functional interactions between candidate miRNAs and mRNAs.Overall, our work underlines the feasibility and the relevance of studying the level of expression of RNAs in a psychiatric disorder using peripheral tissues. We obtained both convergent and novel results in regard to previous investigations opening the way to better knowledge of major depression pathophysiology as well as biomarkers development.

La thèse décrit, dans le premier chapitre, les effets opposés sur la régulation de l'expression du gène du facteur tissulaire (TF) par la voie PI3K/Akt et la voie Erk1/2 in vitro. TF est une molécule clé pour initier la coagulation du sang. Son rôle est maintenant connu au développement embryonnaire, le maintien de l'intégrité vasculaire et la réparation tissulaire. De fait que divers cancers expriment des niveaux aberrantes du TF qui sont corrélés avec le pronostic, TF pourrait réellement favorise la croissance tumorale, l'angiogenèse et la métastase. En utilisant une lignée cellulaire épithéliale de cancer du sein MDA-MB-231, nous avons quantifié l'expression du gène du TF par le test luminescent, qPCR, western blot, et d'activité TF associée aux cellules in vitro. Nous avons constaté que 1) PI3K/Akt est la principale voie qui active l'expression des gènes TF. 2) L'activité Erk1 / 2 inhibe l'expression du gène TF; 3) le blocage de la voie Erk1/2par PD98059 induit une expression aberrante du gène du TF via sur-activation du récepteur du EGF; 4) cette sur-expression du TF peut être neutralisé par le blocage de l'EGFR et de la voie PI3K/Akt; 5) cette sur-expression induite par l'inhibition de Erk1/2est une caractéristique commune pour les lignées de cellules épithéliales cancéreuses testés, comme SKOV-3-3 et OVCAR ; 6) la forme soluble du TF suite à l'épissage alternatif représente une faible proportion de l'ARNm de TF totale et 7) Le niveau d’expression duTF des cellules MDA-MB-231 est corrélée à une activité procoagulante cellulaire et à l'invasivité des cellules in vitro. Cette étude a révélé une boucle de régulation négative de l’Erk1/2 vis-à-vis du l’activité du EGFR, ce qui suggère un effet indésirable des agents thérapeutiques ciblant l’Erk dans la clinique.La thèse décrit, dans le deuxième chapitre, les éléments de preuve de la fonction angiogénique de Hypb, une H3K36 méthyltransférase avec Hypb-/ - knockout souris.Ces souris ont montré une létalité embryonnaire à E10.5-E11.5 et de graves anomalies vasculaires dans le sac vitellin d'embryons et le placenta. Les expériences avec des cellules endothéliales HMEC-1 in vitro utilisant l’anti-Hypb siARN ont démontré défaut de migration et d’invasion cellulaire. En outre, les cellules traitées ont perdu la capacité de former des vaisseaux. Ces données sont bien cohérente avec l'analyse histologique de embryons Hypb-/- de souris dont le réseau complexe de ramification vaisseaux embryonnaires et la circulation sanguine étaient absentes. L'analyse génétique sur sac vitellin avec microarray ont suggéré une association entre le défaut de l'angiogenèse dans Hypb-/ - souris et la déréglementation de la sécrétion des protéines Angptl3 etCyr61, qui pourraient se lier à avß3. Il a également souligné le rôle de l'angiogénine,Angptl3 et Gja4 dans ce défaut, parce que lien de ces gènes à l'angiogenèse étaient démontrés. Mécanismes plausibles sont explorés. La régulation épigénétique de l'angiogenèse est une question importante parce qu'elle contrôle la régulation spatiale et temporelle de l'expression de milliers de gènes. Notre étude suggère clairement un rôle clé de Hypb et H3K36 méthylation et Hypb mécanismes liés aux processus de vascularisation chez les mammifères (vasculogenèse et l'angiogenèse). L'angiogenèse est importante pour la recherche fondamentale et application médicale dans les maladies cardio-vasculaires et de la thérapie anti-cancereuse. Nous espérons que de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant les voies épigénétiques permettra d'offrir de nouvelles voies thérapeutiques. / The thesis described, in the first chapter, an opposite regulatory effects of PI3K/Akt pathway and Erk1/2 pathway on tissue factor(TF) gene expression in vitro. TF is a keymolecule required to initiate blood coagulation, and is now accepted to be essential forembryo development, maintenance of vascular integrity and tissue repair. Since a variety of cancers show aberrant prognostics-correlated high levels of TF expression, it is believed that TF promotes tumor growth, angiogenesis and metastasis. Using an epithelial breast cancer cell line MDA-MB-231, we quantified TF gene expression by luminescent test, qPCR, western blot, and cell-associated TF activity in vitro. We found that 1) PI3K/Akt is the major pathway that activates TF gene expression. 2) Erk1/2activity inhibits TF gene expression; 3) blocking Erk1/2 by PD98059 aberrant lyupregulates TF gene expression via enhancing EGFR activity; 4) this enhanced TF expression can be neutralized by blocking EGFR and PI3K/Akt pathway activation; 5) TF upregulation induced by Erk inhibition is a common feature in the tested epithelial cancer cell lines SKOV-3 and OVCAR-3; 6) Soluble form of TF due to alternative splicing represents a small proportion of total TF mRNA and 7) The level of TF gene expression in MDA-MB-231 cells is correlated to cell procoagulant activity and cell invasiveness in vitro. This study revealed a negative feedback loop of Erk-mediated EGFR inhibitions,suggesting an undesirable effect of the agents targeting Erk in clinic.The thesis described, in the second chapter, the evidence of angiogenic function of Hypb,a H3K36 methyltransferase with Hypb-/- knockout mice. These mice demonstrated embryonic lethality at E10.5-E11.5 and severe vascular defects in the Hypb−/− embryo,yolk sac, and placenta. The experiments with endothelial cells HMEC-1 in vitro using anti-Hypb siRNA demonstrated defective cell migration and invasion. Furthermore, the treated cells lost the capacity of vessel formation. These data were well coherent with histological analysis of Hypb-/- mice embryos that lacked the intricate network of branching embryonic vessels and showed disrupted blood flow. The genetic microarray analysis on yolk sac suggested an association between the defect of angiogenesis inHypb-/- mice and deregulated Angptl3 and Cyr61 protein release, since both of which could bind to αvβ3. It also suggested the roles of angiogenin, Angptl3 and Gja4 in this defect because these angiogenesis-related genes were downregulated. Plausible mechanisms are discussed. The epigenetic regulation of angiogenesis is an important issue because it controls the spatial and temporal regulation of expression of thousands of genes. Our study clearly suggests a key role of Hypb and H3K36 methylation and Hypb-related mechanisms in the processes of mammalian vascularization (vasculogenesis and angiogenesis). Angiogenesis is important for both basic researchand medical application in cardiovascular diseases and cancer therapeutics. We believe that novel therapeutic strategies targeting epigenetic pathways will achieve real benefit in medical practices.

Lors d'une infection par le virus Lambda, une bactérie peut suivre l'une ou l'autre de deux voies très différentes : la lyse, où le virus se multiplie, tue l'hôte et est relâché dans l'environnement, ou la lysogénie, où l'ADN viral est intégré dans le chromosome de l'hôte et celui-ci devient immunisé à une surinfection. La "décision" entre la lyse et la lysogénie est prise aléatoirement, mais les probabilités de suivre chacune des deux voies dépend du nombre de virus infectant la cellule en même temps et de son état physiologique : un faible nombre de virus par bactérie, un milieu riche ou des cellules en phase de croissance exponentielle favorisent la lyse, alors que les conditions opposées favorisent la lysogénie. Cela est rendu possible par un ensemble de cinq gènes, sous quatre promoteurs, interagissant les uns avec les autres et avec des protéines de l'hôte. Des paires de gènes codant pour des protéines fluorescentes ont été insérés dans le génome de Lambda. En mesurant les niveaux de fluorescence de bactéries individuelles, nous pouvons déterminer, au cours de la décision, les taux d'expression de gènes de ce réseau et leurs corrélations deux à deux. En variant systématiquement les conditions de croissance, nous pouvons ainsi obtenir une description riche de la dynamique, notamment du rôle du bruit stochastique et de son contrôle, de ce réseau de régulation naturel. Enfin, nous avons complété un programme informatique développé au laboratoire de façon à pouvoir comparer le réseau de Lambda à des réseaux générés sur ordinateur et ayant le même comportement. Cela aidera à mieux comprendre la structure particulière de ce réseau.