The human Fyn-related kinase (FRK) is a member of subfamily of Src-related kinases family. FRK is 54 kDa non-receptor tyrosine kinase protein composed of 505 amino acids. FRK consists of three functional domains: Src homology 3 (SH3), SH2 and kinase domain, as well as a putative tyrosine kinase regulator at the C-terminus. FRK has a conserved auto-regulatory tyrosine residue within its kinase domain. It has been reported that FRK is repressed in about 30 % of human breast cancer samples. Over-expression of FRK in breast cancer cells of the mammary gland was shown to suppress cell growth by interacting, phosphorylating and stabilizing the tumor suppressor PTEN, thus inhibiting AKT/PI3K signaling. Although it has been suggested that FRK is a tumor suppressor gene, the effects of activated FRK on cell proliferation, migration and invasion are unclear. Likewise, the signaling pathways regulated by the activation of FRK have not been yet fully characterized. We hypothesize that the activation of FRK is essential for the regulation of its cellular functions. Mutation of the C-terminal auto-regulatory tyrosine 497 to phenylalanine (FRK-Y497F) resulted in the constitutive activation of FRK. We generated stable cell lines expressing either the FRK wild type (FRK-WT) or FRK-Y497F from triple negative breast cancer MDA-MB-231 cells. The introduction of FRK-Y497F in MDA-MB-231 cells significantly suppressed their proliferation, migration, invasiveness and colony formation as compared to cells that expressed the FRK-WT gene. Over-expression of either FRK-WT or FRK-Y497F in MDA-MB-231 cells inhibited the phosphorylation of AKT, STAT3, JNK and P38 MAPK as compared to either the MDA-MB-231 parental cells or those that were transfected with the empty vector. Our results suggested that FRK represses cell proliferation, migration, invasiveness and colony formation at least in part by the inhibiting the activation of AKT/PI3K, JAK-STAT and MAPK signaling pathways.

SRMS (Src-Related tyrosine kinases lacking C-terminal Regulatory tyrosine and N terminal Myristoylation Sites) belongs to a family of non-receptor tyrosine kinases, which also includes breast tumor kinase (BRK). SRMS was first identified in 1994 in a screen for the genes that regulate the growth and differentiation of neuroepithelial cells. This 54 kDa protein spanning 488 amino acids, consists of the prototypical Src homology 3 (SH3), Src homology 2 (SH2) and a tyrosine kinase domain. While BRK has been documented for its expression in over 60 % of breast carcinomas, information on SRMS on similar grounds remains absent from the literature. Furthermore, unlike BRK, knowledge of how SRMS regulates its enzymatic activity as well as the identification of its substrates remains unknown. The work in this thesis demonstrates that SRMS is potentially expressed in the majority of breast carcinomas. To understand the biochemical and cellular functions of SRMS, a series of mutants comprising point mutations as well as the deletion of the N-terminal region and the functional, SH3 and SH2 domains, were generated and assessed for enzymatic activity in cells. This study demonstrates for the first time that the wild type protein is apparently constitutively active and that its N-terminal region regulates its enzymatic activity. As well, three critical amino acid residues in the protein namely, lysine 258 (ATP binding site), tyrosine 380 (auto-phosphorylation site) and tryptophan 223 (intramolecular interaction) have been characterized. All three residues have been determined to be essential for the enzymatic activity of SRMS. Finally, the adapter protein Dok1 has been characterized as a novel substrate of SRMS. The results from the present study underscore the potential significance of the catalytically active non-receptor tyrosine kinase, SRMS that should serve as a foundation upon which further research may ensue in the context of breast tumorigenesis.

Les adénomes hépatocellulaires (AHC) sont des tumeurs bénignes rares qui se développent le plus souvent chez la femme jeune suite à la prise de contraceptifs oraux. Les complications principales sont l’hémorragie et plus rarement, la transformation maligne en carcinome hépatocellulaire (CHC). Des travaux récents ont permis d’identifier 3 groupes moléculaires principales d’AHC qui se définissent par (1) l’inactivation du facteur de transcription HNF1A (H-HCA), (2) l'activation de la voie Wnt/ß-caténine (bHCA) ou (3) la présence d’infiltrats inflammatoires (IHCA).Afin d’identifier les voies de tumorigenèse associées au développement d’AHC inflammatoires (IHCA), une analyse transcriptomique comparant des IHCA à des foies non tumoraux a été réalisée au laboratoire, ce qui a permis d’identifier dans ce groupe tumoral une activation de la voie IL-6/JAK/STAT3. Nous avons recherché de nouvelles altérations géniques et nous avons caractérisé le mécanisme d'activation de la voie IL-6/JAK/STAT dans les IHCA. Les conséquences fonctionnelles sur la voie STAT3 des différents mutants ont été analysées par une modélisation de leur expression dans des lignées hépatocellulaires. Par ailleurs, nous avons réalisé des études génomiques intégrées (analyse CGH-SNP, méthylome et séquençage exome) sur une large série de 250 AHC avec pour objectif d’affiner la classification moléculaire des AHC, d’identifier de nouveaux gènes altérés dans ces tumeurs et d’élucider les mécanismes de transformation maligne des AHC en CHC.Dans le groupe des IHCA, ces analyses nous ont permis d’identifier de nombreux oncogènes activés par mutation somatique ; de plus, trois de ces gènes n’avaient jamais été décrits comme étant mutés dans des tumeurs humaines. Nous avons identifié des mutations activatrices du récepteur à l’IL-6, gp130 dans 60% des IHCA. Nous avons aussi retrouvé des mutations de FRK, une src-like kinase, dans 10% des IHCA, du facteur de transcription STAT3 dans 5% des IHCA, du gène GNAS dans 5% des cas, et de la tyrosine kinase JAK1 dans 1% des cas. Toutes les mutations identifiées étaient somatiques, monoalléliques et mutuellement exclusives. Nous avons pu montrer, dans des systèmes de lignées cellulaires hépatocellulaires, que l'expression des formes mutées de ces gènes est capable d’activer la voie IL-6/STAT3 en absence du ligand IL-6, contrairement aux protéines sauvages. Nous avons identifié des inhibiteurs pharmacologiques qui permettent d’inhiber de façon spécifique ces mutants et qui pourraient être utilisés en clinique pour le traitement des IHCA.Grâce à une technique de CGH-SNP, nous avons identifié des événements récurrents de pertes et gains de chromosomes associés aux groupes moléculaires d’AHC. De façon similaire, l’étude de la méthylation dans les AHC a permis de mettre en évidence un pattern spécifique à chaque sous groupe. Nous avons montré que l’instabilité chromosomique augmente progressivement dans les lésions borderline et dans les CHC développés sur AHC comparés aux AHC classiques. Le séquençage exome de 5 transformations malignes de AHC en CHC a identifié un nombre plus important de mutations dans les AHC qui ont transformé comparé aux AHC classiques ; ce nombre est significativement augmenté dans la partie CHC des tumeurs. La comparaison de la partie bénigne et maligne des tumeurs a mis en évidence l'activation de ß-caténine comme un évènement précoce dans le processus de transformation et a révélé la présence de mutations somatiques fréquentes dans le promoteur de la télomèrase (TERT), identifiées principalement dans la partie maligne des tumeurs.En conclusion, cette étude a permis d’identifier des mécanismes distincts conduisant à l'activation de STAT3 dans les IHCA, renforçant le rôle de la voie JAK-STAT3 dans la tumorigenèse bénigne hépatocellulaire ainsi que le lien entre Src kinases et inflammation. Ces travaux ont permis d’affiner la classification moléculaire des AHC avec des corrélations étroites... / Hepatocellular adenomas (HCA) are rare benign tumors that develop most often in young women after taking oral contraception. The main complications are hemorrhage and rarely, malignant transformation to hepatocellular carcinoma (HCC). Recent work in the laboratory identified three main HCA molecular groups that are defined by (1) inactivation of the transcription factor HNF1A (H-HCA), (2) activation of the Wnt/ß-catenin pathway (bHCA) or (3) the presence of inflammatory infiltrates (IHCA).To identify tumorigenesis pathways associated with the development of inflammatory HCA (IHCA), a transcriptome analysis comparing IHCA to non-tumor liver was performed in the laboratory, leading to the identification of an activation of the IL-6/JAK/STAT3 pathway in these tumors. We sought new gene alterations and we characterized the activation mechanism of the IL-6/JAK/STAT pathway in IHCA. The functional consequences of the different mutants on the STAT3 pathway were analyzed by modeling their expression in hepatocellular cell lines. In addition, we performed integrated genomic studies (CGH-SNP analysis, methylome and exome sequencing) on a wide range of 250 HCA with the aim to refine the molecular classification of HCA, to identify new genes altered in these tumors and to elucidate the mechanisms of malignant transformation of HCA to HCC.In the group of the IHCA, we identified many oncogenes activated by somatic mutation; in addition, three of these genes were never been described as mutated in human tumors. We identified activating mutations in the IL-6 receptor gp130 in 60% of IHCA. We also found mutations in FRK, a src-like kinase, in 10% of IHCA, of the transcription factor STAT3 in 5% of IHCA, of the GNAS gene in 5% of cases, and of the tyrosine kinase JAK1 in 1% of the cases. All identified mutations were somatic and monoallelic and were mutually exclusive. We have shown in hepatocellular cell lines that the expression of mutated forms of these genes is able to activate the IL-6/STAT3 pathway in the absence of the IL-6 ligand, in contrast to wild-type proteins. We have identified pharmacological inhibitors that specifically inhibit the mutants and that could be used for the clinical treatment of IHCA.Using a CGH-SNP technique, we identified recurrent chromosomes gains and losses associated with the HCA molecular groups. Similarly, the study of methylation in HCA highlighted a specific pattern in each subgroup. We showed that chromosomal instability increases gradually in borderline lesions and in HCC developed on HCA compared to classical HCA. Exome sequencing of 5 malignant transformation of HCA to HCC identified a large number of mutations in the transformed HCA compared to classical HCA; and this number is significantly increased in HCC tumors counterpart. Comparison of benign and malignant tumors highlighted the activation of ß-catenin as an early event in the transformation process and revealed frequent somatic mutations in the promoter of the telomerase gene (TERT), identified mainly in the malignant part of tumors.In conclusion, this study has led to the identification of distinct mechanisms leading to the activation of STAT3 in IHCA, strengthening the role of the JAK-STAT3 pathway in benign hepatocellular tumorigenesis and the relationship between Src kinases and inflammation. This work helped to refine the molecular classification of HCA with tight correlations between genotype and phenotype, and led to advances in the identification of major genetic determinants involved in the process of malignant transformation.

Proteomic techniques were used to analyze the protein expression profile of the early-stage differentiation of pig embryonic stem cells (ES cells). The pig ES cells were induced to develop to neuronal cells by all-trans retinoic acid (ATRA) in vitro by Tainan Livestock Research Institute. The ES cells were cultured with ATRA and collected at time intervals of 0, 1, 2, 4, 8 and 10 days. The cell lysates were analyzed by two-dimensional electrophoresis, and the differentially expressed proteins are identified by MALDI-TOF. Our data shows that the expression profile of pig ES cells is similar to other mammalian models but with some differences. Preliminary pig ES cells 2D database was set up. Six spots each with up or down-regulation in neurogenesis were identified by MS. These proteins may become the good markers of pig ES cells into neural cells by RA. Among those proteins, vimentin, prohibitin and annexin A10 were up-regulated, zinc finger protein 482 (ZNF482), fyn-related kinase (FRK) and annexin A1 were down-regulated during differentiation of pig ES cells to neural cells. Addtionally, we ultilized RT-PCR technique to investigate mRNA expression during neurogenesis, vimentin and prohibitin was up-regulated, anxa1(annexin A1) was slightly down-regulated, neuroD1 and neurogenin 2 were high expression on day 10, beta-catenin was high expression on day 8 to 10.

La reproduction est un événement crucial pour la vie des plantes. Ce processus nécessite la formation du pollen et des ovules. Les cellules germinales vont subir la méiose puis une succession de mitoses, deux pour le pollen et trois pour l’ovule, ce qui va leur permettre d’acquérir leurs structures finales. Une fois formés, ces deux gamètes doivent se rencontrer. Pour cela, le grain de pollen va germer sur le stigmate puis former le tube pollinique. Le tube pollinique en croissance va traverser les différents tissus femelles et ainsi tracter les deux cellules spermatiques jusqu’à l’ovule, permettant la reproduction. Un important réseau de signalisation cellulaire est nécessaire pour permettre ces événements. Les cascades des Mitogen-Activated Protein Kinases (MAPKs) sont l’un des réseaux de signalisation les plus étudiés chez les plantes. Ces kinases sont impliquées dans de très nombreux processus développementaux tels que la formation de l’embryon ou des stomates. Pour autant, leurs rôles restent encore peu caractérisés pendant de la fécondation. Ce projet a pour objectif de mieux comprendre le rôle que jouent les MAPK lors de la formation des gamètes mâles et femelles ainsi que lors de la croissance des tubes polliniques. Plusieurs membres de la superfamille des MAPKs ont été caractérisés pour leurs rôles dans la reproduction sexuée des végétaux. De précédents travaux dans le laboratoire de Daniel P. Matton, ont démontré l’implication de deux MAPK Kinases Kinases (MAP3K), la Solanum chacoense Fertilization-Related Kinase 1 (ScFRK1) et ScFRK2. Ces deux kinases sont nécessaires pour le développement de l’ovule et du pollen chez S. chacoense, une espèce de pomme de terre sauvage diploïde. Dans un premier temps, nous avons étudié la fonction d’une nouvelle ScFRK, la ScFRK3. Ce troisième membre de la classe des FRKs chez S. chacoense, est, elle aussi, impliquée dans le développement des gamétophytes mâles et femelles. Du patron d’expression jusqu’à l’établissement d’une voie de signalisation potentielle, en passant par la caractérisation phénotypique des mutants, plusieurs expériences ont été réalisées dans le but de comprendre le rôle de ScFRK3 lors de la formation des gamètes chez Solanum chacoense. Nous montrons que la ScFRK3 est impliquée dans la formation du pollen ainsi que celui des ovules. Nous avons ensuite poursuivi nos recherches en affinant le phénotypage du mutant de surexpression ScFRK2. En effet, les précédentes études ont permis de montré que la surexpression de ScFRK2 conduit le primordium ovulaire à la formation de structures carpéloïdes. Pour autant, les ensembles des primordius ovulaires ne sont pas devenu des strutures capéloïde. Nous montrons ici que seulement 10 % des ovules dans l'ovaire sont devenu 4 des carpéloïde. Notre étude montre qu’en plus des structures carpéloïdes, un grand nombre d'ovule n'ont pas de sac embryonnaire à l'anthèse ce qui explique le faible nombre de graines par fruit. L’analyse du développement des sacs embryonnaires monte que la surexpression de ScFRK2 entraine l’arrêt au stade mégaspore fonctionnelle. Ce phénotype est similaire à ce qui a pu être observé dans les lignées ARN interférant pour la ScFRK1 et la ScFRK3. De précédentes études faites chez Arabidopsis thaliana semblent montrer que les membres de la superfamille des MAPK ne sont pas essentiels pour la croissance du tube pollinique. Pour comprendre le rôle que jouent les MAPK dans l’élongation du tube pollinique, nous avons utilisé un inhibiteur des MAP Kinase Kinase (MKK), appelé U0126. La présence de cette drogue dans le milieu de croissance des grains de pollen provoque une diminution de la germination et de l’élongation du tube pollinique. L’utilisation de la méthode semi-in vivo montre une perte de la polarisation de la croissance des tubes polliniques causée par l’inhibition des MKK. La présence de l’inhibiteur conduit à la diminution de la quantité de filaments d’actine ainsi qu’à leur désorganisation à l’apex du tube. L’exocytose est aussi affectée par l’inhibition des MKK. Les cascades MAPK sont nécessaires à la croissance polarisée du tube pollinique chez Arabidopsis thaliana. Pour finir, nous avons voulu identifier certains membres de la superfamille des MAPK impliqués dans la croissance du tube pollinique. Nous nous sommes intéressés en premier lieu aux orthologues de la famille ScFRK chez Arabidopsis thaliana. Les AtMAP3K19-20-21 sont les orthologues les plus proches de ScFRK3. Ces AtMAP3K sont exprimées lors du développement des grains de pollen et lors de l’élongation de tube pollinique. L’analyse du pollen des différentes lignées mutantes montre qu’en leur absence, le pollen ne présente aucun problème de développement contrairement à ScFRK3. Par contre, les doubles mutants et le triple mutant pour les AtMAP3K19-20-21 montrent une diminution de la capacité de germination. L’élongation du tube pollinique est affectée lors de la mutation d’au moins une des AtMAP3K. Ces deux études démontrent que les MAPK sont essentielles dans la formation et l’élongation du tube pollinique. / Reproduction is a crucial event for plant life. This process requires the formation of pollen and ovules. The germ cells will undergo meiosis and then a succession of mitosis, two for the pollen and three for the ovule, which will allow them to acquire their final structures. Once formed, these two gametes must meet each other. For this, the pollen grain will germinate on the stigmas to form the pollen tube. The growth of the pollen tube will pass through the different female tissues and thus pull the two sperm cells to the ovum for reproduction. An important cellular signaling network is necessary to allow these events to occur. The Mitogen-Activated Protein Kinase (MAPKs) cascades are one of the most studied signaling networks in plants. These kinases are involved in a wide range of developmental processes such as embryo formation and stomata. However, their roles remain poorly characterized during fertilization. The aim of this project is to better understand the role played by MAPKs during the formation of male and female gametes as well as during the growth of pollen tubes. Several members of the MAPK superfamily have been characterized for their role in the sexual reproduction of plants. Previous work in Daniel P. Matton's laboratory has demonstrated the involvement of two MAPK Kinases (MAP3K), Solanum chacoense Fertilization-Related Kinase 1 (ScFRK1) and ScFRK2. These two kinases are necessary for egg and pollen development in S. chacoense, a diploid wild potato species. In a first step, we studied the functionality of a new ScFRK, ScFRK3. This third member of the class of FRKs in S. chacoense, is also involved in the development of male and female gametophytes. From the expression pattern to the establishment of a potential signaling pathway, through the phenotypic characterization of mutants, several experiments have been performed in order to understand the role of ScFRK3 in the formation of gametes in S. chacoense. We show that ScFRK3 is involved in the formation of pollen as well as that of the embryonic sac. We then continued our research by refining the phenotyping of the overexpression mutant ScFRK2. Indeed, previous studies have shown that ScFRK2 overexpression leads the ovular primordium to the formation of carpeloid structures. However, the sets of ovular primordia have not become capeloid structures. We show here that only 10% of the eggs in the ovary have become carpeloid. Our study shows that in addition to the carpeloid structures, a large number of ova do not have an embryonic sac in the anthesis, which explains the low number of seeds per fruit. The analysis of the development of the embryonic sacs shows that 7 overexpression of ScFRK2 leads to the cessation of the functional megaspore stage. This phenotype is similar to what has been observed in interfering RNA lines reducing expression of ScFRK1 and ScFRK3. Previous studies in Arabidopsis thaliana suggest that members of the MAPK superfamily are not essential for pollen tube growth. To understand the role that MAPKs play in pollen tube elongation, we used a MAP Kinase Kinase (MKK) inhibitor called U0126. The presence of this drug in the growth medium of pollen grains causes a decrease in germination and elongation of the pollen tube. The use of the semi in vivo method shows a loss of polarization of the pollen tube growth caused by the inhibition of MKK. The presence of the inhibitor leads to a decrease in the number of actin filaments and their disorganization at the apex of the tube. Exocytosis is also affected by MKK inhibition. We show in this chapter that MAPK cascades are necessary for polarized pollen tube growth in Arabidopsis thaliana. Finally, we wanted to identify some members of the MAPK superfamily involved in pollen tube growth. We were first interested in the ScFRK family orthologs in Arabidopsis thaliana. AtMAP3K19-20-21 are the closest orthologs to ScFRK3. These AtMAP3K are expressed during the development of pollen grains and during the elongation of the pollen tube. Pollen analysis of the different mutant lines shows that in their absence the pollen does not present any development problems unlike ScFRK3. On the other hand, double mutants and triple mutant for AtMAP3K19-20-21 show a decrease in germination capacity. Pollen tube elongation is affected when at least one of the AtMAP3Ks is mutated. These two studies demonstrate that MAPKs are essential for the formation and elongation of the pollen tube and that AtMAP3K19-20-21 participate in these biological processes.

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Die Arbeit beschäftigt sich mit der Möglichkeit der Wissensvermittlung für alte Migranten mit Sprachbarrieren. Mithilfe der Grounded Theory, die gleichermaßen als wissenschaftstheoretische Grundlage für die empirische Hypothesen- sowie Konzeptentwicklung als Fazit der Arbeit dienen soll, werden über unterschiedliche Zugänge zum Thema am Beispiel eines gegebenen Projektes, Handlungsansätze für zukünftige Methoden und Forschungsbereiche erschlossen. Zunächst beschäftigt sich die Arbeit mit einer Abhandlung über Kultur(-anthropologie) und die Auswirkungen auf kollektive und individuelle Identität eines Migranten. Der Begriff der Migration wird definiert, die historische Entwicklung der Migration in Deutschland skizziert, um im Anschluss die Lebenssituation in Deutschland lebender Migranten darzustellen. Da es sich bei dieser Arbeit hauptsächlich um in Deutschland gealterte Migranten handelt, schließt sich eine Definition des alten Menschen an, woraus schließlich der Begriff des alten Migranten entwickelt wird. Um pädagogische Mechanismen des Lernens verständlich zu machen, werden Lerntheorien erläutert, woraus sich dann Besonderheiten für das Lernen im Alter unter Berücksichtigung aktueller Konzepte (z.B. Lebenslanges Lernen ) ableiten lassen. Die Identitätsentwicklung der in Deutschland lebenden Migranten wird weiter unter dem Gesichtspunkt des Akkulturationsstresses erörtert. Es werden hirnbiologische Zusammenhänge für die Lebenssituation der alten Migranten erarbeitet, um einerseits individuellen Stress dieser Menschen und andererseits Stress durch Migration als kollektive Erfahrung mit Folgen im Ankunftsland in Einklang zu bringen. Fallbeispiele aus der psychiatrisch-psychotherapeutischen Praxis als pathologisches Endstadium für die Unfähigkeit des Nicht-Lernen-könnens werden eingebracht. Mithilfe einer nicht-experimentellen bundesweiten Erhebung zur Lebenszufriedenheit (FLZ: Fragebogen zur Lebenszufriedenheit) werden theoretische Überlegungen belegt. Dazu werden ferner verfügbare statistische Daten beispielsweise über die Teilnahme an Deutsch- bzw. Integrationskursen sowie Abbruch- und Erfolgsquoten herangezogen. Die Entstehung und Nutzung der Neurodidaktik - eine Verschmelzung der biologischen und pädagogischen Forschung - dient als Überleitung zu pädagogisch-didaktischen Möglichkeiten des informellen Lernens, wobei zuvor formelles und informelles Lernen mit historischen Beispielen (von Platon bis Freire) definiert werden. Der Infokoffer des Projektes Älter werden in Deutschland wird als Beispiel einer praktikablen Möglichkeit unter Berücksichtigung der in der Arbeit bereits genannten kritischen Momente des Lernens für ältere Migranten ausführlich dargestellt und erläutert. Letztlich werden als Fazit Elemente für zukünftige Entwicklungen von Methoden für die Arbeit mit in Deutschland lebenden älteren Migranten dargeboten. Durch diese Arbeit ergeben sich zusätzlich Ansätze zu aktuell gesellschaftlich diskutierten Thema der Integration und das Feld biophysiologischer Untersuchungen an Migranten als weitere Forschungsbereiche. Um beim Leser das Verständnis zu gewährleisten und Zusammenhänge ausreichend und umfassend vermitteln zu können werden im Verlauf der Arbeit Exkurse zu tangierenden Themen, Konzepten und Aspekten geboten.