L’oestradiol est l’une des hormones sécrétées par les ovaires. Non seulement impliquée dans le développement des organes sexuels chez les femmes, cette hormone aurait également un rôle important dans la carcinogénèse. En effet, l’oestradiol agit comme facteur de croissance dans le cancer, et c’est pourquoi la thérapie anti-hormone apparaît efficace dans le traitement du cancer du sein. Dans ce projet, nous avons étudié comment une seule molécule pouvait être aussi polyvalente, en modifiant certains cofacteurs altérant ainsi l’expression de certains gènes. L'Œstradiol agit sur l’ADN en recrutant le récepteur aux œstrogènes via les éléments hormonaux-sensibles. La liaison des œstrogènes sur leurs récepteurs induit un changement dans leur conformation et déclenche le recrutement de co-activateurs. Ces co-activateurs, tels CARM1 et CBP qui sont des enzymes épigénétiques majeures, sont recrutés par les gènes cibles des œstrogènes. Bien que ce mécanisme soit connu, la signification fonctionnelle du recrutement d’HAT et d’une méthyltransférase restait toujours non élucidée. Au cours de ma thèse, j’ai démontré que la protéine CBP est spécifiquement et exclusivement méthylée par CARM1 in vivo et qu’il existe plusieurs formes de méthyl-CBP qui recrutent et régulent différents gènes clefs dans la voie de signalisation des œstrogènes. Pour la première fois, nous avons défini un « code pour les modifications des co-activateurs », qui est impliqué dans la réponse endocrinienne et pourrait être dérégulé dans la progression tumorale du cancer du sein. Ces résultats mettent en évidence la régulation croisée entre les deux enzymes épigénétiques CARM1 et CBP comme une réponse essentielle aux œstrogènes et révèlent pour la première fois le mécanisme singulier par lequel les gènes cibles des œstrogènes sont régulés. / Estradiol is one of the hormones secreted by the ovaries. Not only involved in sexual development of women, this hormone would also have a significant role in carcinogenesis. Indeed estradiol acts as growth factor in cancer and this is why anti-hormone therapy is effective in breast cancer. In this project we investigated how a single molecule can be so diverse with respect to modulating certain cofactors and thus altering gene expression. Estradiol acts on DNA by recruiting the estrogen receptor on the hormone responsive elements. The binding of estrogen to its receptor induces a conformation change on the receptor which mediates the recruitment of co-activators. Coactivators such as CARM1 and CBP which are major epigenetic enzymes are recruited on estrogen target genes. Although this mechanism was known, the functional significance of recruiting a HAT and a methyltrasferase was still impending. In my thesis, I have shown that CBP is specifically and exclusively methylated by CARM1 in vivo and that there are several combinations of methyl CBP species which recruit and regulate distinct gene hubs in estrogen signaling. For the first time we define a “code for coactivator modifications”, which is involved in endocrine response and could be deregulated in tumor progression in breast cancer. These results identify the cross regulation between the two epigenetic enzymes CARM1 and CBP as a pivotal response to estrogen and reveal for the first time a distinct mechanism by which estrogen target genes are regulated.

Le vieillissement de la population européenne a encouragé la communauté à favoriser larecherche de solutions pour soutenir cette évolution. Dans ce contexte, plusieurs questions (liéesaux services de soins de santé et aux établissements de santé, coûteux, et à capacités limitées)doivent être abordées.Ainsi, plusieurs projets de recherche et des solutions industrielles ont été proposés pour remédier àces problèmes. La plupart de ces solutions sont basées sur l'utilisation des derniers développementstechniques en matière de TIC permettant ainsi de fournir des solutions qui améliorent le bien-êtredes personnes âgées et de garantir leur indépendance dans leurs propres espaces de vie. Lessolutions technologiques fournies doivent être garanties contre les défauts potentiels deséquipements qui peuvent conduire à l'échec des systèmes et avoir un impact sur les besoins etl'indépendance des utilisateurs.Dans ce travail, nous proposons une représentation du système d'automatisation de la maison, surla base des besoins qui consiste à fournir des solutions continues et viables et répondant auxattentes des utilisateurs (tout en assurant la disponibilité des services des systèmes).Dans cet objectif, nous proposons de développer un cadre de modélisation représentant lesystème reconfigurable domotique et permettant l'examen de l'approche de la tolérance depanne, sur la base de la définition de scénarios alternatifs (assurant la délivrance continue desservices). Dans ce workflow, nous décrivons les éléments structurels du système (décrits commedes services et composants) en vue de la modélisation conceptuelle. Des règles de transformationde modèle permettent de générer un modèle d'analyse et un modèle de comportement. Lemodèle d'analyse permet de prendre une décision à propos de la sélection des élémentsalternatifs pour remplacer les éléments défectueux. Ce modèle d'analyse est défini sur la base dela notion d'approche d’arbre de défaillances, qui adopte la probabilité d'échec descomposantes pour évaluer l’état global du système considéré. Le modèle de comportement estresponsable de la simulation de l'exécution des services du système pour assurer que les scénariosconduisent à la délivrance du système.Par ailleurs, nous proposons de définir une caractéristique permettant d’évaluer l'importanceempirique (vue par le concepteur) des composantes d'un système dans le cadre d’un servicedonné. Ensuite, nous proposons une nouvelle approche, fondée sur l'intégration du facteur del'importance dans l'approche d’arbre de défaillances pour étudier la criticité du composant, encas d'échec, ainsi que la continuité de service. Un cadre de validation expérimentale, basé surplusieurs objectifs de validation est finalement proposé pour conclure ce travail de recherche. / The ageing of the European population encouraged the community to search for solutions tosupport this evolution. In this context, several issues (related to the expensive and limited healthcare services and health facilities capacities) need to be addressed.Thus, several projects, research and industrial solutions have been proposed to address these issues.Most of these projects and industrial developments are based on the use of the latest ICT technicaldevelopments to provide solutions that ameliorate the well-being of the targeted ageing groupand to guaranty their independence in their own living spaces. The provided technologicalsolutions need to be guaranteed against potential faults which may lead to the systems failure andimpact the users’ needs and independency.In this work, we propose a home automation system representation, based on the user’s needs toprovide continuous and viable solutions that meets the users’ expectations, and ensuring theavailability of system’s services.For this goal, we propose to develop an integrated modeling framework allowing therepresentation of the home automation reconfigurable system with the consideration of a faulttolerance approach (based on the alternative definition of scenarios of system servicesdeliverance).In the proposed workflow, we describe the system structural elements (described as services andcomponents) in the design modeling view, and, we lead model transformation rules allowinggenerating an analysis model and a behavior model. The analysis model allows making a decisionabout the alternative elements selection in order to substitute the faulty elements. The analysismodel definition is based on the notion of Fault Tree Analysis approach (adopting the probabilityof events failure in order to evaluate a given system status).The behavior model is in charge of simulating the execution of the system services ensuring, thus,that the proposed scenarios lead to system services deliverance.Moreover, we propose to define an expert based feature measuring the importance of a system’scomponent within the service context. In this framework, we propose a new approach, based onthe joint integration of the importance factor into the Fault Tree Analysis approach in order to studythe criticality of the component, in case of failure, on the service continuity.We propose an experimental validation framework, based on several validation objectives toevaluate the proposed work in this research

Chez E. coli, Rho est un facteur essentiel qui contrôle l’expression de multiples unités transcriptionnelles via le phénomène de terminaison de la transcription. Rho est un moteur moléculaire ATP-dépendant ayant une activité ARN hélicase caractéristique de sa capacité à dissocier des obstacles (comme l’ARN polymérase) lors de sa translocation le long de sa piste ARN. Il existe différentes structures de Rho en interaction avec l’ARN qui suggèrent des mécanismes de translocation contradictoires. Afin de mieux comprendre ces mécanismes, nous avons utilisé deux approches complémentaires pour identifier les fonctionnalités moléculaires importantes au sein de l’ARN et de Rho : l’approche NAIM (Nucleotide Analog Interference Mapping) développée au laboratoire et la mutagenèse dirigée. Nos résultats excluent une organisation de l’anneau hexamérique en «trimère de dimère» (ainsi que les mécanismes de translocation qui en découlent) mais sont compatibles avec différents aspects rencontrés dans une structure en anneau asymétrique plus récente. Toutefois, nos résultats ne supportent pas le mécanisme d’escorte nucléotide par nucléotide qui découle de cette structure asymétrique. Ainsi, nous montrons que Rho contacte la chaîne ARN de façon hétérogène et ne nécessite un groupement 2’-OH que tous les sept nucléotides en moyenne. Par ailleurs, nous avons exploré l’interactome d’E. coli dans le but d’identifier d’éventuels régulateurs de la fonction de Rho. Nous montrons que la protéine hexamèrique Hfq présente une similitude topologique avec les protéines endogènes NusG et YaeO et que, comme elles, Hfq s’associe à Rho pour en réguler la fonction. L’interaction Hfq:Rho inhibe les activités enzymatiques de Rho. Ces résultats révèlent un nouveau mécanisme d’anti-terminaison de la transcription avec diverses implications possibles dans le métabolisme bactérien et/ou la virulence de germes pathogènes. / In E. coli, Rho is an essential factor that controls the expression of multiple transcriptional units via the phenomenon of transcription termination. Rho is an ATP-dependent molecular motor displaying RNA helicase activity, a feature typical of Rho’s ability to dissociate obstacles (such as RNA polymerase) during translocation along its RNA track. Different structures of the Rho-RNA complex have been published and suggest contradictory mechanisms of translocation. In order to understand these mechanisms, we have used two complementary approaches to identify functionality molecular comports in RNA and Rho : the NAIM (Nucleotide Analog Interference Mapping) approach developed in the laboratory and site-directed mutagenesis. Our results exclude that Rho forms a functional "trimer of dimer" ring (which rules out related translocation mechanisms) but are compatible with various aspects encountered in a recent asymmetric ring structure. However, our results do not support the "nucleotide by nucleotide" escort mechanism inferred from this asymmetric structure. Indeed, we show that Rho forms heterogonous contacts with the RNA chain and only requires a 2'-OH every seven nucleotides on average. Furthermore, we explored the interactome of E. coli in order to identify potential regulators of Rho function. We show that the hexameric protein Hfq displays topological similarity with the endogenous proteins NusG and YaeO and, that, like them, Hfq associates with Rho to regulate Rho function. The Hfq:Rho interaction inhibits the enzymatic activities of Rho. These results reveal a novel mechanism of transcription anti-termination with potentially important implications in bacterial metabolism and/or virulence of pathogens.

LFY est un facteur de transcription clé dans le développement des plantes, et en particulier dans la floraison des angiospermes. Il a un rôle important, d'abord, dans l'établissement des méristèmes floraux et plus tard, dans la spécification de leurs identités d'organes floraux. Cette activité implique des réarrangements majeurs de la chromatine dans le noyau des cellules. Des loci cibles doivent passer d'un état fermé à un état ouvert. Au cours des deux dernières décennies, les Facteurs de Transcription Pionniers (PTF) ont été étudiés car ils peuvent lier leurs sites cibles à l'ADN nucléosomique, ils peuvent surmonter les contraintes stériques des nucléosomes et établir un état «compétent» dans une région particulière pour qu’il puisse être davantage régulé par d'autres partenaires (Iwafuchi-Doi & Zaret, 2014). Il a été démontré que LFY interagit physiquement et génétiquement avec deux ATPases appartenant à des complexes de remodelage de la chromatine ATP-dépendants, SYD et BRM (Wu et al., 2012). En outre, des analyses de données à l'échelle du génome suggèrent fortement que son domaine d'oligomérisation N-terminal, confère à LFY un accès à des régions fermées de la chromatine (Sayou et al., 2016). De cette manière, LFY présente des caractéristiques communes avec les PTF. Nous avons travaillé afin de mieux comprendre le mode d'action de LFY par rapport aux ATPases mentionnées ainsi qu'à la chromatine.Au chapitre I, à travers des expériences in vitro, l'interaction potentielle de LFY avec les nucléosomes a été évaluée. Nous avons reconstitué des nucléosomes, en identifiant des régions enrichies en nucléosomes dans le génome d'Arabidopsis, ciblées efficacement par LFY. Ces régions ont été sélectionnées à partir des données génomiques de ChIP-seq de LFY dans les lignes de surexpression ainsi que des données de DNAse-seq et de MNase-seq, qui ont été utiles pour analyser le paysage chromatinien (T. Zhang, Zhang, & Jiang, 2015; W. Zhang, Zhang, Wu, & Jiang, 2012). Une liaison forte mais non-spécifique de LFY de la gymnosperme Ginkgo biloba aux nucléosomes a été observée. Cependant, LFY d'Arabidopsis thaliana a montré une faible liaison aux nucléosomes.Au chapitre II, l'objectif était de cartographier les domaines d'interaction minimale nécessaires de LFY et les ATPases SYD et BRM. En utilisant la technique HTRF, nous avons montré que le domaine C-terminal de LFY interagit avec le domaine HSA de BRM. De plus, grâce à une approche in vivo, nous avons observé la perte du phénotype 35S:LFY dans les plantes F1 de chacun des trois croisements: 35S:LFY syd-5, 35S:LFY brm-1 et 35S:LFY brm-3. Cela suggère une interaction forte, ce qui signifie que lorsque BRM ou SYD ne sont pas fonctionnels, la fonction de LFY est affectée et aucune fleur ectopique n'est formée. / LFY is a key transcription factor in plant development, and especially in flowering for angiosperms. It has an important role, first, in the establishment of floral meristems and later, in the specification of their floral organ identities. This activity implicates on cells’ nucleus major chromatin rearrangements. Target loci need to pass from a closed to an opened state. In the last two decades, Pioneer Transcription Factors (PTFs) have been studied because they can bind their target sites at nucleosomal DNA, they are able to overcome the steric constraints of nucleosomes and establish a “competent state” in a particular region, so it can be further regulated by other partners (Iwafuchi-Doi & Zaret, 2014). LFY has been demonstrated to physically and genetically interact with two ATPases belonging to ATP-dependent chromatin remodeling complexes, SYD and BRM (Wu et al., 2012). Besides, genome-wide data analyses strongly suggest that its N-terminal oligomerization domain, confers LFY access to closed regions of chromatin (Sayou et al., 2016). In this way, LFY presents common features with PTFs. We worked in order to better understand LFY’s mode of action in relation to the mentioned ATPases as well as with chromatin.In Chapter I, through in vitro experiments, LFY’s potential interaction with nucleosomes, was assessed. We performed reconstituted nucleosomes by identifying nucleosome-enriched regions in Arabidopsis genome, efficiently targeted by LFY. These regions were selected used genome-wide data from ChIP-seq of LFY in overexpressing lines and DNAse-seq as well as MNase-seq data, which was useful to analyze chromatin landscape (T. Zhang, Zhang, & Jiang, 2015; W. Zhang, Zhang, Wu, & Jiang, 2012). A strong but non-specific binding of LFY from the gymnosperm Ginkgo biloba to nucleosomes was observed. However, LFY from Arabidopsis thaliana, showed a weak binding to nucleosomes.In Chapter II, the aim was to map the minimal necessary interacting domains of LFY and the ATPases SYD and BRM. Using the HTRF technique, LFY’s C-terminal domain was shown to interact with BRM’s HSA domain. In addition, through an in vivo approach, we observed the loss of the 35S:LFY phenotype in the F1 plants from each of the three crosses: 35S:LFY syd-5, 35S:LFY brm-1 and 35S:LFY brm-3. This suggested a strong interaction, meaning that when BRM or SYD are not functional, LFY’s function is affected and no ectopic flowers are formed.

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

Le facteur de transcription GATA4 est un puissant régulateur du développement cardiaque, gonadique et digestif. Bien qu'un grand nombre de ses gènes cibles soient connus, les mécanismes contrôlant son expression et son activité demeurent incertains. GATA4 est phosphorylé par la PKA en réponse à l'AMPc en serine 261 et des MAPK en serine 105. L'objectif de mon projet de maîtrise est donc de définir l'importance de ces sites de phosphorylations et plus particulièrement par les MAPK sur l'activité transcriptionnelle de GATA4 sur certains promoteurs cibles. Les résultats de transfection transitoire au phosphate de calcium montrent que la stimulation par les MAPK potentialise l'activité transcriptionnelle de GATA4 sur les promoteurs Star, Inha et Cypl9. Cette stimulation potentialise également la coopération de GATA4 avec ses partenaires transcriptionnels comme LRH1 et SF1 sur le promoteur Inha. Ceci a permits de mettre en évidence l'importance des MAPK dans la régulation de l'activité transcriptionnelle de GATA4 sur certains promoteurs cibles.

L'endométriose est une maladie gynécologique, touchant les femmes en âge de procréer. Cette pathologie est caractérisée par la présence de tissu endométrial ectopique, c'est-à-dire en dehors de la cavité utérine. Des dysfonctions du système immunitaire sont de plus en plus souvent suspectées comme étant un des éléments responsables de la pathogenèse de cette maladie. L’objectif général de ce projet a donc été d’étudier les mécanismes cellulaires de molécules pro-inflammatoires aux propriétés variées et à l'expression anormalement élevée dans cette pathologie, que sont MIF et les prostaglandines PGE2 et PGF2α, dans les anomalies inflammatoires et invasives en cause dans cette pathologie. La première partie de nos travaux a porté sur l’étude d’un modèle murin de l’endométriose déficient du gène MIF. Le nombre et le volume des lésions collectées à partir des souris déficientes pour le gène MIF sont significativement inférieurs à ceux mesurés dans des souris sauvages utilisées comme contrôle. L’analyse par PCR des cellules isolées des lésions de souris déficientes du gène MIF a révélé une expression réprimée des protéines d’adhésion, d’inflammation et d’angiogenèse. Ces données démontrent pour la première fois que le MIF agit directement sur la croissance et la progression de lésions d’endométriose in vivo. Une partie de nos travaux a porté sur les molécules nécessaires au métabolisme de PGE2 et PGF2α dans l'endomètre eutopique des femmes normales et l'endomètre eutopique et ectopique des femmes atteintes d'endométriose. Selon nos données, l'expression de certains de ces facteurs est perturbée durant cette maladie, ce qui peut avoir des effets délétères sur la physiologie de la procréation. La stimulation des cellules ectopiques par PGF2α entraîne une libération accrue de VEGF et CXCL-8, ceci via l'induction de COX-2 et des deux variants d’épissage du récepteur FP. De plus, la PKC joue un rôle dans ce phénomène, dépendamment et indépendamment de la PLC. Par son effet inducteur sur la libération de VEGF et CXCL-8, PGF2α pourrait favoriser l'aspect inflammatoire et le développement ectopique des lésions d'endométriose, notamment par des phénomènes d’angiogenèse et de prolifération cellulaire accrus. L'effet de PGF2α sur la libération de VEGF et CXCL-8 par les cellules endométriales ectopiques pourrait également expliquer les quantités élevées de ces cytokines dans le liquide péritonéal des femmes atteintes d'endométriose, un phénomène suspecté dans l'infertilité et les douleurs associées à cette maladie. Nos derniers résultats obtenus à partir du liquide péritonéal montrent un profil cytokinique en faveur de l’angiogenèse et la prolifération des lésions d’endométriose, avec une forte augmentation des facteurs suivants : EGF, FGF-2, IL-1α, MIP-1β, TGFα, PDGF-AA, PDGF-BB, MCP-3, sCD40L, Gro Pan, IL-17α, MDC et Rantes, confortant nos observations préalables redéfinissant la maladie comme étant d’origine angio-inflammatoire. L'endométriose et ses symptômes sont des phénomènes complexes ayant probablement plus qu'une seule origine. Parmi les nombreux facteurs à l'expression altérée dans l'endométriose, notre étude montre que MIF, PGE2 et PGF2α, ainsi qu’une pléthore de facteurs pro-angiogéniques pourraient être de ceux jouant un rôle dans l'infertilité et les douleurs reliées à cette maladie. / Endometriosis is a menstrual disorders, is mainly diagnosed in the peritoneal cavity by the presence of lesions, which are thought to originate from the endometrium. Little is known about the causes of endometriosis and no targeted treatment is available. Our studies were the first to show functional defects involving the immune system in the endometrium, i.e. before this tissue migrates and grows into abnormal locations. Our current main hypothesis is that endometriosis development requires a combination of immune dysfunction involving factors, such as MIF, PGE2 and PGF2α. Using a mouse model where MIF-knock out (KO) mice received intra-peritoneal injection of endometrial tissue from MIF-KO or syngenic wild type (WT) mice and vice versa, we first revealed that MIF genetic depletion resulted in a marked reduction ectopic endometrial tissue growth, a disrupted tissue structure and a significant downregulation of the expression of major inflammatory, cell adhesion, survival and angiogenic factors relevant to endometriosis pathogenesis, whereas MIF add-back to MIF-KO mice significantly restored endometriosis-like lesions number and size. This study provides compelling evidence for the role of MIF in endometriosis development and its possible interest for a targeted treatment of endometriosis. We then revealed for the first time multiple defects in PG biosynthesis and receptivity pathways, which differ between eutopic intrauterine and ectopic endometrial tissues and may, owing to the wide spectrum of PG properties, contribute to the initial steps of endometrial tissue growth and development and have an important role to play in the pathogenesis and symptoms of this disease. Afterward, we focussed on PGF2α which markedly up-regulated PGE2, CXCL-8 and VEGF secretion in endometriotic cells, through COX-2 activation. Such an effect was abolished by AL8810, a specific FP antagonist, and significantly down-regulated after specific inhibition of FP different variants signalling pathways. PGF2α enhanced angiogenesis through endothelial tubal formation and proliferation processes. These results show for the first time that PGF2α exerts an indirect angiogenic effects by interacting with ectopic stromal cells and induces the secretion of major angiogenic factors via FP signalling pathways. This study provides evidence for a new mechanism underlying endometriosis development and pathophysiology. As our last data showed distinct patterns of peritoneal fluid cytokine concentrations in endometriotic women most notably a marked increase in EGF, FGF-2, IL-1α, MIP-1β, TGFα, PDGF-AA, PDGF-BB, MCP-3, sCD40L, Gro Pan, IL-17α, MDC and Rantes. These changes may exacerbate the local peritoneal angiogenic and proliferative reaction observed in women with endometriosis, and contributes to its pathophysiology. Inflammation is a major hallmark of endometriosis and angiogenesis is crucial to ectopic endometrial tissue growth. Once viewed as archetypical mediators of inflammation and pain, prostaglandins and angiogenic cytokines should be now regarded major promoters of endometriotic lesions growth.

Les facteurs de transcription GATA tirent leur nom de leur capacité à se lier à la séquence consensus WGATAR sur les promoteurs de leur gènes cibles. Le facteur GATA4, joue un rôle décisif dans le développement de multiples organes comme le cœur, le tractus digestif, et les gonades. Malgré son rôle central au cours du développement, le mécanisme d'action de GATA4 et son mode de régulation dans différents tissus, et plus particulièrement les gonades, reste mal compris. Le principal objectif du travail rapporté dans cette thèse a été de mieux caractériser comment GATA4 acquiert sa spécificité d'action pour réguler ses gènes cibles gonadiques. Un de ces mécanismes est la coopération avec différents partenaires transcriptionnels. Le facteur WT1 a été identifié comme un nouveau partenaire pour GATA4 dans la régulation de l'expression de SRY et de MIS/AMH, deux gènes fondamentaux de la détermination et la différenciation du sexe. Le récepteur nucléaire LRH-1/NR5A2 a lui aussi été identifié comme partenaire de GATA4 dans la régulation du gène HSD3B2 humain codant pour une enzyme cruciale de la stéroïdogenèse. Un mode de régulation alternatif est la modification post-traductionelle du facteur GATA4 lui-même, le processus le plus étudié étant la phosphorylation. Dans les cellules gonadiques, GATA4 est sujet à la phosphorylation par la protéine kinase A. Toutefois, GATA4 est aussi une cible pour la MAP kinase sur une série distincte de résidus serine. Ainsi, la phosphorylation sélective de GATA4 en réponse à différents stimuli et impliquant différentes voies de signalisation apparaît comme un mécanisme clé de la régulation de l'activité de GATA4 dans les cellules gonadiques. Enfin, l'interruption des interactions entre GATA4 et ses partenaires transcriptionnels est liée à des maladies chez l'homme. En effet, une mutation du gène GATA4 humain (hG296S) empêche son interaction avec TBX5, ce qui est à l'origine de défauts cardiaques congénitaux. Contrairement au cœur, la mutation ne semble pas avoir d'effet sur la capacité de GATA4 à coopérer avec ses partenaires transcriptionels gonadiques. Ainsi, bien que préjudiciable à la fonction cardiaque, cette mutation n'est pas supposée à provoquer des effets sur la reproduction chez l'homme. / The GATA family of transcription factors is named for the consensus nucleotide sequence (WGATAR) that they bind in the promoter region of target genes. One member of this family, GATA4, plays a prominent role in the development of multiple ventrally-located organs such as the heart, digestive tract, and gonads. Despite this pivotal developmental role, the mechanism of action of GATA4 and its regulation in different tissues, especially the gonads, remains poorly understood. The main objective of the work presented in this thesis was to better understand how GATA4 acquires its specificity of action to regulate gonadal target genes. One mechanism is through cooperative interactions with different transcriptional partners. WT1 was identified as a novel partner for GATA4 in the regulation of sex-determining region Y (SRY) and Mullerian inhibiting substance (MIS/AMH), two critical genes involved in the mammalian sex determination and differentiation pathway. The nuclear receptor LRH-1/NR5A2 was also identified as a new transcriptional partner for GATA4 in the regulation of the human 3(3- hydroxysteroid dehydrogenase type 2 gene (HSD3B2) involved in steroidogenesis. An alternate mechanism for regulating GATA4 activity is via post-translational modifications of the factor itself. The most studied has been the role of phosphorylation. In gonadal cells, GATA4 is a target for phosphorylation by protein kinase A (PKA). GATA4, however, was also found to be a target for MAP kinasemediated phosphorylation on a distinct set of serine residues. Thus, selective phosphorylation of GATA4 in response to different stimuli and involving different signaling pathways appears to be a key mechanism for regulating GATA4 activity within gonadal cells. Finally, disruption of cooperative interactions between GATA4 and its transcriptional partners has also been linked to human disease. Indeed, a human GATA4 mutation (hG296S) has been reported to abrogate its interaction with TBX5, resulting in congenital heart defects. Unlike the heart, the mutation was found to have no effect on the ability of GATA4 to cooperate with its major gonadal transcriptional partners. Thus, although detrimental to heart function, the hG296S mutation would not be expected to cause human reproductive defects.

On estime qu'environ 5 millions d'hommes américains souffrent de taux de testostérone réduits ou d'hypogonadisme. Chez les hommes, les cellules de Leydig sont les principales productrices de testostérone et d'insuline-like 3, deux hormones essentielles à la différenciation sexuelle masculine, aux fonctions reproductives et à la santé globale de l’homme. Les facteurs de transcription sont des protéines qui régulent la transcription des gènes en se liant à des séquences d'ADN spécifiques. Le facteur de transcription “chicken ovalbumin upstream promoter type 2” (COUP-TFII) est un facteur de transcription qui appartient à la superfamille des récepteurs nucléaires. Dans le testicule, COUP-TFII est exprimé dans les cellules se différenciant en cellules de Leydig adulte (ALCs) pleinement fonctionnelles et joue un rôle majeur dans leur différenciation et leur fonction. La synthèse des stéroïdes est réduite dans des cellules de Leydig appauvries en COUP-TFII, ce qui suggère que ce facteur joue un rôle important dans la stéroïdogenèse. Cependant, le mécanisme d'action de COUP-TFII dans les cellules de Leydig demeuraient largement méconnus. Dans cette thèse, une analyse des données de puces à ADN de cellules MA-10 Leydig appauvries en COUP-TFII a été effectuée afin d’identifier le rôle global de ce facteur dans les cellules de Leydig. Cette étude a permis d’identifier 262 gènes différentiellement exprimés, notamment Hsd3b1, Cyp11a1, Prlr, Pdgfra, Shp, Ear1, Amhr2, Fdx1, Inha et Gsta3. De plus, l’étude du promoteur proximal d’Amhr2 par des études de gène rapporteur a permis de démontrer que COUP-TFII est recruté au promoteur proximal d’Amhr2 et coopère avec SP1 et GATA4 afin de réguler son expression. Les résultats présentés dans cette thèse fournissent une meilleure compréhension du mécanisme d'action de COUP-TFII dans les cellules de Leydig, et des preuves supplémentaires renforçant l'importance du récepteur nucléaire COUP-TFII dans la stéroïdogenèse, l'homéostasie androgénique, la défense cellulaire et la différenciation des cellules de Leydig. / It is estimated that about 5 million American men have low testosterone levels, hypogonadism, and infertility problems. Leydig cells are the primary producers of testosterone and insulin-like 3 hormones in males, both essential for male sex differentiation, reproductive roles, and overall health. Transcription factors are proteins that bind to various DNA sequences to control DNA transcription. Chicken ovalbumin upstream promotertranscription factors II (COUP-TFII) belongs to the steroid/thyroid hormone nuclear receptor superfamily of transcription factors. COUP-TFII is expressed in the cells that give rise to fully functional steroidogenic Adult Leydig cells in the testis and plays an important role in their function and differentiation. Steroid synthesis is reduced in COUP-TFII-depleted Leydig cells, suggesting that this protein plays a vital role in steroidogenesis. However, the mechanisms of action of COUP-TFII in Leydig cells were largely unknown. The analysis of microarray data from COUP-TFII-depleted MA-10 Leydig cells identified 262 differentially expressed genes, including Hsd3b1, Cyp11a1, Prlr, Pdgfra, Shp, Ear1, Amhr2, Fdx1, Inha, and Gsta3. Anti-Müllerian hormone (AMH), which is expressed in Sertoli cells, is essential for the regression of the Müllerian ducts during male embryonic development. In Leydig cells, AMH signals through the anti-Müllerian hormone type II receptor (AMHR2). In male mammals, mutations affecting AMH or AMHR2 expression cause Persistent Müllerian Duct Syndrome (PMDS), characterized by infertility, inguinal hernias, cryptorchidism, and reduced serum testosterone levels. COUP-TFII was found to cooperate with specificity protein 1 (SP1) and GATA-binding factor 4 (GATA4) in the regulation of the Amhr2 promoter using reporter promoter assays. COUP-TFII and GATA4 were found to be recruited to the same region of the Amhr2 gene via chromatin immunoprecipitation assay (ChIP), further strengthening their cooperative roles in the regulation of this gene. Furthermore, COUP-TFII and GATA4 were found to associate in the Leydig cells molecularly. The results presented in this thesis provide a better understanding of the mechanism of COUP-TFII action in Leydig cells, and additional evidence strengthening the importance of COUP-TFII in steroidogenesis, androgen homeostasis, cellular defense, and differentiation.

L’excitotoxicité est un processus pathologique responsable de la mort neuronale dans plusieurs désordres neurologiques. La mort des neurones par excitotoxicité libère dans le milieu extracellulaire des molécules capables d’activer les microglies adjacentes aux sites lésés. L’activation du système immunitaire suite à une blessure cérébrale est généralement vue comme nocive pour les neurones. Les récepteurs toll-like (TLR) font partie des principaux récepteurs responsables de la reconnaissance des dommages cérébraux après une lésion excitotoxique. Les résultats de ce mémoire démontrent qu’un préconditionnement induit par l’injection systémique d’un ligand TLR2 ou TLR4 permet d’augmenter la survie neuronale face à une lésion excitotoxique. La neuroprotection est dépendante de la signalisation MyD88 et est associée avec une activation microgliale bénéfique. Des souris chimériques pour les cellules de la moelle osseuse ont révélé que la signalisation MyD88 au niveau des cellules résidentes du système nerveux central joue un rôle favorable dans la survie neuronale contre l’excitotoxicité. / Excitotoxicity is a pathological process responsible for the death of neurons as observed in multiple neurological disorders. This process releases danger signals in the extracellular space that alert and activate surrounding microglial cells. Immune system activation following acute brain injury is often considered detrimental, contributing to further neuronal damage. Toll-like receptors (TLR) are among the main receptors that recognize cell damage and initiate an inflammatory response following cell damage. The study presented in this report shows that a systemic injection of a TLR2 or TLR4 agonist induces a state of preconditioning that increases neuron survival against acute excitotoxicity. The neuroprotective effects are associated with a beneficial activation of microglial cells and depend upon MyD88 signaling. Furthermore, bone marrow chimeric mice revealed that MyD88 signaling in cells of the central nervous system has a protective effect against excitotoxicity.