Au cours d'une étude sur le contrôle transcriptionnel du gène de l'alpha-foetoprotéine, le laboratoire s'était intéressé aux facteurs de transcription de la famille SP/KLF et S. Scohy avait découvert une séquence définissant un nouveau membre: SP6.<p><p>Afin de déterminer la structure du gène chez la souris, nous avons isolé un fragment génomique contenant la totalité du gène et nous l'avons séquencé. Une analyse informatique de cette séquence, l'isolement d'ESTs ainsi qu'une expérience d'extension d'amorce, nous ont permis d'affirmer que le gène Sp6 murin possède deux exons, générant une protéine de 376 acides aminés à partir d'un ATG repéré au début de l'exon 2.<p>En même temps, des travaux réalisés sur un gène nommé epiprofin ont été publiés (Nakamura et al. 2004). Ce gène s'est avéré correspondre au gène Sp6 car il code pour la même protéine. Les exons 2 sont en effet identiques, seuls les exons 1 diffèrent.<p>Nos études sur l'expression du gène Sp6 ont indiqué qu'elle est ubiquiste mais que c'est durant le développement embryonnaire, et surtout pendant les stades les plus tardifs de celui-ci, qu'il est le plus exprimé. Cette expression se localise surtout au niveau des dents, de l'épithélium olfactif, du cerveau, des bourgeons de membres et des follicules pileux de l'embryon. A l'état adulte, l'expression de Sp6 se réduit fortement dans tous les tissus; seuls les poumons présentent un taux d'expression relativement important.<p>Ce travail a également permis de mettre en évidence l'existence d'un transcrit non-codant issu d'une transcription antisens du locus Sp6 et dont le premier exon inclu la totalité de l'exon 2 du gène Sp6. Nous l'avons appelé Sp6os et avons montré que son expression est absente dans de nombreux tissus et est très faible dans les tissus où on détecte le transcrit. Une comparaison de l'expression des transcrits Sp6 et Sp6os nous a permis d'imaginer un rôle pour Sp6 dans le développement et une possible modulation de son activité, par Sp6os, dans certains tissus.<p><p>Afin de préciser la fonction du locus Sp6, nous l'avons invalidé chez la souris. Les mutants Sp6-/- se sont avérés viables mais présentent des anomalies dans tous les tissus où Sp6 est le plus fortement exprimé. En effet, ils n'ont ni pelage, ni vibrisse et montrent des anomalies des dents, des membres et des poumons. Nous avons également noté une dérégulation importante de l'apoptose (et parfois aussi de la prolifération cellulaire) chez ces souris Sp6-/-. / Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Natrium-kaliumpumpen spelar en väsentlig roll i en rad fysiologiska funktioner då den upprätthåller den elektrokemiska gradienten över cellmembranet. Ytterligare så är störningar i dess funktion associerade med flera neurologiska sjukdomar. Proteinet är en heterodimer av α– och β–subenheter, ibland även associerat med en tredje γ (FXYD) subenhet, vilket gör det problematiskt att studera dess högre ordningens organisation i cellmembranet med hjälp av konventionella, relativt storskaliga inmärkiningsprober såsom antikroppar. Inkorporering av icke-kanoniska aminosyror är ett nyutvecklat och växande område som erbjuder en lösning. Genom CuAAC– och SPIEDAC–klickkonjugationsreaktioner kan organiska färgämnen (fluoroforer) snabbt och specifikt fästas i sidokedjor med motsvarande reaktiva grupper på jonpumpen, vilket skapar en liten och icke-invasiv inmärkningsprob för fluorescensmikroskopi. För att specifikt studera alla tre subenheter samtidigt krävs inmärkning med tre olika fluoroforer). Syftet med detta projekt var att lyckas med trefärgsinmärkning genom inkorporering av icke-kanoniska aminosyror, och därigenom underlätta studerandet av hur natrium-kaliumpumpens subenheter ordnar sig i cellmembranet. Transient transfekterade HEK293T-celler med membraninmärkta jonpumpar studerades med hjälp av fluorescensmikroskopi, vilket kompletterades med gelfluorescensavbildning och immunoblotting. Samtidigt gjordes proteinuttryck och tvåfärgsinmärkning av alla nonsenskodonmuterade subenheter i kombination med varandra och var synlig i proteingel, där endast α och β tidigare hade samuttryckts. α/γ parinmärkning visade sig framgångsrik när de samtransfekterades med β av vildtyp. En autofluorescenseffekt i en av färgkanalerna påverkade resultaten för mikroskopin. Trefärgsinmärkning observerades inte i gelen, och uttrycket av subenheterna (varav α var ersatt för detta experiment) var i stort sett obefintligt. Otydlighet består därmed huruvida trefärgsinmärkning eller trippelsamuttryck är möjligt med de bioortogonala translationssystemen som användes i detta projekt på jonpumpen. / Na+/K+-ATPase is an essential ion pump protein in a host of physiological functions as it maintains the electrochemical gradient across cell membranes. Additionally, its dysfunction is implicated in several neurological diseases. The protein is a heterodimer of α and β subunits, occasionally associated with a third γ (FXYD) subunit, which makes studying its higher order organization in the cell membrane difficult using conventional, relatively large scale labeling probes such as antibodies. Non-canonical amino acid incorporation is an emerging field which offers a solution. Via CuAAC and SPIEDAC click conjugation reactions, organic fluorophores can be specifically attached to the side chains of residues of the ion pump with corresponding reactive moieties, creating a small and noninvasive probe for fluorescence microscopy imaging. In order to specifically image all three subunits concurrently, three color labeling is required. The objective of this project was to achieve three color labeling via non-canonical amino acid incorporation to aid in the study of the cell membrane localization of the subunits of Na+/K+-ATPase. Fluorescence microscopy of transiently transfected and live cell labeled HEK293T cells was complemented by in gel fluorescence imaging and immunoblotting. Coexpression and two color labeling of all nonsense codon subunit mutants in combination was shown in gel, of which only α and β had previously been coexpressed. α/γ dual labeling proved successful when cotransfected with wild type β. An autofluorescent effect in one of the color channels compromised the microscopy results. Three color labeling was not observed in gel, and expression of the subunits (including a substitute for α) was middling to absent. It remains unclear whether three color labeling or triple coexpression is a possibility with the bioorthogonal translation systems used in this project.

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Deux approches principales existent pour évaluer la robustesse des codes génétiques et des séquences de codage. L'approche statistique est basée sur des estimations empiriques de probabilité calculées à partir d'échantillons aléatoires de permutations représentant les affectations d'acides aminés aux codons, alors que l'approche basée sur l'optimisation repose sur le pourcentage d’optimisation, généralement calculé en utilisant des métaheuristiques. Nous proposons une méthode basée sur les deux premiers moments de la distribution des valeurs de robustesse pour tous les codes génétiques possibles. En se basant sur une instance polynomiale du Problème d'Affectation Quadratique, nous proposons un algorithme vorace exact pour trouver la valeur minimale de la robustesse génomique. Pour réduire le nombre d'opérations de calcul des scores et de la borne supérieure de Cantelli, nous avons développé des méthodes basées sur la structure de voisinage du code génétique et sur la comparaison par paires des codes génétiques, entre autres. Pour calculer la robustesse des codes génétiques naturels et des génomes procaryotes, nous avons choisi 23 codes génétiques naturels, 235 propriétés d'acides aminés, ainsi que 324 procaryotes thermophiles et 418 procaryotes non thermophiles. Parmi nos résultats, nous avons constaté que bien que le code génétique standard soit plus robuste que la plupart des codes génétiques, certains codes génétiques mitochondriaux et nucléaires sont plus robustes que le code standard aux troisièmes et premières positions des codons, respectivement. Nous avons observé que l'utilisation des codons synonymes tend à être fortement optimisée pour amortir l'impact des changements d'une seule base, principalement chez les procaryotes thermophiles. / There are two main approaches to assess the robustness of genetic codes and coding sequences. The statistical approach is based on empirical estimates of probabilities computed from random samples of permutations representing assignments of amino acids to codons, whereas, the optimization-based approach relies on the optimization percentage frequently computed by using metaheuristics. We propose a method based on the first two moments of the distribution of robustness values for all possible genetic codes. Based on a polynomially solvable instance of the Quadratic Assignment Problem, we propose also an exact greedy algorithm to find the minimum value of the genome robustness. To reduce the number of operations for computing the scores and Cantelli’s upper bound, we developed methods based on the genetic code neighborhood structure and pairwise comparisons between genetic codes, among others. For assessing the robustness of natural genetic codes and genomes, we have chosen 23 natural genetic codes, 235 amino acid properties, as well as 324 thermophilic and 418 non-thermophilic prokaryotes. Among our results, we found that although the standard genetic code is more robust than most genetic codes, some mitochondrial and nuclear genetic codes are more robust than the standard code at the third and first codon positions, respectively. We also observed that the synonymous codon usage tends to be highly optimized to buffer the impact of single-base changes, mainly, in thermophilic prokaryotes.

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