[Truncated abstract] Human complement receptor 2 (CR2/CD21) is a cell surface glycoprotein detected on specific cells involved in immunity, which binds complement C3 cleavage fragments, cellular ligands IFN-? and CD23 as well as the EBV coat protein, gp350/220. During the early stages of B-cell development CR2/CD21 is silenced. Expression is initiated on immature B-cells escaping negative selection. During peripheral maturation CR2/CD21 is up-regulated with B-cell sub-populations showing distinctive surface levels (comparatively low, intermediate or high). CR2/CD21 is silenced upon terminal plasmacytic differentiation. Appropriate timing and expression level of CR2/CD21 is important for the development of a healthy B-cell repertoire. Previous studies have identified sequences within the proximal promoter and first intron of CR2/CD21 that cooperate within native chromatin to control cell-specific silencing. Further, analysis of cultured human cells has revealed chromatin structural variation causing DNase I hypersensitivity at these regulatory sites in a CR2/CD21-expressing mature B-cell line (Raji) which are absent in a non-lymphoid cell type (K562). The primary focus of the present study involved characterising chromatin structural variation over previously recognized DNase I hypersensitive regions at the CR2/CD21 locus in human cells to understand how chromatin structure might regulate developmental expression of CR2/CD21. ... These studies provide evidence that notch signaling influences CR2/CD21 expression in human cell lines. First, in vivo binding of CBF1 to CR2/CD21 sequences in the proximal promoter and CRS implies that CR2/CD21 is a direct target of notch activation. Second, the effect of exogenous notch signalling molecules on CR2/CD21 proximal promoter activity was modulated by factors binding tandem E-boxes near the transcriptional start site suggesting that the notch pathway may also influence CR2/CD21 expression via control of HLH molecules. Third, initiation of CR2/CD21 expression was observed in a nonexpressing pre-B cell line (Reh) by co-culture with stromal cells expressing a notch ligand (OP9-DL) but not control stroma (OP9-GFP). Together, these findings support a role for notch regulation of B-cell maturation and invite speculation that initiation of CR2/CD21 expression following negative selection of immature B-cells involves crosstalk between HLH transcriptional regulators and the notch pathway. Furthermore, the Reh/OP9-DL co-culture system may provide a model to directly study the relationship between cell signalling molecules, transcription factor regulation, chromatin structural variation and differentiation of B-cells.

DNA damage is a constant threat to our genomes which drives genome instability and contributes to cancer progression. DNA damage interferes with important DNA transactions such as transcription and replication. DNA lesions are removed by repair pathways that ensure genome stability during transcription and replication. Here, we identify and characterize distinct roles for the ultra violet stimulated scaffold protein A (UVSSA) in the maintenance of genome stability during transcription in human cells. First, we unravel a novel function for UVSSA in transcription-coupled repair of DNA interstrand crosslinks (ICLs), genotoxic adducts that covalently bind opposing strands of the DNA and block transcription and replication. UVSSA knockout cells are sensitive to ICL inducing drugs, and UVSSA is specifically required for transcription-coupled repair of ICLs in a fluorescence-based reporter assay. Based on analysis of the UVSSA protein interactome in crosslinker treated cells we propose a model for transcription-coupled ICL repair (TC-ICR) that is initiated by stalling of transcribing RNA polymerase II (Pol II) at an ICL. Stalled Pol II is first bound by CSA and CSB, followed by UVSSA which recruits TFIIH to initiate downstream lesion removal steps. Second, we establish that UVSSA counteracts MYC dependent transcription stress to promote genome stability in cells aberrantly expressing the cMYC oncogene. UVSSA knockdown sensitizes cells to MYC expression, resulting in synthetic sickness and increased doubling time. UVSSA knockdown impacts Pol II dynamics in MYC activated cells. We conclude that UVSSA is required for regulation of Pol II during MYC induced transcription to prevent transcription stress. Together, these studies expand our understanding of UVSSA’s role in genome stability during transcription and elucidates the poorly understood transcription-coupled ICL repair pathway.

The combinatorial code of cPcdh isoforms creates a diversified cell-surface molecular signature for cell-cell recognition in neural networks. This genetic architecture, combined with a regulated expression pattern and trans-homophilic binding properties, provides insights into cell specialization and signaling. Anomalies in cPcdhs, which include genetic mutations, epigenetic modifications, structural variations, and altered gene expression profiles, are associated with several neurological, neuropsychiatric, and systemic conditions, highlighting the importance of cPcdh investigations. This study focuses on the transcriptional regulation of the Pcdhα gene cluster. Each neuron displays a specific Pcdhα alternate exon repertoire, necessitating an understanding of the transcriptional dynamics. Using the SK-N-SH human neuroblastoma cell line and methodologies such as cRNA-seq and Start-Seq, these dynamics are examined. The application of CRISPR-Cas9 gene editing and a dCas9-VPR gain-of-function assay in the HEK293T cell line reveals the role of as-lncRNA and its interaction with DNA methylation within the Pcdhα gene cluster. This study identifies the role of noncoding as-lncRNA in RNA transcription and provides information on CTCF binding and Pcdhα promoter activation. The research also examines the gastrointestinal domain, as cPcdhs are linked to various diseases. Shifting focus from the canonical realm of the CNS, the research embarks on a preliminary yet pivotal exploration of the gastrointestinal domain. As cPcdhs intersect with a plethora of diseases, an incisive understanding of their expression could yield revelations into tissue susceptibilities with potential disease ramifications. Employing a novel single-domain antibody technique coupled with immunohistochemistry, the endeavor casts a precise lens into the gastrointestinal expression dynamics of Pcdhα and Pcdhγ. These insights not only fortify the understanding of cPcdh within neural structures but also beckon a deeper inquiry into their multifaceted biological roles.

Skin is the largest organ in the body that protects the organism from environmental, chemical and physical traumas of each passing day. The protective skin epidermal permeability barrier (EPB) is formed within the exterior layers of the epidermis, which are regularly sloughed off and repopulated by movement of inner cells. The epidermal permeability barrier is established during in utero development and maintained through lifetime. Impaired epidermal barrier formation is one of the major features of several dermatoses such as psoriasis and atopic dermatitis. Chicken ovalbumin upstream promoter transcription factor (COUP-TF)-interacting protein 2 (Ctip2), also known as Bcl11b, is a C���H��� zinc finger protein expressed in many organs and tissues. It has been shown to regulate the development of thymocyte, tooth and corticospinal motor neurons. Ctip2 is highly expressed in mouse epidermis during skin organogenesis and in adulthood. It is crucial for epidermal homeostasis and protective barrier formation in developing mouse embryos. Germline (Ctip2- null mice) and selective ablation of Ctip2 in mouse epidermis (Ctip2[superscript ep-/-] mice) leads to increased transepidermal water loss (TEWL), impaired epidermal proliferation and terminal differentiation as well as altered lipid distribution during embryogenesis. Sphingolipids account for ~50% of total skin lipids by weight and are crucial components of epidermal barrier. We have recently identified Ctip2 as a key regulator of skin lipid metabolism. Germline deletion of Ctip2 in mouse embryos leads to altered lipid composition in the developing mouse epidermis by modulating the expression levels of key enzymes involved in lipid metabolism (bio-synthesis and catabolism). We also demonstrated that Ctip2 is recruited to the promoter regions of several genes involved in the ceramide and sphingomyelin biosynthesis pathways and could directly regulate their expression. Thus, we have identified Ctip2 as a key regulator of several lipid metabolizing genes and hence epidermal sphingolipid biosynthesis during skin development. To study the role of Ctip2 in adult skin homeostasis, we have utilized Ctip2[superscript ep-/-] mouse model in which Ctip2 is selectively deleted in epidermal keratinocytes. We showed that keratinocytic ablation of Ctip2 leads to atopic dermatitis (AD)-like skin inflammation, characterized by alopecia, pruritus and scaling, as well as high infiltration of T lymphocytes and immune cells. We have also observed increased expression of Th2-type cytokines and chemokines in the mutant skin, as well as systemic immune responses that share similarity with human AD patients. Furthermore, we discovered that thymic stromal lymphopoietin (TSLP) expression is significantly upregulated in the mutant epidermis as early as postnatal day 1 and Ctip2 was recruited to the promoter region of the TSLP gene in mouse epidermal keratinocytes. The results suggest that upregulation of TSLP expression in the Ctip2[superscript ep-/-] epidermis could be due to a derepression of gene transcription in absence of Ctip2. Thus, our data demonstrated a cell-autonomous role of Ctip2 in barrier maintenance and epidermal homeostasis in adult skin, as well as a non-cell autonomous role of keratinocytic Ctip2 in suppressing skin inflammatory responses by regulating the expression of Th2-type cytokines in adult mouse skin. Present results establish an initiating role of epidermal TSLP in AD pathogenesis via a novel repressive regulatory mechanism mediated by Ctip2 in mouse epidermal keratinocytes. Altogether, our study indicates that Ctip2 could be involved in a diverse range of biological events in skin including barrier formation, maintenance and epidermal homeostasis. Ctip2 appears to be a master regulator in skin barrier functions by directly regulating the transcription of a subset of genes involved in lipid metabolism and inflammatory responses. / Graduation date: 2013

The fast-skeletal-muscle-fiber-specific expression of the troponin I(fast) (TnIfast) gene is driven by an Intronic Regulatory Element (IRE) located within the first intron of the gene. The IRE is a 148 bp transcriptional enhancer that contains several known and suspected cis-regulatory elements. These include the E-box, the closely-spaced MEF2 site and CACT box, the CACC site, and the CAGG element. Previous loss-of-function studies performed using the quail TnIfast IRE suggest that its activity depended on the MEF2 and CACT elements. The goal of my thesis research was to determine whether the MEF2 and CACT sites were not only necessary, but also sufficient, to support IRE activity. I prepared head-to-tail multimers of a 27-bp IRE segment that consisted largely of the near-adjacent MEF2 and CACT elements and did not contain any other known/suspected elements. These multimers were cloned upstream of a reporter gene consisting of the minimal promoter of the quail TnIfast gene linked to sequences encoding human placental alkaline phosphatase. The transcriptional capabilities of the constructs were assessed by gene transfer into the mouse soleus muscle in vivo by intramuscular injection/electroporation, and histochemical analysis of reporter enzyme plap expression including quantitative microdensitometry. I found that expression of these constructs was readily detectable and that it was markedly reduced by prior mutation of the CACT and, especially, of the MEF2 sites. These data indicate that the short DNA segment containing MEF2 and CACT elements is sufficient to drive expression in skeletal muscle and confirms the functional importance of these specific elements. / Although constructs containing the wild-type IRE 27-bp region were expressed, there was little preferential expression in fast fibers, in contrast to expression driven by the complete 148-bp IRE. Thus my results indicate that the MEF2 and CACT elements are not sufficient to drive fast fiber-type-specific expression, and suggest that additional elements outside of the 27-bp region tested are also necessary for fiber-type-specificity.

Lymphomas are neoplasms of the human immune system and can be divided into two categories, Hodgkin’s lymphoma (HL) and non-Hodgkin lymphoma (NHL). Anaplastic large cell lymphoma (ALCL) is a form of NHL that shares a common distinctive feature with HL, the overexpression CD30. The expression of cytokine receptor CD30 is restricted to proliferating B and T lymphocytes in healthy individuals while its overexpression is associated with several lymphoproliferative diseases such as ALCL and HL. The activation of CD30 via ligand or antibodies triggers various cellular responses ranging from apoptosis to cell proliferation and it is thought that the variable cellular response to CD30 activation may be due to cell surface levels of CD30. The human CD30 gene is regulated at the transcriptional level and previous studies characterising its promoter have identified several factors that regulate the expression this gene. However none of these identified factors explain for the high levels of CD30 observed in HL and ALCL. Therefore this study focused on the identification and functional analysis of transcriptionally active regions located up or downstream of the CD30 promoter region. The first aim for this study was to identify and characterise regions within the human CD30 gene that are involved in its transcriptional regulation. Phylogenetic footprinting identified several regions downstream of the CD30 promoter that displayed high levels of sequence homology indicating potential functional significance. Validation of these regions through two in vivo approaches, DNase 1 hypersensitivity assay and chromatin accessibility studies localised potential transcriptionally active regions to intron 1 of the CD30 gene.

The process of specific gene transcription by RNA polymerase II (Pol II) is initiated by the<p>binding of specific transcription factors to DNA. A global understanding of the mechanisms of gene<p>transcriptional regulation of Saccharomyces cerevisiae goes through the description of the targets and<p>the behavior of those transcription factors.<p>The GATA factors are specific transcription factors intervening in the regulation of Nitrogen<p>Catabolite Repression (NCR)-sensitive genes, a mechanism encompassing the transcriptional<p>regulations leading to the preferential use of good nitrogen sources of the growth medium of yeast in<p>the presence of less good nitrogen sources. Those 4 GATA factors involved in NCR comprise 2<p>activators (Gat1 and Gln3) and 2 repressors (Gzf3 and Dal80).<p>Generally speaking, the promoters of genes have always been described like the main place for<p>the integration of the transcription regulation signals relayed by the general and specific transcription<p>factors and the chromatin remodeling factors. Furthermore, the GATA factors have been described as<p>integrating the external signals of nitrogen availability thanks to their specific DNA binding to<p>consensus GATA sequences in the promoter of NCR-sensitive genes. The results presented here<p>introduce many nuances to the model, notably implying new proteins but also new regions in the<p>regulation process of the NCR-sensitive gene regulation. Indeed, the first goal of this work is to<p>discover and understand the mechanisms of NCR-sensitive gene regulation that will explain the<p>variations in their expression levels in the presence of various nitrogen sources and their dependency<p>towards the GATA factors.<p>Strikingly, it appeared that GATA factor positioning was not limited to the promoter, but<p>occurred also in the transcribed region. It seems that the transcription factors may have been driven<p>by the general transcription machinery (Pol II). The binding of a chromatin remodeling complex, RSC,<p>has also been demonstrated in the coding region of NCR-sensitive genes. Moreover, the binding of the<p>histone acetyltransferase complex, SAGA, recruited by the GATA activators, was highlighted along<p>NCR-sensitive genes. The SAGA complex was also implied in their transcriptional regulation.<p>Finally, a ChIP-sequencing experiment revealed an unsuspected number and diversification of<p>targets of the GATA factors in yeast, which were not limited to NCR-sensitive genes.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le virus de la leucémie bovine (BLV) est un rétrovirus complexe B-lymphotrope, identifié comme l'agent étiologique de la leucose bovine enzootique, une maladie lymphoproliférative qui affecte le bétail. L'infection par le BLV se caractérise par l'absence de virémie due à la latence du virus dans la majorité des cellules infectées. Cette latence résulte de la répression transcriptionnelle de l'expression virale in vivo et favorise très probablement le développement tumoral en permettant aux cellules infectées d'échapper à la réponse immunitaire développée par l'hôte infecté. Dès lors, une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires régulant la latence du virus BLV ainsi que sa réactivation devrait permettre d'envisager de nouvelles stratégies afin de contrer le processus de transformation cellulaire développé par cet oncovirus.<p><p>Notre laboratoire a précédemment mis en évidence le rôle de l’acétylation des histones dans la régulation transcriptionnelle du BLV. Au cours de ce travail, nous avons poursuivi l’étude du contrôle épigénétique de l’expression génique du BLV en nous focalisant sur une autre modification épigénétique généralement associée à la répression des gènes :la méthylation de l’ADN. Nous avons montré une activation transcriptionnelle du promoteur BLV par différents inhibiteurs de la méthylation de l’ADN. Nous avons également mis en évidence, grâce à la technique du séquençage au bisulfite de sodium, que l’hyperméthylation des régions U3 et R du LTR5’ d’un provirus intégré est associée à un état de latence vraie dans une lignée cellulaire dérivée d’un lymphome (La lignée L267) mais pas à un état de latence dite défective (la lignée YR2). La surexpression des méthyltransférases de l’ADN (DNMTs) DNMT1 et 3A mais pas DNMT3B répriment l’activité du promoteur BLV. Plus encore, les inhibiteurs de DNMTs augmentent de manière synergique l’activation transcriptionnelle du promoteur BLV par la protéine transactivatrice TaxBLV, et ce, de manière dépendante des sites CRE. Au niveau mécanistique, la méthylation des dinucléotides CpG situés aux positions -154 et -129 (situés dans les sites CRE1 et CRE2, respectivement) par rapport au site d’initiation de la transcription (nucléotide +1) abolit in vitro la liaison des facteurs de transcription CREB/CREM/ATF aux sites de liaison CRE1 et CRE2. De manière intéressante, la méthylation spécifique du site CpG -129 est suffisante pour induire une forte répression de l’expression d’un gène rapporteur contrôlé par le promoteur BLV, ce qui suggère que la méthylation d’un site spécifique du promoteur BLV peut réprimer la transcription virale par inhibition directe de la liaison de facteurs de transcription à leur site de reconnaissance et, dès lors, que la méthylation de l’ADN contribue à la latence virale permettant au virus d’échapper au système immunitaire. <p><p>Notre laboratoire a précédemment déterminé la structure chromatinienne du promoteur du BLV et a mis en évidence la présence de deux sites hypersensibles au sein du LTR5’, inductibles par une combinaison de PMA+ionomycine. Au cours de la seconde partie de notre thèse, nous avons étudié la structure chromatinienne de la région située entre les deux LTRs au sein de provirus intégré dans différentes lignées cellulaires chroniquement infectées, grâce à la technique de l’indirect-end-labelling. Nous avons mis en évidence, dans le génome du provirus intégré dans la lignée cellulaire YR2, trois sites hypersensibles situés respectivement en aval du gène env (SH3) et en amont du LTR3’ (SH4 et SH5). La présence de ces sites est probablement due à l’altération locale de la structure nucléosomale dans ces régions. Nous avons observé qu’un remodelage de la structure chromatinienne de la région hypersensible SH3 dans la lignée YR2 se produit durant l’activation de l’expression génique par un inhibiteur d’histone-désacétylases, la TSA. Nous avons également étudié la structure de la région hypersensible SH3 d’un provirus intégré dans une lignée cellulaire productrice de virions, la lignée NBC-13. L’extension de la région SH3 est similaire à celle observée dans les cellules YR2 en conditions induites par la TSA. Ces résultats suggèrent une transition structurale de la chromatine associée à l’activation de l’expression des gènes viraux. Néanmoins, cette région possède les caractéristiques d’un silencer transcriptionnel lorsqu’il est cloné dans un vecteur rapporteur. <p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Dans les cellules eucaryotes, l’expression d’un gène peut être régulée à de nombreux niveaux. Les études réalisées sur le contrôle de l’expression génique se sont généralement intéressées aux mécanismes de contrôle transcriptionnel. Cependant de nombreux exemples mettent de plus en plus en évidence l’importance des mécanismes post-transcriptionnels dans cette régulation. Les contrôles post-transcriptionnels de l’expression génique reposent essentiellement sur des interactions spécifiques entre les régions 5’ et 3’ non traduites de l’ARNm et des protéines agissant en trans qui contrôlent spécifiquement la maturation des ARNs messagers (ARNms), leur localisation cytoplasmique, leur stabilité et/ou leur traduction. Les éléments riches en adénine et en uridine (ARE), localisés dans la région 3’ non traduite de nombreux ARNms, font partie des séquences régulatrices les plus étudiées. Elles sont notamment présentes dans les ARNms codant pour des cytokines et des proto-oncogènes. Les protéines de liaison à l’ARN jouent donc un rôle central dans la régulation de l’expression des gènes. Les protéines TIA-1 et TIAR appartiennent à la famille des protéines qui fixent l’ARN et qui contiennent des domaines RRM (RNA Recognition Motif). Elles sont impliquées dans des mécanismes permettant la régulation de l’expression génique tels que l’épissage alternatif et la traduction. En particulier, elles participent à l’arrêt général de la traduction qui accompagne un stress environnemental en séquestrant les ARNms poly(A)+ non traduits dans des foci cytoplasmiques appelés granules de stress (SGs). Elles sont également impliquées dans la répression traductionnelle d’ARNms spécifiques en liant les ARE présents dans les extrémités 3’ non traduites de certains ARNms, et notamment des ARNs messagers codant pour le TNF-α et la cyclooxygénase-2 (Cox-2). L’invalidation des gènes tia-1 et tiar chez la souris conduit à une létalité embryonnaire élevée suggérant que ces protéines jouent également un rôle important au cours de l’embryogenèse. Afin de comprendre les mécanismes par lesquels les protéines TIA-1 et TIAR remplissent leurs différentes fonctions, nous avons réalisé un criblage par la technique du double hybride en levure afin d'identifier des partenaires d’interaction de ces deux protéines. Les protéines TIA-1 et TIAR interagissent avec les protéines FBPs (Fuse Binding Proteins). Celles-ci participent notamment à la maturation et à la dégradation des ARNs. Nous avons montré que les protéines FBPs co-localisent parfaitement avec TIA-1 dans le noyau et migrent dans les granules de stress en réponse à un stress oxydatif. De plus, des expériences de retard de migration sur gel réalisées à partir d’extrait cytosolique de macrophages ont montré que les protéines FBPs sont présentes dans le même complexe liant l’ARE du TNF-α que TIA-1. Enfin, la surexpression du domaine de liaison à l’ARN KH3 de FBP2 en fusion à l’EGFP induit la séquestration spécifique des protéines TIA-1 et TIAR dans des foci cytoplasmiques, empêchant ainsi leur accumulation nucléaire. Nos résultats indiquent que les protéines TIA-1/R et FBPs pourraient être fonctionnellement impliquées dans des étapes communes du métabolisme de l’ARN dans le noyau et/ou le cytoplasme. / Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La méthylation des cytosines de l’ADN est un niveau de contrôle essentiel de la transcription génique. Elle joue un rôle primordial dans plusieurs étapes du développement comme l’inactivation du chromosome X et l’empreinte génomique. De plus, il est de plus en plus évident que la méthylation de l’ADN participe à la cancérogenèse.<p><p>Actuellement, le monde de la méthylation de l’ADN n’en est encore qu’à l'aube de son histoire. En effet, les mécanismes moléculaires la gouvernant sont encore peu connus. La méthylation de l’ADN est caractérisée par deux concept clés :le verrouillage de la transcription des gènes et le ciblage en des régions spécifiques du génome. Au cours de notre travail de thèse de doctorat, nous avons poursuivi les avancées réalisées dans ces deux domaines.<p><p>Dans un premier temps, nous nous sommes attachés à l’étude de la répression transcriptionnelle entraînée par la méthylation de l’ADN. Grâce à plusieurs études récentes, il paraît de plus en plus clair que la méthylation agit de paire avec la structure de la chromatine. Nous avons donc concentré nos recherches sur l’interconnexion de celle-ci avec deux machineries impliquées dans la régulation de son degré de compaction :la désacétylation et la méthylation des histones. Par diverses expérimentations, nous avons démontré un lien étroit entre ces machineries répressives pour l’imposition d’un état silencieux de la transcription.<p><p>Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons dirigé notre attention sur le ciblage des Dnmt. Pour cela, nous avons mené deux stratégies de front. La première est une approche ciblée et consiste en l’étude de l’association des Dnmt avec l’oncoprotéine bien connue, Myc. La seconde approche est plus large. Grâce à l’utilisation de la technique du double hybride en levure, nous avons identifié de nouveaux partenaires des Dnmt, dont un qui pourrait s’avéré particulièrement intéressant :le protéine Cart1 (cartilage homeoproteine 1) impliquée dans le développement du système nerveux central.<p><p>En conclusion, notre travail de doctorat devrait permettre une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires de la méthylation de l’ADN ainsi que son implication dans les divers processus physiologiques mais aussi pathologiques auxquels elle participe.<p> / Doctorat en sciences biomédicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished