Ce travail de thèse porte sur l'intégration par Epitaxie par Jets Moléculaires (EJM) de matériaux III-Sb sur substrat de silicium. Une étude bibliographique très détaillée a tout d'abord été menée afin de comprendre les enjeux et d'évaluer les différentes approches permettant de diminuer la densité de défauts dans les couches III-V épitaxiées sur Si. Dans la deuxième partie, je détaille les travaux réalisés pour mettre au point une technique de préparation de la surface du substrat de silicium reproductible, efficace et robuste, et je montre son impact sur les propriétés d'hétérostructures III-Sb épitaxiées sur Si. Dans la dernière partie, je présente les différentes études menées pour évaluer l'impact de la désorientation du substrat et de l'épaisseur d'une couche tampon GaSb sur la qualité des hétérostructures épitaxiées sur Si, ces deux paramètres étant importants dans une perspective d'intégration photonique/microélectronique. Ensuite, je présente l'étude complète de l'optimisation des conditions de croissance d'une couche de nucléation AlSb ou Al. Je montre que les meilleures propriétés des hétérostructures sont obtenues pour une couche de nucléation de 4 monocouches (MC) AlSb réalisée à 450°C ou 1 MC Al déposée entre 450 et 500°C. Enfin, je propose des pistes d'optimisation. / This thesis deals with the integration of III-Sb based material on silicon substrate by Molecular Beam Epitaxy (MBE). A first bibliographic study has been led in order to understand the stakes and to evaluate the different approaches to decrease the defects density in the III-V epitaxial layers. In the second chapter, I give the details of the work done to realize a reproducible, efficient and robust silicon substrate surface preparation and I show its impact on the III-Sb heterostructures epitaxially grown on Si. In the last part of this thesis, I first present the studies led to evaluate the impact of the substrate miscut and of the GaSb buffer, these two parameters being very important in a photonic/microelectronic integration perspective. Then, I describe the complete optimization study of the growth conditions of AlSb or Al nucleation layers. I show that the best heterostructures properties are obtained for a nucleation layer of 4 monolayers (ML) of AlSb epitaxially grown at 450°C or 1 ML of Al deposited between 450 and 500°C. Finally, I propose some ways for optimization.

La spermatogenèse est un processus cyclique de différenciation aboutissant à la production de spermatozoïdes haploïdes, à partir de spermatogonies diploïdes. Ce processus est soumis à de nombreuses régulations, notamment au niveau post-transcriptionnel. Les microARN (miARN) sont de petits ARN non codant de 20 à 25 nucléotides, impliqués dans le contrôle de multiples processus biologiques, telles que la prolifération, l’apoptose et la différenciation. Afin d’étudier si les miARN pouvaient jouer un rôle dans la spermatogenèse, nous avons dans un premier temps, caractérisé les miARN exprimés lors de ce processus. Ainsi, nous avons montré que miR-34c avait une expression préférentielle dans la lignée germinale. Par ailleurs, l’expression de miR-34c n’est pas contrôlée par P53 dans les cellules germinales au contraire des cellules somatiques. Nous avons ensuite constaté que la surexpression de miR-34c dans les cellules HeLa provoquait une réorientation du transcriptome de ces cellules vers un profil germinal, ainsi que l’apparition de certains gènes préférentiellement exprimés dans le testicule. Puis, nous avons identifié les cibles de miR-34c pertinentes dans la différenciation germinale. TGIF2 et NOTCH2 constituent des cibles directes de ce miARN, impliquées dans des voies de régulation de la spermatogenèse (respectivement la voie du TGFβ et la voie Notch). Ces résultats établissent une connexion inédite entre un miARN, miR-34c, et la spermatogenèse. De plus, des cellules Souches Embryonnaires déjà engagées vers la lignée germinale (cellules ES VASA+) voient leur phénotype accentué par la surexpression de miR-34c. / Spermatogenesis is a cyclic process in which diploid spermatogonia differentiate into haploid spermatozoa. This process is highly regulated, notably at the post-transcriptional level. MicroRNAs (miRNAs), single stranded non coding RNA molecules of about 20-25 nucleotides, are implicated in the regulation of many important biological pathways such as proliferation, apoptosis and differentiation. We wondered whether miRNAs could play a role during spermatogenesis. First, miRNA expression repertory was tested in germ cells and we present data showing that miR-34c was highly expressed only in these cells. Moreover, in male gonads, miR-34c expression is largely P53-independent, in contrast to somatic cells. The exploration of the expression profile of HeLa cells over-expressing miR-34c showed a shift towards testis lineage and the presence of preferentially expressed in testis genes. Furthermore, we identified miR-34c direct target genes (TGIF2 and NOTCH2) that are involved in germ lineage differentiation control (TGFβ and Notch pathway respectively). These results established a link between a miRNA miR-34c and spermatogenesis. Moreover, in ES cells over-expressing DDX4 gene (VASA-ES cells), already primed and engaged in the germ cell lineage, ectopic expression of miR-34c has a more drastic effect. We could detect an up-regulation of germ specific genes. These data suggest that miR-34c could play a role by enhancing the germinal phenotype of cells already committed in this lineage.

La mitochondrie est une organite ayant un rôle central dans le métabolisme énergétique de la cellule. Bien que la mitochondrie exprime son propre génome, plusieurs protéines et ARN non-codants issus du génome nucléaire sont nécessaires à la biogenèse et aux fonctions mitochondriales. Les microARNs (miRNAs) sont de petits ARN non-codants qui s'associent à la protéine Argonaute 2 (Ago2) pour moduler l'expression génique au niveau post-transcriptionnelle par ARN interférence. Classiquement, les miRNAs s’apparient à des sites de liaison complémentaires situés dans le 3’-UTR de l’ARNm cible. Nous faisons l'hypothèse que les miRNAs seraient impliqués dans la communication entre le noyau et la mitochondrie. Notre travail a donc porté sur l’étude du rôle des miRNAs dans le contexte de maladies génétiques caractérisées par une dysfonction mitochondriale. Nous avons choisi d’étudier l’ataxie de Friedreich, la plus fréquente des ataxies héréditaires, qui est causée par un déficit d’expression de la protéine mitochondriale frataxine (FXN). Nous avons montré qu'environ 90% de patients étaient homozygotes pour un haplotype spécifique des variants génétiques du 3'-UTR du gène FXN. Ce résultat a été retrouvé dans deux cohortes de patients indépendantes. Par une combinaison d’approche bioinformatique et d’expériences de co-transfections, nous avons montré que les miRNAs, et en particulier miR-124, ciblent les variants du 3’-UTR. En parallèle, nous avons évalué la possibilité que les miRNAs ciblent directement la mitochondrie. Pour cela, nous avons analysé l’expression des miRNAs dans des fractions d'ARN mitochondriale et cytosolique isolées à partir de mêmes cellules HeLa. Nous avons identifié une signature de 13 miRNAs spécifiquement enrichis dans la fraction d'ARN mitochondriale que nous avons appelé «mitomiRs». Nos prédictions ont révèle des fonctions spécifiques de ces mitomiRs à la mitochondrie, y compris la modulation de l'activité de la chaîne respiratoire. Nous avons également montré une localisation de la protéine Ago2 à l’espace inter-membranaire mitochondriale.Notre travail définit ainsi les miRNAs et Ago2 comme un nouveau niveau de communication entre le noyau et les mitochondries. Nous discutons de la possibilité que la mitochondrie agisse comme acteur du ARN interférence ou plutôt comme organite cible. Notre travail ouvre la voie à un nouveau domaine de recherche, qui pourrait avoir une utilité thérapeutique pour palier les dysfonctions mitochondriales. / Mitochondria are organelles that have a central role in the energetic metabolism of the cell. Although mitochondria express their own genome, they rely on the expression of the nuclear genome for their biogenesis and function. microRNAs (miRNAs) are small non-coding RNAs that associate with Argonaute 2 (Ago2) protein to regulate gene expression post-transcriptionallythrough RNA interference. The ‘classic’ view of RNA interference describes the pairing of miRNAs with complementary binding sites within the 3’untranslated region (3’-UTR) of the target mRNA. We hypothesized that miRNAs might be instrumental to the cross-talk between the nucleus and the mitochondria. In the first part, we assessed the role of miRNAs in the context of a rare genetic disease involving mitochondrial dysfunction. We focused on Friedreich's ataxia, the most frequent of inherited ataxia in Europe, which is caused by reduced expression of the mitochondrial protein frataxin (FXN). Intwo independent cohorts of patients, we discovered that about 90% of patients were homozygous forone specific haplotype of genetic variants of the FXN3'-UTR. By a combination of computational target prediction analysis and co-transfection experiments, we showed that miRNAs, and specifically miR-124, are involved in the regulation of the FXN.We then challenged further the relationship between the miRNAs and mitochondria through questioning their localization at mitochondria. To this end, we studied miRNAs from mitochondrial and cytosolic RNA fractions isolated from the same HeLa cells. We identified a signature of 13 miRNAs specifically enriched in the mitochondrial RNA fraction that we termed ‘mitomiRs’. Through pathway-enrichement analysis, we observed a specific mitochondrial role for mitomiRs, including regulation of ATP synthesis coupled electron trasport. We also provided the evidence of Ago2 protein location inside human mitochondria at the inter-membrane space. Our work sketches miRNAs and Ago2 as a novel layer of the interplay between the nucleus and the mitochondria. We discuss whether mitochondria may be instrumental to RNA interference or a target per se. Our work paves the way to a new field of research, which may unravel therapeutic outcomes to rescue mitochondrial dysfunction.

Les cellules cancéreuses utilisent une glycolyse anaérobie pour générer l'ATP au lieu de la phosphorylation oxydative. Cette spécificité métabolique offre certains avantages aux cellules cancéreuses: une prolifération rapide et une évasion immune qui implique la sous-régulation de l'expression du CMH-I à la surface des cellules, phénomène lié au changement métabolique. Dans nos expériences, nous forçons les cellules leucémiques à produire de l'énergie par phosphorylation oxydative en les incubant avec de la glutamine comme source d'énergie en absence de glucose. La respiration ainsi forcée induit une augmentation de la transcription et de l'expression du CMH-I. Ce changement de métabolisme induit aussi une augmentation de l'expression de MAPK ERK5 et son accumulation dans les mitochondries. ERK5 intervient dans les changements de l'expression du CMH-I et du métabolisme. La sur-régulation du CMH-I induite par la respiration est bloquée dans les cellules leucémiques exprimant le shRNA shERK5. ERK5 régule la transcription de l'histone désacétylase de classe III Sirtuin 1 par l'activation de sa cible MEF2, ayant pour conséquence la liaison de MEF2 au promoteur de SIRT1. La régulation transcriptionnelle de SIRT1 induite par ERK5 intervient dans la réponse antioxydante des cellules leucémiques, et la sous-régulation d'ERK5 affecte cette réponse antioxydante. L'augmentation du métabolisme de la glutamine observée dans les cellules leucémiques est initiée par la glutaminase (GLS), enzyme qui est le facteur limitant de la vitesse du métabolisme de la glutamine. miR-23a cible l'ARN messager de GLS et inhibe l'expression de GLS. Le milieu glutamine induit la translocation de p65 dans le noyau, qui mène à une augmentation de l'activité transcriptionnelle de p65. NF-KB p65 inhibe l'expression de miR-23a en amenant HDAC4 sur le promoteur de miR-23a. Cela permet aux cellules leucémiques d'augmenter l'utilisation de la glutamine en tant que source alternative de carbone. Ainsi, la respiration forcée dans les cellules leucémiques contrôle l'expression du CMH-I, la réponse antioxydante et facilite la prolifération tumorale. / Cancer cells have anaerobic-like glycolysis to generate ATPs instead of oxidative phosphorylation. This specific metabolism provides advantages to cancer cells: rapid growth and immune evasion, which involves downregulation of MHC-I at the cell surface and it is linked to metabolic change. In our experiments, we force leukemic cells to produce energy by oxidative phosphorylation by incubating them with glutamine as an energy source in the absence of glucose. The forced respiration increases MHC-I transcription and protein level. This change of metabolism also leads to increase MAPK ERK5 expression and accumulation in mitochondria. ERK5 mediates changes in both MHC-I and metabolism. The respiration-induced upregulation of MHC-I is blocked in leukemic cells stably expressing short hairpin ERK5 (shERK5). ERK5 transcriptionally regulates the class III histone deacetylase Sirtuin 1 through activation of its target MEF2 and subsequently MEF2 binding to SIRT1 promoter. The ERK5-induced transcriptional regulation of SIRT1 mediates the antioxidant response in leukemic cells and downregulation of ERK5 impairs the antioxidant response. The increased glutamine metabolism found in leukemic cells is initiated by glutaminase (GLS), a rate limiting enzyme for glutamine metabolism. miR-23a targets GLS mRNA and inhibits GLS expression. The glutamine medium induces p65 translocation to the nucleus that leads to increase p65 transcriptional activity. NF-KB p65 inhibits miR-23a expression by bringing HDAC4 to the miR-23a promoter. This allows leukemic cells to increase the use of glutamine as an alternative source of carbon. Thus, forcing respiration in leukemic cells controls MHC-I expression, antioxidant response and facilitate tumor growth.

Despite advances in the understanding of cancer biology, most patients with acute myeloid leukemia (AML) still die of their disease. Improving risk-stratification and identifying new targets are important steps towards personalized medicine and outcome improvement. MicroRNAs, short non-coding RNAs that hybridize to their target messenger RNAs (mRNAs) and repress the expression of the encoded proteins, are known to be involved in physiological processes like cellular differentiation, proliferation and cell survival but also play an essential role in cancer, including AML. In this thesis we demonstrated that higher expression of a single microRNA miR-181a was associated with clinical outcome in cytogenetically normal AML (CN AML) patients. In multivariable models, higher expression of miR-181a was associated with achievement of complete remission (CR), with longer disease-free (DFS) and overall survival (OS) even in consideration of other validated prognostic clinical and molecular variables. Measurement of pretreatment levels of this microRNA may improve risk-stratification for AML patients. A genome-wide gene-expression signature gave biological insights into miR-181a associated AML, and provides a basis for further functional studies. Furthermore, as higher miR-181a expression associated with improved treatment response, increasing miR-181a levels by delivering synthetic miR-181a or by agents increasing endogenous levels of this microRNA in AML blasts may represent a novel and personalized therapeutic approach in AML.:Bibliografische Beschreibung 1 Vorbemerkung / Preliminary Remarks 2 Referat / Abstract 3 Einführung / Introduction 4 Publication 13 Zusammenfassung / Conclusion 31 Ausgewählte Publikation / Selected Publication 38 Komplette Publikationsliste / Complete List of Publications 39 Lebenslauf / Curriculum Vitae 46 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 50 Danksagung / Acknowledgements 51

Objective: Up-regulated expression of transcription-factor E2F1 in human visceral adipose tissue (VAT) characterizes a dysmetabolic obesity sub-phenotype. An E2F1-miRNA network has been described in multiple cancers. Here we investigated whether elevated VAT-E2F1 in obesity is associated with VAT-miRNA alterations similar to, or distinct from, those described in cancer. Furthermore, we assessed if E2F1-associated miRNA changes may contribute to the link between high- VAT-E2F1 and a dysmetabolic obesity phenotype. Methods: We assembled a cohort of patients with obesity and high-VAT-E2F1, matched by age, sex, ±BMI to patients with low-VAT-E2F1, with and without obesity (8 patients/groupX3 groups). We performed Nanostring -based miRNA profiling of VAT samples from all 24 patients. Candidate E2F1-related miRNAs were validated by qPCR in an independent cohort of patients with extreme obesity, with or without type-2-diabetes (T2DM) (n = 20). Bioinformatic tools and manipulation of E2F1 expression in cells were used to establish the plausibility of the functional VAT-E2F1-miRNA network in obesity. Results: Among n = 798 identified miRNAs, 17 were differentially expressed in relation to E2F1 and not to obesity itself. No evidence for the cancer-related E2F1-miRNA network was identified in human VAT in obesity. In HEK293-cells, overexpression/downregulation of E2F1 correspondingly altered the expression of miRNA-206 and miRNA-210-5p, two miRNAs with reported metabolic functions consistent with those of E2F1. In VAT from both cohorts, the expression of both miRNA-206 and 210-5p intercorrelated, and correlated with the expression of E2F1. In cohort 1 we did not detect significant associations with biochemical parameters. In cohort 2 of patients with extreme obesity, all those with high VAT-E2F1 showed a diabetes-complicated obesity phenotype and higher expression of miRNA-206 and miRNA-210-5p, which also correlated with fasting glucose levels (both miRNAs) and fasting insulin (miRNA-210-5p). Conclusions: Whilst the previously described cancer-related E2F1-miRNA network does not appear to operate in VAT in obesity, miRNAs-206 and 210-5p may link high-E2F1 expression in VAT with diabetes-complicated extreme obesity phenotype.

Previous studies have shown that human platelets and megakaryocytes carry microRNAs suggesting their role in platelet function and megakaryocyte development, respectively. However, there is limited information on microRNAs' role in zebrafish thrombopoiesis. Zebrafish thrombocytes could be used as a model to study their role in megakaryocyte maturation and platelet function because thrombocytes have both megakaryocyte features and platelet properties. In our laboratory, I identified 15 microRNAs in thrombocytes using single-cell RNA sequencing. Knockdown of three microRNAs, mir-7148, let-7b, and mir-223, by the piggyback method in zebrafish led to an increase in the percentage of thrombocytes. Functional thrombocyte analysis using plate tilt assay showed no modulatory effect of the three microRNAs on thrombocyte aggregation/agglutination. I then verified these findings in zebrafish larvae after the knockdown of the above microRNAs followed by an arterial laser thrombosis assay. I concluded mir-7148, let-7b, and mir-223 are repressors for thrombocyte production. Furthermore, I explored let-7b downstream genes in thrombocytes detected by RNA-seq analysis and chose 14 targets based on their role in cell differentiation (rorca, tgif1, rfx1a, deaf1, zbtb18, mafba, cebpa, spi1a, spi1b, fhl3b, ikzf1, irf5, irf8, and lbx1b) that are transcriptional regulators. The qRT-PCR analysis of expression levels the above genes following let-7b knockdown showed significant changes in the expression of 13 targets. I then studied the effect of the 14 targets on thrombocytes production and identified 5 genes (irf5, tgif1, irf8, cebpa, and rorca) that showed thrombocytosis and one gene ikzf1 that showed thrombocytopenia. Furthermore, I tested whether mir-223 regulates any of the above 13 transcription factors after mir-223 knockdown using qRT-PCR. Six of the 13 genes showed similar gene expression as observed with let-7b knockdown and 7 genes showed opposing results. Thus, our results suggested a possible regulatory network in common with both let-7b and mir-223. I also identified that tgif1, cebpa, ikzf1, irf5, irf8, and ikzf1 play a role in thrombopoiesis. Since the ikzf1 gene showed a opposite expression profiles following let-7b and mir-223 knockdowns (decreased and increased expression, respectively) and knockdown of ikzf1 resulted in thrombocytopenia I confirmed a definitive role for ikzf1 using an ikzf1 mutant obtained from the Zebrafish International Resource Center (ZIRC). The arterial laser thrombosis assay of ikzf1 mutant progeny confirmed our piggyback hybrid knockdown results. Taken together, these studies shed light on understanding the role and the regulatory effects of zebrafish microRNA on thrombopoiesis and identified novel downstream target transcription factors for let-7b and mir-223.

No description available.

CD4 T cell homeostasis and competency are critical for the effectiveness of antiviral immunity. However, CD4 T cells derived from people living with HIV (PLWH) and individuals with chronic HCV infection often exhibit an inflammaging phenotype, evidenced by persistent inflammation, immune activation, exhaustion, senescence, and cellular apoptosis. Despite intensive investigations, the molecular mechanisms underlying CD4 T cell dysfunction in antiretroviral therapy (ART)-controlled PLWH and HCV-infected patients remain poorly understood. By investigating the roles of non-coding (nc)RNA transcripts in regulating the functions of CD4 T cells derived from PLWH and HCV-infected patients, we demonstrated that long non-coding (lnc)RNA - growth arrest-specific transcript 5 (GAS5) - is downregulated and plays a crucial role in regulating CD4 T cell functions through and beyond the microRNA (miR)-21-mediated signaling network. Our data suggest that disrupting the GAS5-miR21 axis may restore CD4 T cell homeostasis and competency during latent HIV infection and prevent premature CD4 T cell aging or immune senescence. Moreover, our results also showed that TRF2, a component of the shelterin complex maintaining the integrity of telomeres, is post-transcriptionally inhibited, which is one of the major forces driving cellular dysregulation in CD4 T cells from PLWH and HCV patients. Importantly, our study identified miR-23a as the key regulator of TRF2 translational expression by targeting its 3’UTR in CD4 T cells and that targeting miR-23a may restore the TRF2 protein level, and thereby reconstitute CD4 T cell homeostasis and competency to rescue CD4 T cells from premature aging and immunosenescence during latent HIV infection. The findings from these studies improved our understanding and knowledge of how ncRNA-mediated networks regulate the functions of CD4 T cells during chronic viral (HIV and HCV) infections. Understanding such mechanisms is important for developing therapeutic approaches to reverse the inflammaging phenotype observed in CD4 T cells from ART-controlled PLWH and chronically HCV-infected patients to improve their immunological functions and quality of life.

La sénescence se caractérise par un arrêt en phase G1/S du cycle cellulaire et peut être induit par une variété de stress tels que des télomères trop courts, l’activation d’oncogène ou encore à cause de stress oxydatifs. Cette réponse cellulaire s’accompagne de profonds changements au niveau de l’expression génique et les ARN non codants sont d’importants acteurs de ceux-ci. Bien que cette catégorie d’ARN ait longtemps été considérée comme un sous-produit non fonctionnel de la transcription, on sait maintenant qu’ils sont impliqués dans une pléthore de fonctions essentielles à l’homéostasie de la cellule. Les microARN (miR), de petits ARN non codants d’une vingtaine de nucléotides, sont souvent diminués ou surexprimés dans les maladies, soulignant leurs rôles importants dans le développement de celles-ci. C’est le cas notamment de deux oncomirs, miR-19 et miR-155, qui s’accumulent de manière aberrante dans les cancers hématopoïétiques. En condition normale, STAT5A, qui est souvent dérégulé dans ces cancers, induit SOCS1 qui agit comme un frein sur cette voie de signalisation afin de prévenir une prolifération incontrôlée. Des travaux conduits dans notre laboratoire montrent que SOCS1 est aussi impliqué dans la sénescence, car il est capable d’activer p53, un important suppresseur tumoral. SOCS1 peut être ciblé par les deux oncomirs et nos résultats montrent qu’une inhibition de ces derniers à l’aide d’éponges artificielles favorisait l’accumulation d’un p53 actif. De plus, en intégrant le ribozyme à tête de marteau dans la conception des éponges, nous avons créé une nouvelle génération d’outils (éponges catalytiques) qui sont plus efficaces. Effectivement, l’utilisation de ces éponges contre miR-155 résultait en une diminution de la prolifération, de formation de colonie ainsi que de la migration de cellule de myélome multiple. En second lieu, nous nous sommes penchés sur l’étude d’éponges naturelles dans le contexte de la sénescence. Il existe en effet quelques exemples de lARNnc (Long Non-Coding RNA) qui peuvent agir de la sorte pour un miR donné. Nous pensons que c’est par ce mécanisme de régulation que miR-146a, un miR impliqué dans la réponse anti-inflammatoire, peut s’accumuler dans la sénescence induite par RAS sans toutefois sembler être pleinement actif. Effectivement, les cellules sénescentes sécrètent une variété de facteurs pro-inflammatoires. À l’aide d’une nouvelle technique nommée miR-CLIP, nous avons pu étudier l’interactome de miR-146a et avons identifié plusieurs lARNnc qui selon des outils de prédiction, semblent s’hybrider de manière extensive en région 3’ du miR. Ceci est requis pour l’initiation d’un TDMD (Target-Directed miR Degradation) et nous avons donc investigué la possibilité d’un tel évènement dans la régulation de miR-146a. Nos résultats montrent que la surexpression de XXBAC-B444P24.13 mène à une diminution des niveaux de miR-146a qui n’est pas due à une baisse de sa transcription. Bien que le premier article illustre les avantages d’une éponge catalytique artificielle, le second article suggère que cette stratégie pourrait déjà être en place dans les systèmes biologiques, et ce, de manière naturelle. En effet, une fois miR-146a lié à XXBAC-B444P24.13, ce dernier induirait la dégradation du miR par un TDMD. Ceci ouvre donc la porte au développement d’outils qui pourraient être plus performants à des niveaux d’expression plus bas. / Cellular senescence is characterized by a cell cycle arrest in the G1/S phase and can be induced by a variety of stresses which include telomere shortening, oncogene activation or oxidative stress. Its establishment is known to require changes in the genetic expression program and non-coding RNA play an important part in this phenomenon. For a long time, this RNA subtype was considered to only be a transcriptional byproduct, but we now know that they are involved in a plethora of functions which are essential to cell homeostasis. Various diseases display aberrant expression of microRNA (miR), small non-coding RNA of 18-22 nucleotides, suggesting they are involved in their development. Such is the case for miR-19 and miR-155, two oncomirs which are found to be overexpressed in hematopoietic cancers. In normal conditions, STAT5A, which is often found dysregulated in those cancers, induces SOCS1 which acts as a retro-inhibitor of this signaling pathway, preventing uncontrolled proliferation. Furthermore, our lab has shown that SOCS1 can also be involved in senescence by facilitating p53 activation. SOCS1 can be targeted by both oncomirs and our results show that artificial sponges, that inhibit miR-19 or miR-155’s functions, lead to the activation of p53. Also, we have incorporated the hammerhead ribozyme in the miR binding sites in the sponge, creating a sponge 2.0 (catalytic sponges). Expressing the latter in a multiple myeloma cell line (RPMI8226) resulted in less proliferation, colony formation and migration. Secondly, we aimed at studying natural sponges in the context of senescence. Indeed, there are quite a few examples of lncRNA (Long Non-Coding RNA) acting as a miRNA inhibitor by quenching them. We think that this mode of regulation could provide an explanation as to how an anti-inflammatory miR, miR-146a, can accumulate in senescence even though it is a pro-inflammatory response. Using a novel technique called miR-CLIP, we were able to study specifically miR-146a’s interactome and have found that it can interact with many lncRNAs. Interestingly, using computational tools, we noticed that miR-146a was predicted to interact with extensive 3’ end hybridization with a number of these lncRNA. This characteristic is known to be required to induce TDMD (Target-Directed miR Degradation). Indeed, when we overexpressed XXBAC-B444P24.13, miR-146a levels went down and this is not caused by a decrease in transcription of the miR. In the first part of this thesis, we show that artificial catalytic sponges have an advantage over a more “classical” design. This is further supported by the fact that this strategy seems to be employed in nature. Indeed, we might have uncovered a lncRNA that when bound to by miR-146a would lead to its degradation using TDMD. This could be taken advantage of in the development of new tools for miR inhibition that would be more powerful and could be potentially used at lower levels of expression.