Breast cancer is the most frequently diagnosed and the second leading cause of cancer deaths in Canadian women. The most devastating and deadly feature of the disease is the emergence of metastases. Breast cancer most commonly metastasizes to bone, often leading to a significantly decreased quality of life in affected patients. Despite progress in understanding the underlying molecular biology of breast tumors that relapse to bone, to date there are no therapies capable of curing the disease. Hence, it is essential to gain a more in-depth knowledge of the molecular mechanisms that underlie the emergence and growth of breast cancer skeletal metastases. Consequently, it was attempted to: 1) examine the efficacy of targeting a known pathway important for breast cancer metastasis to bone, 2) identify novel mediators of this process and 3) develop a stratification tool capable of identifying patients with breast cancer that possesses a high likelihood of spreading to bone. Transforming growth factor-beta (TGF-β) signaling is a potent modulator of the invasive and metastatic behavior of breast cancer cells. The work in this thesis demonstrates that expression of a TGF-β ligand trap, which neutralizes TGF-β1 and TGF-β3 in breast cancer cells, diminished their outgrowth in bone and reduced the severity of osteolytic lesion formation. It is further shown that a reduction or loss of host-derived TGF-β1 reduced the incidence of breast tumor outgrowth in the skeleton. Moreover, tumor cells capable of growing within the bone of a TGF-β1 deficient host up-regulated expression of all three TGF-β isoforms within the tumor cells themselves, effectively bypassing the host-deficiency. Next, a gene discovery approach was undertaken to identify novel candidate mediators of breast cancer skeletal metastasis. Invasive breast epithelium was selectively isolated by laser capture microdissection (LCM) performed on bone metastases and primary tumors from patients displaying breast cancer with subsequent recurrence to the skeleton. In this search, ABCC5 was found to be overexpressed in osseous metastases compared to primary mammary tumors metastatic to bone. Furthermore, this protein was detected at substantially higher levels in human and mouse breast cancer cells, which metastasize to bone in animal models. Importantly, removal of this protein from these cells resulted in their decreased ability to induce osteolytic bone lesions, which was correlated with a decreased recruitment of osteoclasts, cells responsible for the bone resorption process. Finally, the molecular changes occurring within the primary breast tumor were investigated in an attempt to identify a prognostic bone metastatic signature. Gene expression profiling was performed on estrogen receptor (ER)-positive primary breast tumors metastastatic to bone and breast cancers, which spread to soft tissue. A 25-gene signature was derived from the top 100 differentially expressed probes and was found to be capable of discriminating breast tumors metastatic to bone from cancers recurring to visceral sites in an independent gene expression dataset. / Le cancer du sein est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué et la deuxième cause de décès par cancer chez les femmes canadiennes. La caractéristique la plus dramatique et la plus mortelle de cette maladie est l'apparition de métastases. Le cancer du sein métastase le plus souvent au niveau des os, conduisant fréquemment à une qualité de la vie sensiblement diminuée chez les patients atteints. Malgré les progrès réalisés dans la compréhension de la biologie moléculaire sous-jacente des tumeurs du sein qui colonisent l'os, il n'existe, à ce jour, aucun traitement capable de guérir cette affection. Il est ainsi primordial d'acquérir une connaissance plus approfondie des mécanismes moléculaires qui sont à l'origine de l'émergence et de la croissance des métastases du cancer du sein au niveau du squelette. Par conséquent, il fut envisagé: d'examiner l'efficacité du ciblage d'une voie connue, importante pour que le cancer du sein puisse métastaser au niveau de l'os; d'identifier les nouveaux médiateurs de ce processus et de développer un outil de discrimination capable d'identifier les patients atteints d'un cancer du sein qui possède une forte probabilité de dissémination à l'os. La voie de signalisation du facteur de croissance transformant bêta (TGF-β) est un puissant modulateur du comportement invasif et métastatique des cellules cancéreuses du sein. Le travail présenté dans cette thèse démontre que l'expression d'une molécule leurre du ligand du TGF-β, qui neutralise le TGF-β1 et le TGF-β3 dans les cellules cancéreuses du sein, réduit leur développement dans les os et ainsi que la gravité de la formation des lésions ostéolytiques. Il est également démontré qu'une réduction, ou une perte, de l'hôte dérivé du TGF-β1 réduit la fréquence d'apparition d'une excroissance de la tumeur mammaire au niveau du squelette. Par ailleurs, les cellules tumorales capables de croître au sein d'un tissu osseux hôte déficient en TGF-β1 ont montré une augmentation de l'expression des trois isoformes du TGF-β dans les cellules tumorales elles-mêmes, court-circuitant ainsi efficacement cette carence de l'hôte. Une approche de découverte de gènes a été ensuite entreprise pour identifier des nouveaux médiateurs candidats des métastases squelettiques des cancers du sein. L'épithélium invasif du sein a été sélectivement isolé par microdissection à capture laser (LCM), et ceci a été réalisé sur les métastases osseuses et des tumeurs primaires de patientes présentant un cancer du sein avec récidive ultérieure au niveau du squelette. Dans cette recherche, ABCC5 fut montré comme étant surexprimé dans les métastases osseuses, par rapport à des tumeurs primaires mammaires métastasant au niveau l'os. De plus, cette protéine a été détectée à des niveaux nettement plus élevés dans des cellules cancéreuses mammaires d'origine humaine et murine qui métastasent dans l'os dans des modèles animaux. Une autre donnée importante fut que la suppression de cette protéine dans les cellules concernées conduisit à une réduction de leur capacité à induire des lésions osseuses ostéolytiques, ce qui fut corrélée avec une diminution du recrutement d'ostéoclastes, les cellules responsables du processus de résorption osseuse. Pour terminer, les changements moléculaires qui se produisent au sein de la tumeur primaire du sein ont été étudiées dans le but d'identifier une signature pronostiquant des métastases osseuses. Un profilage de l'expression génique a été réalisé sur les tumeurs mammaires primaires positives pour le récepteur aux œstrogènes (ER) et métastasant à l'os mais aussi sur les cancers mammaires, qui se propagent aux tissus mous. Une signature de 25 gènes a été sélectionnée à partir des 100 meilleures sondes exprimées différentiellement et a montré sa capacité à discriminer d'un coté les tumeurs du sein métastasant à l'os et de l'autre les cancers récurrents sur des sites viscéraux et ceci à partir d'un ensemble de données sur l'expression de gènes indépendants.

Gene transcription is highly regulated by proteins called transcription factors, which bind to specific DNA sequences, and recruit a plethora of cofactors that directly modify the chemical composition of N-terminal histone tails or recruit enzymes that do so. These modifications alter the structure of chromatin, and can prime it for or render it refractory to transcription. Many of these recruited cofactors, termed transcriptional coactivators or corepressors, can interact with several classes of transcription factors. Initially characterized as an inhibitor of nuclear receptor-mediated transactivation, Ligand-dependent CoRepressor (LCoR) represses transcription through recruitment of specific C-terminal binding proteins (CtBPs) and histone deacetylases (HDACs) via defined domains. We were interested in determining whether LCoR also serves as a coregulator of other classes of transcription factors. Using yeast two-hybrid screens with the open reading frame of LCoR as bait, we found novel interactions with the transcription factor Krüppel-like factor 6 (KLF6) and another transcriptional coregulator KRüppel-Associated Box (KRAB)-associated protein 1 (KAP-1). KLF6 may act as a tumour suppressor in certain malignancies, while KAP-1 is a corepressor that functions through many zinc finger transcription factors. Functional characterization of these interactions revealed that LCoR regulates the expression of the genes cyclin-dependent kinase inhibitor 1A (CDKN1A) and cadherin 1 (CDH1) in specific prostate cancer cells via KLF6, and growth arrest and DNA-damage-inducible alpha (GADD45A) and fibroblast growth factor 2 (FGF2) in specific breast cancer cells through KAP-1. CDKN1A expression is regulated by the hormone insulin-like growth factor 1 (IGF-1) in certain cell types, and levels of IGF-1 and CDKN1A are elevated in prostate cancer. We found that LCoR and CDKN1A levels were enhanced in prostate cancer tissue and in IGF-1 treated prostate cancer cells. Additionally, the transcriptional response of a complex composed of KLF6 and LCoR may be altered by IGF-1 as we found that treatment of prostate cancer cells transiently overexpressing KLF6 and LCoR with IGF-1 abrogated their repression of a reporter gene. Hence, IGF-1-mediated transcriptional expression of CDKN1A may occur through KLF6 and LCoR and have implications for prostate cancer development. Similarly, the expression of FGF2 is frequently lost and associated with a more malignant phenotype in breast cancer. Our results show that a transcriptional complex composed of LCoR, KAP-1, and the transcription factor ZBRK1 suppresses the expression of the FGF2 gene in breast cancer cells, which enhanced cell viability. The identification of this transcriptional silencing complex provides a mechanism for the lack of expression of FGF2 in breast cancer. The work presented in this thesis contains four major contributions to further the understanding of the biological function of LCoR. In addition to identifying novel molecular interactions with (1) KLF6 and (2) KAP-1, which illustrate that LCoR can function in transcription independent of nuclear receptors, the functional characterization of these interactions revealed potential roles for LCoR in (3) breast and (4) prostate tumour development. / La transcription des gènes est hautement régulée par des protéines qu'on appelle facteurs de transcription. Ces facteurs se lient à des séquences d'ADN précises et recrutent de nombreux cofacteurs qui modifient directement la composition chimique de l'extrémité N terminale des histones ou recrutent des enzymes qui peuvent le faire. Cela entraîne une modification de la structure de la chromatine afin d'induire la transcription ou l'inhiber. De nombreux cofacteurs, appelés coactivateurs ou corépresseurs, peuvent interagir avec plusieurs classes de facteurs de transcription. Ligand-dependent Corepressor (LCoR), caractérisé initialement comme inhibiteur de la transactivation par les récepteurs nucléaires, réprime la transcription en recrutant C-terminal binding proteins (CtBPs) et des histones désacétylases (HDACs) spécifiques via des domaines définis. Nous nous sommes intéressés à déterminer si LCoR peut aussi agir comme corégulateur d'autres classes de facteurs de transcription. Au cours des travaux présentés ici, un criblage par double hybride chez la levure, utilisant le cadre ouvert de lecture de LCoR comme appât, a permis de découvrir de nouvelles interactions avec le facteur de transcription Krüppel-like transcription factor 6 (KLF6) et avec un autre corégulateur transcriptionnel, Krüppel-Associated Box (KRAB)-associated protein 1 (KAP-1). Il a été déterminé que le facteur KLF6 serait un suppresseur de certaines tumeurs malignes et que la protéine KAP-1 est un corépresseur agissant par le biais de nombreux facteurs de transcription contenant des domaines doigt de zinc. La caractérisation fonctionnelle de ces interactions a révélé que le corépresseur LCoR régule l'expression des gènes cyclin-dependent kinase inhibitor 1A (CDKN1A) et cadherin 1 (CDH1) dans des cellules spécifiques du cancer de la prostate via le facteur KLF6, et l'expression des gènes growth arrest and DNA-damage-inducible, alpha (GADD45A) et fibroblast growth factor 2 (FGF2) dans des cellules spécifiques du cancer du sein via la protéine KAP-1. L'expression du gène CDKN1A est régulée par l'hormone insulin-like growth factor 1 (IGF 1) dans certains types de cellules, et des taux élevés de cette hormone et du gène CDKN1A ont été observés dans le cas du cancer de la prostate. Nous avons trouvé des taux élevés de LCoR et CDKN1A dans des tissus du cancer de la prostate et des cellules du cancer de la prostate traitées avec IGF-1. De plus, la réponse transcriptionelle d'un complexe composé par KLF6 et LCoR pourrait être modifié par IGF-1, car nous avons montré que le traitement de cellules du cancer de la prostate surexprimant transitoirement KLF6 et LCoR avec IGF-1 aboli la répression d'un gène indicateur. Par conséquent, l'expression de CDKN1A par IGF-1 pourrait passer par KLF6 et LCoR et avoir des conséquences sur le développement du cancer de la prostate. De même, des études précédentes ont déterminé que l'expression du gène FGF2 est fréquemment perdue et associée à un phénotype plus malin du cancer du sein. Un complexe transcriptionnel composé de LCoR, KAP-1 et du facteur de transcription ZBRK1 réprime l'expression du gène FGF2 et modifie la viabilité des cellules du cancer du sein. L'identification de ce complexe de répression transcriptionnelle présente un mécanisme pour expliquer l'absence du gène FGF2 dans le cancer du sein.La présente thèse est caracterisée par la découverte de quatre contributions majeures permettant de mieux comprendre la fonction biologique du corépresseur LCoR. En plus d'avoir permis l'identification de nouvelles interactions moléculaires avec (1) KLF6 et (2) KAP-1, illustrant que LCoR peut agir sur la transcription indépendamment de récepteurs nucléaires, la caractérisation fonctionnelle de ces interactions a révélé des rôles potentiels du corépresseur LCoR dans le développement des cancers du (3) sein et de la (4) prostate.

Inhibitors of translation have proven invaluable in delineating the overall mechanism of protein synthesis. Unlike inhibitors of prokaryotic protein synthesis, the therapeutic development of drugs that directly interfere in the eukaryotic mRNA translation for treatment of human disease has remained largely unexplored. To begin to investigate this possibility and expand the current repertoire of compounds that affect eukaryotic translation, we have undertaken several different experimental screening approaches, two of which are described below and will form the basis of this thesis. In chapter 2, we performed a multiplexed high-throughput chemical screen to identify novel inhibitors of eukaryotic protein synthesis. We identified intercalators as having unique biological properties in our assays: at high concentrations they behave like elongation inhibitors and blocked the peptidyl-transferase activity of the ribosome, while at lower concentrations they preferentially block HCV-driven, cap-independent but not cap-dependent translation. This activity appeared to be due to their ability to block the innate affinity of the HCV IRES for the 40S ribosomal subunit. Moreover, a number of intercalator-based peptide-conjugates (which can chemically "thread" through and bind strands of nucleic acid in a sequence-specific manner) were tested and one, PAC-6, was found to be a selective inhibitor of HCV-dependent initiation.In chapter 3, we performed a shRNA-based drop-out screen to identify novel genes and pathways that could reverse resistance to ABT-737 treatment. Using genetically-defined Arf-/-Eµ-myc lymphoma cells, pools of shRNAs targeting known factors and regulators of protein synthesis were retrovirally introduced and genomic DNA collected over the course 10 days for both vehicle and ABT-737 treated cohorts. Following deep sequencing analysis of shRNA abundance, several constructs were identified that were selectively depleted only in the presence of ABT-737. Of them, two shRNAs against the RNA/DNA helicase, DHX9, validated. Although knockdown of DHX9 was found to sensitize both mouse and human cells to ABT-737 treatment, it did so without altering Mcl-1 levels. Instead, loss of DHX9 appeared to activate a p53-dependent apoptotic program which was found to be both necessary and sufficient for the ABT-737-shDHX9 synthetic lethal interaction. / La compréhension du mécanisme global de la synthèse protéique a rapidement progressée en majeur partie grâce a l'utilisation d'inhibiteurs spécifiques qui bloquent ce processus. Contrairement aux inhibiteurs de la synthèse protéique procaryote, l'utilisation de molécules pouvant moduler la traduction des ARNm eucaryotes dans un but thérapeutique reste encore largement sous-évalué. Afin d'étudier cette possibilité et d'élargir le répertoire de composés chimiques pouvant interférer avec la synthèse protéique eucaryote, nous avons effectué plusieurs criblage différents. Deux d'entre eux sont décrits plus bas et formeront les fondements de cette thèse.Tel que décrit dans le chapitre 2, nous avons tout d'abord effectué un criblage à haut débit de molécules afin d'identifier de nouveaux inhibiteurs de la synthèse protéique eucaryote. Ceci nous a permis de découvrir que les molécules qui peuvent s'intercaler dans les structures en double brin des acides nucléiques possèdent des propriétés uniques d'inhibition de la traduction. En effet, à hautes concentrations, elles se comportent exactement comme des inhibiteurs de l'élongation et bloquent l'activité peptidyl-transférase des ribosomes, alors qu'à faibles concentrations, elles bloquent préférentiellement la traduction cap-indépendant sous contrôle de l'IRES de HCV sans affecter la traduction dépendante du cap. Cette activité semble être due à la capacité des molécules d'interférer avec la liaison de la sous-unité 40S à l'IRES de HCV. De plus, certaines molécules qui combinent une portion intercalatrice et une portion peptidique (connue pour pouvoir sonder et se lier spécifiquement des brins d'acides nucléiques de manière spécifique) ont été testées et une d'entre elles, nommé PAC-6, permet l'inhibition spécifique de l'initiation de la traduction sous contrôle de l'IRES de HCV.Dans le chapitre 3, nous avons effectué un criblage d'une librairie de shRNA afin d'identifier des gènes ou des voies de signalisation qui peuvent inverser la résistance de cellules à ABT-737. Des cellules de lymphomes Arf-/-Eµ-Myc génétiquement modifiées ont été infecté avec un groupe de shRNAs ciblant des gènes connus pour contrôler tous les aspects de la synthèse protéique et avons isolé l'ADN génomique de ces cellules après 10 jours de traitements avec, soit le véhicule, soit avec ABT-737. Suite à l'analyse de l'abondance relative des shRNAs par séquençage de nouvelle génération, nous en avons identifié plusieurs dont la représentation diminue sélectivement en présence d'ABT-737. Parmi ceux-ci, deux shRNAs uniques, ciblant l'hélicase à ARN/ADN DHX9 ont été identifiés et par la suite confirmés indépendamment. La diminution des niveaux de DHX9 permet la sensibilisation des cellules murines ou humaines à ABT-737 sans toutefois altérer les niveaux de Mcl-1. Plutôt, la perte de DHX9 semble activer un programme d'apoptose dépendant de p53 qui est nécessaire et suffisant pour cette interaction synthétique létale entre ABT-737 et DHX9.

Acts of violence account for 1.43 million deaths worldwide annually and individual acts of aggression account for the majority of these lives lost. Longitudinal studies on the development of physical aggression have found that while children start using physical aggression very early in life, the majority of them learn to use alternative behaviors during childhood and adolescence. The challenge is that a minority of children (3-7%) maintain chronic levels of physical aggression. While we know that genetic factors and early social experiences are involved in the development of aggression, the main question is "What is the mechanism that registers the response to early life adversity as well as stores life-long and system-wide programs of aggressive phenotypes?" Evidence in animals and in humans has emerged suggesting that epigenetic mechanisms, such as DNA methylation, are responsive to adverse environments and are maintained until adulthood. Epigenetic mechanisms are known to serve as long-lasting regulators of gene expression programs. This doctoral thesis delineates the effects of early adversity in a rhesus macaque model of maternal deprivation on DNA methylation patterns in the prefrontal cortex (PFC) and in T cells to compare the central and the peripheral epigenetic marks of social experience. Moreover, it determines the associations between DNA methylation patterns in T cells and childhood physical aggression in men. Whole genome methylation analyses using methylated DNA immunoprecipitation followed by hybridization to genome-wide promoter microarrays were used to assess the DNA methylation profiles in adult monkeys who were randomized into differential rearing groups (maternal versus surrogate-peer rearing) in their first year of life. We show that differential rearing leads to differential DNA methylation profiles in both the PFC and T cells. These differentially methylated promoters tend to cluster by chromosomal region and by gene function in both tissues, suggesting that the response to early adversity is genome- and system-wide. These results support the use of peripheral tissues in human studies examining epigenetic and phenotypic consequences of social adversity. We then used peripheral blood samples from adult men who were on a chronic physical aggression trajectory from childhood to adolescence (CPA) and compared them to a control group from the same background. ELISA analysis of plasma levels of 10 inflammatory cytokines identified that men from the CPA group had lower plasma levels of five cytokines (IL-1α, IL-4, IL-6, IL-8 and IL-10). Moreover, interrogation of the state of DNA methylation across the entire genomic loci containing these five cytokines and cytokine regulator genes (NFkB1, NFAT5 and STAT6) revealed significant associations between differential DNA methylation and CPA. Using whole genome methylation analysis in these men from either CPA or control groups, we revealed associations between physical aggression and DNA methylation in specific gene promoters that tended to cluster into distinct chromosomal regions as well as in relevant gene function categories known to be involved in aggression. In summary, my study demonstrates that adverse social experiences and adverse social phenotypes are associated with altered DNA methylation patterns across the genome. My findings are consistent with the hypothesis that DNA methylation is a mechanism that registers the response to early life adversity in the genome and has a long-lasting association with aggressive phenotypes in humans. Moreover, the finding of DNA methylation alterations in relevant immune genes and immune signaling pathways further supports the hypothesis that the epigenetic programs associated with aggression are not limited to the brain and occur in the immune system as well. This is consistent with several studies that indicate peripheral immune components playing a role in regulating behavioral states. / Les actes de violence représentent 1,43 millions de morts par an dans le monde. Des études longitudinales sur le développement de l'agressivité physique (AP) ont montré que bien que les enfants commencent à se servir de l'AP très tôt dans leur vie, la majorité d'entre eux apprennent à utiliser des comportements alternatifs au cours de l'enfance. Le problème est qu'une minorité d'enfants (3-7%) maintiennent des niveaux d'AP élevés. Bien que nous sachions que les facteurs génétiques ainsi que les premiers contacts sociaux sont impliqués dans le développement de l'AP, la question principale demeure:«Quel sont les mécanismes qui sont capable d'enregistrer la réponse à l'adversité social à l'enfance, de la conserver durant la vie et de programmer les phénotypes agressifs?» Des évidences chez les animaux et l'homme ont émergé suggérant que des mécanismes épigénétiques, tels que la méthylation de l'ADN, réagissent aux environnements adverses et se maintiennent jusqu'à l'âge adulte. Les mécanismes épigénétiques sont aussi connus pour réguler les programmes d'expression génique. Cette thèse de doctorat détermine les effets de l'adversité au début de la vie sur les profils de méthylation de l'ADN du cortex préfrontal (CPF) et des cellules T afin de comparer les marques épigénétiques centrales et périphériques des contacts sociaux chez le macaque rhesus. De plus, elle détermine les associations entre les profils de méthylation de l'ADN dans les cellules T et l'AP à l'enfance chez l'homme. Des analyses de la méthylation du génome entier utilisant l'immunoprécipitation de l'ADN méthylé suivie par l'hybridation sur micropuces de promoteurs, ont servie à mesurer les profils de méthylation de singes adultes qui ont été randomisés dans des groupes d'élevage différents (élevé par leur mère versus par des pairs). Nous montrons que les différentes conditions d'élevage conduisent à des profils de méthylation différents à la fois dans le CPF et dans les cellules T. Ces promoteurs différentiellement méthylés tendent à être regroupés par région chromosomique et par fonction génique dans les deux tissus, suggérant que la réponse à l'adversité se produit à une échelle génomique et systémique. Nous avons ensuite utilisé des échantillons de sang provenant d'hommes adultes qui étaient sur une trajectoire d'AP chronique de l'enfance à l'adolescence (APC) et nous les avons comparés à un groupe control ayant les mêmes origines. L'analyse du niveau plasmatique de 10 cytokines par une méthode immuno-enzymatique indique que les hommes du groupe APC ont des niveaux plasmatiques plus faibles pour cinq cytokines (IL-1α, IL-4, IL-6, IL-8 et IL-10). L'interrogation du niveau de méthylation de l'ADN des loci génomiques de ces cinq cytokines et de leurs régulateurs révèle des associations significatives entre la méthylation et l'APC. En utilisant des analyses génomiques de la méthylation de l'ADN chez ces hommes, nous avons révélé des associations entre l'AP et la méthylation dans plusieurs promoteurs. Ces promoteurs tendent à se regrouper dans des régions chromosomiques distinctes ainsi que dans des catégories fonctionnelles déjà connues pour être impliquées dans l'AP. En résumé, mon étude doctorale démontre que les expériences sociales et les phénotypes adverses sont associés à des profils de méthylation de l'ADN altérés au travers du génome. Mes données soutiennent l'hypothèse que la méthylation de l'ADN est un mécanisme qui enregistre la réponse à l'adversité au début de la vie et qu'il s'associe de façon continue avec les phénotypes d'agressivité chez l'homme. De plus, la découverte que ces altérations surviennent à l'intérieur de gènes et de fonctions du système immunitaire supporte l'hypothèse que les programmes épigénétiques associés avec l'AP ne sont pas limités au cerveau mais se produisent également dans le système immunitaire. Ceci est cohérent avec plusieurs études qui indiquent que le système immunitaire joue un rôle dans la régulation des comportements.

Cancer cell metabolism is often characterized by a shift from an oxidative to a glycolytic bioenergetic pathway, a phenomenon known as the Warburg effect. miR-378* is embedded within PPARGC1b which encodes PGC-1beta, a transcriptional regulator of oxidative energy metabolism. We show that miR-378* acts as a molecular switch involved in the orchestration of the Warburg effect in breast cancer cells via interference with the PGC-1beta/ERRgamma bioenergetics transcriptional pathway. Moreover, we identify that the expression of miR-378* is regulated by the breast cancer oncogene ERBB2, and that its expression in human breast cancer correlates with disease progression. Furthermore, we uncover that CAMKK2, the upstream kinase of the cellular energy sensor AMPK, is a functional direct target of miR-378* in breast cancer cells, through which miR-378* represses AMPK pathway activity.We have identified that modulation of the relative availabilities of the Estrogen-Related Receptor (ERR) isoforms ERRalpha and gamma is capable of inducing the Warburg effect. We then turned to an in-vivo system to further investigate the role of ERR in breast cancer. We found that the absence of ERRalpha delays ERBB2-induced mammary tumor onset but accelerates disease progression after onset. Moreover, tumor bearing ERRalpha KO mice exhibit signs of cancer cachexia, including failure to maintain normal body weight, heightened inflammation, and metabolic derangements such as elevated serum amino acids, molecular markers in the skeletal muscle and adipose tissue, and reduced adipose mass. Together, we identify that systemic ablation or inhibition of ERRalpha may render the host more susceptible to cancer cachexia, a disease characterized by elevated inflammation, metabolic derangements and tissue atrophy. The absence of mir-378 mouse models limited such in-vivo study of the functionally-related miRNA. Therefore, we produced mir-378 conditional and total knockout mouse models, which revealed thermogenesis-related phenotypes in the brown adipose tissue (BAT). / Le métabolisme des cellules cancéreuses est souvent caractérisé par une utilisation préférentielle de la voie de la glycolyse, au détriment de la phosphorylation oxydative, un phénomène connu sous le nom d'effet de Warburg. Le microARN miR378* est situé dans le gène PPARGC1b, qui code pour la protéine PGC-1beta, un régulateur transcriptionel du métabolisme oxidatif. Nous avons démontré que le miR378*, en interférant ERRgamma, est impliqué dans l'orchestration de l'effet de Warburg dans les cellules tumorales du sein. De plus, nous avons identifié que l'expression du miR378* est régulée par l'oncogène ERBB2 et corrèle avec l'agressivité du cancer du sein chez l'humain. Nous avons aussi établi que CAMKK2 est une cible directe du miR378* dans les cellules cancéreuses du sein, via laquelle miR378* réprime l'activité d'AMPK.Nous avons observé que la disponibilité relative des isoformes α et γ du récepteur associé au récepteur des estrogènes (ERR) était capable d'induire l'effet de Warburg. Ceci nous a amené à explorer le rôle d'ERR dans le développement du cancer du sein. Nous avons observé, dans un modèle de tumeur mammaire, que l'absence d'ERRalpha ralentissait l'apparition du cancer, mais augmentait la vitesse de la croissance tumorale une fois la tumeur établie. De plus, les souris knock-out pour ERRalpha ayant une tumeur montre des signes cachexie, incluant une perte de poids, la présence d'inflammation et des désordres métaboliques tels qu'un niveau élevé d'acides aminés dans le sérum et une réduction de la masse adipeuse. Dans l'ensemble, nos résultats démontrent que l'inhibition d'ERRalpha rend les animaux plus susceptible à la cachexie cancéreuse, une maladie caractérisée par un niveau élevé d'inflammation, des dérangements métaboliques et une atrophie tissulaire.Finalement, nous avons développé un modèle de souris knock-out, total ou conditionnel, pour le mir378. Nos résultats suggèrent notamment une implication pour le mir378 dans des tissus adipeux bruns.

Human Immunodeficiency Virus type 1 (HIV-1) genomic RNA (gRNA) dimerization appears essential for viral infectivity via, among others, facilitating gRNA strand exchange during reverse transcription, but the gRNA dimerization mechanisms remain largely unknown. What is well known about gRNA dimerization is that the dimerization process requires the proteolytic processing of Pr55gag polyprotein into smaller products. If the gag processing is blocked experimentally, it will lead to the formation of low-mobility dimers which is termed immature dimers, as apposed to high-mobility dimers (mature dimers) formed in the wild type HIV-1. Two kinds of dimers have been isolated from HIV-1 particles: Immature dimers isolated from grown-up (≥ 24h old) protease-inactive (PR-in) and from newly released (0-15min old) virions; mature dimers isolated from grown-up wild type and some mutants of HIV-1. My first research project is to identify the roles of NC-containing proteins including Gag polyprotein, NCp15, NCp9, and NCp7 in HIV-1 gRNA dimerization. I showed for the first time that the formation of immature genomic RNA dimers (igRNAds) in protease-inactive (PR-in) HIV-1 is protein-dependent (Gag-dependent, not spontaneous) and the nucleocapsid (NC) portion of the Gag polyprotein chaperones the formation of igRNAds. Based on the effect of 19 mutations studied in grown-up PR-in HIV-1, I showed that the proximal zinc finger and the linker sequences but not the distal zinc finger of the nucleocapsid protein play critical roles in the formation of igRNAds in PR-in HIV-1. However, the basic nature of the basis residues of the N-terminus and the linker are not involved in igRNA dimer formation. Other maturation products of NC, i.e. NCp15, NCp9, and NCp7, have differential roles in HIV-1 gRNA dimerization. Newly released p9 HIV-1 contains much lower level of immature dimers compared to NCp15 and NCp7 HIV-1 and the rate of accumulation of immature dimers is similar to PR-in HIV-1. But, NCp9 is as efficient as NCp7 in the transformation of immature dimers to mature dimers. On the other hand, NCp15 like NCp7 directs the fast accumulation of immature dimers in newly released HIV-1. Nonetheless, NCP15 like Gag polyprotein is quite inefficient in the maturation process, i.e. the transformation of immature dimers to mature dimers. To summarize: NCp7 is efficient in fast formation of immature gRNA dimers and the maturation process; NCp15 is only efficient in the formation of fast immature dimers; NCp9 is efficient in the transformation process but not in the fast formation of immature dimers. The Dimer Initiation Site (DIS) is a dimerization initiation site for all immature gRNA dimers, irrespective of their mechanism of formation. In the second part of my thesis I studied the role of the 5' transactivation response element (TAR) in HIV-1 gRNA dimerization. By making mutations in the upper TAR stem-loop structure including two palindrome sequences, I showed that this region contributes enormously to HIV-1 gRNA dimerization. However, gRNA dimerization was not restored in the compensatory mutants of both palindromes, suggesting that TAR-TAR kissing mechanism is not involved in gRNA dimerization. By jointly mutating TAR and deleting DIS, I showed that the TAR-dependent dimerization is not associated with the DIS. For the first time I showed that the UCU bulge of TAR is very important for HIV-1 gRNA dimerization and we conclude that the role of large TAR mutations in gRNA dimerization is entirely assumed by the TAR bulge. / La dimérization de l'ARN génomique (gRNA) du Virus d'Immunodéficience Humaine 1 (VIH-1) est essentiel pour un virus infectieux parce que, entre autres, elle facilite l'échange de brins pendant la transcription inverse. On sait déjà que le processus de dimérisation requiert au moins un certain degré de maturation protéolytique de la polyprotéine Pr55gag, une protéine dont la maturation progressive génère les protéines NCp15, NCp9 et, finalement, NCp7. J'ai d'abord identifié les rôles respectifs de Pr55gag, NCp15, NCp9 et NCp7 dans la dimérisation de l'ARN génomique (ARNg). J'ai montré que la formation de dimères immatures du gRNA (igRNAds) est dépendante de Gag chez les VIH-1 avec une protéase-inactive (PR-in), et que la portion nucleocapside (NC) de Pr55gag est essentielle à cette forme de dimérisation. Me basant sur les effets de 19 mutations étudiées chez les VIH-1 PR-in adultes (vieux de 12 h et plus), j'ai montré que le doigt de zinc proximal et la séquence du linker du NC, mais non son doigt de zinc distal, jouent un rôle critique dans la formation de igRNAds chez les VIH-1 PR-in. Cependant, la nature basique des résidus du N-terminus et du linker ne contribue pas à la formation de igRNAds. Les autres produits de maturation de NC, c.-à-d. NCp15, NCp9 and NCp7, jouent des rôles différentiels dans la dimérisation de l'ARN du VIH-1. Les VIH-1 p9 fraichement sortis contiennent un très faible niveau de dimères immatures par rapport aux VIH-1 p15 et p7, et le taux d'accumulation des ces dimères ressemble à celui qui est observé chez les VIH-1 PR-in. Mais NCp9 est aussi efficace que NCp7 dans la maturation des dimères immatures. Par ailleurs, NCp15 forme des dimères immatures aussi rapidement que NCp7, mais est incapable de les transformer en dimères matures. En résumé: NCp7 est efficace à la fois en formation rapide et en maturation des dimères immatures; NCp15 est efficace uniquement en formation de dimères immatures; NCp9 est efficace en maturation, mais pas en formation de dimères immatures. Le DIS est le site d'initiation de la dimérisation de tous les dimères immatures, peu importe leur mécanisme de formation. Dans la 2ème partie de ma thèse, j'ai étudié le rôle de l'ARN TAR 5' (transactivation response element) dans la dimérisation du VIH-1. En introduisant des mutations dans le haut du TAR tige-boucle, qui contient deux séquences palindromiques, j'ai montré que cette région contribue énormément à la dimérisation de l'ARNg du VIH-1. Cependant, la dimérisation n'a pas été rétablie par des mutations compensatoires dans chacun de ces 2 palindromes, suggérant qu'un mécanisme de TAR-TAR "kissing" n'est pas significatif pendant la dimérisation de l'ARNg. En mutagénisant TAR et en supprimant le DIS, j'ai montré que les mutations dans TAR et dans le DIS avaient des rôles indépendants durant la dimérisation. Pour la première fois, j'ai montré que la boucle UGU de TAR joue un rôle très important dans la dimérisation de l'ARNg, et je conclus que le rôle de TAR dans la dimérisation de l'ARNg est entièrement assumé par la boucle du TAR.

G protein-coupled receptors (GPCRs) comprise the largest group of cell surface receptors, translating environmental signals into cellular responses via cognate G protein partners. Contrary to our initial understanding, most GPCRs do not function in living cells as monomers, but most likely dimers, or even larger arrays of receptors. Standard drug design approaches rely on the notion that drugs binding the two receptors in a given dimer likely function independently of one another. However, this view has been challenged by recent work showing that ligand binding at both receptors can modulate dimeric receptors via allosteric communication. While one receptor may actually be needed to drive signalling, the other acts to control or modulate these signals, without a direct signalling outcome itself. Based on the notion of allosteric modulation within homo- and heterodimers, I tested and compared changes in signalling downstream as well as at the level of the receptor-G protein-effector (RGE) complex in response to different combinations of ligands at each protomer. Using a combination of calcium, cyclic adenosine monophosphate, and mitogen-activated protein kinase signalling assays, I have demonstrated functional interactions for a putative D2 dopamine receptor, oxytocin receptor heterodimer (D2R/OTR), in HEK 293 cells. Immunoprecipitation, bioluminescence resonance energy transfer (BRET) and confocal microscopy experiments reveal D2R and OTR do in fact form a heterodimer in vitro, which may explain the nature of these potential allosteric functional interactions. Using BRET, I assessed the RGE complex conformational dynamics in HEK 293 cells for two other heterodimers, β2-adrenergic receptor with cannabinoid CB1 receptor (β2AR/CB1R) and β2AR/OTR, in order to determine how they manifest in parallel to signalling events themselves. These studies reveal functional interactions can occur in terms of signalling complex conformation. Thus GPCR signalling can be modulated by its partner receptor at the level of downstream effector signalling or at the level of the signalling complex itself. With that said, putative heterodimers need to be reanalyzed in vivo for their allosteric properties, which may explain some of the side effects of so many drugs, and may have implications in drug design. / Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) constituent le plus grand groupe de récepteurs de la surface cellulaire, qui traduisent les signaux environnementaux en réponses cellulaires via leurs protéines G associées. Contrairement à notre compréhension initiale, la majorité des RCPG ne fonctionnent pas en tant que monomères, mais possiblement en tant que dimères ou même oligomères. Les approches actuelles de conception de médicament estiment que lors de la liaison d'un médicament aux deux récepteurs d'un dimère quelconque, ces derniers fonctionnent potentiellement indépendamment l'un de l'autre. Cependant, cette notion a été reconsidérée par une étude récente montrant que la liaison d'un ligand aux deux récepteurs peut les altérer par voie de communication allostérique. Alors qu'un premier récepteur peut être requis pour initialiser la signalisation, un second peut contrôler ou modifier ces signaux, n'ayant pas nécessairement une signalisation directe comme résultante. Dans l'étude suivante, basée sur la notion de modulation allostérique au sein d'homodimère et d'hétérodimère, les changements de signalisation en aval ainsi qu'au niveau du complexe récepteur/protéine G/effecteur (RGE) ont été étudiés et comparés en réponse à différentes combinaisons de ligands pour chaque protomère. En utilisant une combinaison d'essais de signalisation de calcium, d'adénosine monophosphate cyclique (cAMP) et de protéine kinase activée par des agents mitogènes (MAPK), une interaction fonctionnelle entre le récepteur dopaminergique D2 et le récepteur de l'ocytocine (D2R/OTR) a été démontrée dans les cellules HEK 293. Des expériences d'immunoprécipitation, de transfert d'énergie de résonance par bioluminescence (BRET) et de microscopie confocale ont révélé la présence d'hétérodimère entre le D2R et l'OTR in vitro, ce qui pourrait expliquer la nature des interactions fonctionnelles allostériques. En utilisant la technique de BRET, la dynamique fonctionnelle du complexe RGE dans les cellules HEK 293 a été examinée chez deux autres hétérodimères, soit celui composé du récepteur adrénergique β2 et du récepteur cannabinoïde CB1 (β2AR/CB1R) et l'hétérodimère β2AR/OTR, afin de déterminer comment ils traduisent les évènements de signalisation. Ces études démontrent donc qu'une interaction fonctionnelle peut survenir sur le plan de la conformation du complexe de signalisation. Par conséquent, la signalisation d'un RCPG peut être modulée par son récepteur partenaire au niveau des effecteurs ou au niveau du complexe de signalisation lui-même. Pour cette raison, il serait impératif de réanalyser in vivo les propriétés allostériques d'hétérodimères putatifs, ce qui pourrait expliquer certains effets secondaires d'une multitude de médicaments et ce qui pourrait impliquer des changements majeurs dans la façon de concevoir de nouveaux médicaments.

The two rounds of cell division that constitute meiosis are a conserved process that generates the gametes required for sexual reproduction. Given the importance of this specialized cell division in forming new life it is imperative for meiotic cells to ensure that the homologous chromosomes (at meiosis I) and subsequently the sister chromatids (at meiosis II) are properly segregated to avoid aneuploidy and infertility. As a first step in this process the maternal and paternal chromosomes (the homologs) have to be able to recognize each other and align along their length (pairing). In many organisms this culminates in the formation of the synaptonemal complex (SC) to further stabilize their interactions. Since SC formation is independent of chromosome homology, pairing and synapsis processes must be coordinated to ensure SC formation only after homology assessment. During the chromosome pairing process in the nematode C. elegans, one end of each chromosome (the pairing centers, PCs) interacts with the nuclear envelope (NE) and is thought to generate their movement within the nucleus through a connection to cytoskeletal forces across an intact NE, a process well conserved from yeasts to mammals. The function of chromosome movement and how it is established and regulated is still poorly understood in any system and here I present my contribution to understanding the mechanism and regulation of meiotic chromosome pairing and synapsis and the role of chromosome movement during these events in C. elegans.My initial work focused on the characterization of polo-like kinase 2 (PLK-2); PLK-2 localizes to the PCs associated with the NE upon meiotic entry and loss of plk-2 function severely disrupts homologue pairing and results in nonhomologous synapsis. Previous work has shown that at meiosis I onset, the NE is reorganized such that integral NE SUN-1/ZYG-12 modules that bridge the NE and interact with cytoskeletal forces aggregate in the vicinity of chromosome PCs to form mobile foci that can further coalesce into patches. I showed that PLK-2 activity at the PCs is required for the meiotic reorganization of SUN-1/ZYG-12 complexes within the NE and I directly show that these bridges connect nuclear chromosomes with the cytoskeletal forces that are required to generate chromosome movement during pairing stages. Using a kinase dead PLK-2, I found that PLK-2 kinase activity is required for chromosome motion and loss of this motion results in nonhomologous synapsis between the unpaired chromosomes. Using a separation-of-function allele of PLK-2, I demonstrate for the first time that chromosome movement per se is not sufficient for homologous pairing. In these mutants, the chromosomes retain wild-type like movements, despite the failure to reorganize the NE and form SUN-1/ZYG-12 foci and patches. Analysis of the chromosome movement indicates that chromosome ends undergo fewer encounters and separate more rapidly in comparison to wild-type. Consequently, I propose that SUN-1/ZYG-12 patch formation is not required for chromosome movement but to restrain this movement in order to provide a window of opportunity for the chromosomes to undergo homology assessment. The balance of forces between NE protein aggregates that constrain chromosome ends together and cytoskeletal microtubules that try to separate them might be at the basis of chromosome homology establishment. Since many of the proteins participating in these events are conserved, including PLK-2, this mechanism may be a conserved feature of meiotic chromosome pairing in different species. / Les deux cycles de division cellulaire qui constituent la méiose représentent un processus conservé au cours de l'évolution des espèces qui permet de créer les gamètes nécessaires à la reproduction sexuelle. Compte tenu de l'importance de ce processus dans la formation de toute nouvelle vie, il est essentiel pour les cellules méiotiques d'assurer la séparation correcte des chromosomes homologues lors de la première division de méiose (MI), puis des chromatides sœurs lors de la deuxième division de méiose (MII) afin d'éviter aneuploïdie des gamètes et infertilité. Au cours de la méiose I, les chromosomes maternels et paternels homologues se reconnaissent et s'alignent sur toute leur longueur (appariement). Dans de nombreux organismes cette première étape aboutit à la formation du complexe synaptonémal (SC) qui stabilise davantage leurs interactions. Puisque la formation du SC est indépendante de l'homologie des chromosomes, les processus d'appariement et de synapse doivent être dûment coordonnés pour que la formation du SC n'ait lieu qu'après vérification de l'homologie. Pendant le processus d'appariement des chromosomes chez le nématode C. elegans, une extrémité de chaque chromosome (les centres d'appariement, PC) interagit avec l'enveloppe nucléaire (NE) et génère vraisemblablement leur mouvement à l'intérieur du noyau par le biais d'une connexion au cytosquelette via l'enveloppe nucléaire, un processus bien conservé des levures aux mammifères. La fonction du mouvement des chromosomes et la façon dont il est établi et réglementé est encore mal comprise dans tout système. Je présente dans ce manuscrit ma contribution à la compréhension du mécanisme et de la fonction précise de ce processus dans le mouvement des chromosomes lors de la méiose chez C.elegans.Mon travail initial a porté sur la caractérisation d'une protéine polo-like kinase 2 (PLK-2). PLK-2 se localise au niveau des centres d'appariement associés à l'enveloppe nucléaire au début de la méiose; son absence perturbe gravement l'appariement des homologues et conduit à la formation de synapse non-homologue. Des travaux antérieurs avaient montré que à l'entrée en méiose l'enveloppe nucléaire est réorganisée de telle façon que les complexes protéiques SUN-1/ZYG-12 qui permettent de créer la liaison physique entre le cytosquelette à l'extérieur du noyau et les chromosomes à l'intérieur s'agrègent entre eux au voisinage des centres d'appariement des chromosomes. J'ai montré que c'est l'activité de PLK-2 qui préside à la réorganisation de ces complexes SUN-1/ZYG-12 dans l'enveloppe nucléaire, et que ces complexes sont directement nécessaires au mouvement des chromosomes durant le processus d'appariement. Par mutagénèse dirigée j'ai créé une protéine PLK-2 sans activité kinase, et j'ai ainsi pu démontrer qu'une réaction de phosphorylation par PLK-2 est essentielle au mouvement des chromosomes; en son absence les chromosomes forment des synapses non homologues. La découverte et l'étude d'un allèle non nul de plk-2 (vv44) a aussi permis de comprendre que le mouvement des chromosomes n'est pas suffisant à la reconnaissance des homologues, puisque dans ces mutants vv44 les chromosomes, bien que mobiles, ne créent pas de réorganisation des complexes SUN-1/ZYG-12 dans l'enveloppe nucléaire et forment aussi des synapses non homologues. Une analyse détaillée du mouvement des chromosomes dans ces mutants montre que les chromosomes se séparent plus rapidement que dans le type sauvage. Je propose donc un modèle dans lequel la formation des agrégats SUN-1/ZYG-12 n'est pas nécessaire au mouvement des chromosomes mais bien à leur rétention entre eux. Ainsi il existe un équilibre des forces entre les agrégats qui contraignent les extrémités des chromosomes dans un micro-environnement et les forces du cytosquelette qui permettent de séparer les chromosomes non homologues; cet équilibre offre une fenêtre d'opportunité pour tester l'homologie des chromosomes.

The nascent-polypeptide-associated complex and coactivator-alpha (αNAC) is a subunit of a cytosolic heterodimer that binds to ribosomes and newly synthesized polypeptides in a chaperone-like manner. In the nucleus, αNAC acts as a transcriptional coregulator that can potentiate the expression of the osteoblast-specific gene, Osteocalcin (Ocn). One unique feature of αNAC is its sequence-specific DNA binding capacity. By virtue of this unique characteristic, ChIP-chIP technology was used to identify potential target genes of αNAC in mineralizing osteoblasts. One target that emerged from this analysis was Itgβ6. To confirm the result obtained by ChIP-chIP, we performed a formaldehyde cross-linking ChIP in pre-osteoblastic MC3T3-E1 cells. αNAC was shown to bind the Itgβ6 promoter. We next examined the expression profile of Itgβ6 in mineralizing and unmineralized MC3T3-E1 pre-osteoblasts over the course of differentiation. No induction of Itgβ6 expression was observed at any timepoint throughout differentiation. Double cross-linking ChIP in pre-osteoblastic MC3T3-E1 cells showed that αNAC and the corepressor molecule, HDAC1, occupied the Itgβ6 promoter. The ChIP data suggested that HDAC corepressor complexes were recruited by αNAC to the promoter region of Itgβ6 to repress its expression. In differentiating C2C12 myoblasts, a 5-fold induction was observed for Itgβ6 at day 5 suggesting that Itgβ6 is differentially regulated in muscle and bone. We proposed that a possible mechanism of Itgβ6 induction in day 5 myotubes was due to the dissociation of the HDAC1 corepressor complex from the promoter. We performed a double cross-linking ChIP in day 5 myotubes and observed a marked decrease in HDAC1 enrichment suggesting that the release of HDAC1 relieved repression of Itgβ6 and resulted in its induction. To determine if Itgβ6 expression could be induced by suppressing HDAC1 activity we tested the effects of two HDAC inhibitors Trichostatin-A (TSA) and Sodium Butyrate (NaB). In pre-osteoblastic MC3T3-E1 cells, Itgβ6 expression was not induced following treatment with HDAC inhibitors. Similarly, treatment of C2C12 myoblasts with TSA and NaB also showed no induction of Itgβ6 expression. However, a dose-dependent induction of Ocn expression occurred following treatment with TSA and NaB. We concluded that class I HDACs including HDAC1 are important for the repression of Ocn expression in cells of the muscle-cell lineage. Our data demonstrated that αNAC is able to recruit HDACs and form a corepressor complex at the promoter region of the Itgβ6. This suggests a model for αNAC as a multifunctional transcriptional coregulator that could be involved in both gene activation and repression. / La sous-unité alpha du Nascent polypeptide Associated Complex (αNAC) migre au noyau des ostéoblastes différenciés où elle se lie au promoteur du gène Osteocalcin (Ocn) afin de contrôler son expression. Un criblage génomique à l'aide de séquences de promoteurs immunoprécipitées par des anticorps anti-αNAC (ChIP-on-chip) a identifié le gène Integrin β6 (Itβ6) comme un autre gène-cible potentiel de l'activité régulatrice d'αNAC. Nous avons confirmé l'interaction d'αNAC avec le promoteur Itβ6 par méthode conventionnelle d'immunoprécipitation de la chromatine (ChIP). Lorsque nous avons mesuré l'expression d'Itβ6 au cours de la différenciation ostéoblastique, nos résultats montrent que le gène n'est pas exprimé de façon significative. Ces données suggèrent un mode actif de répression de l'expression d'Itβ6. En accord avec ce modèle, nous avons confirmé l'interaction des co-répresseurs Histone De-Acetylase 1 (HDAC1) et HDAC3 au promoteur d'Itβ6, dans un fragment contenant le site de liaison pour αNAC. Cette intéraction est détectée dans les pré-ostéoblastes ainsi qu'au cours de la différenciation, suggérant qu'elle contribue aux mécanismes de répression de l'expression d'Itβ6 dans les ostéoblastes. Par contraste, l'expression d' Itβ6 est induite lorsque des myoblastes se différencient en myotubes, et ce profil d'expression est concommittant à une diminution de l'association de HDAC1 au promoteur Itβ6 dans les myotubes différenciés. Le traitement d'ostéoblastes ou de myoblastes avec des inhibiteurs de l'activité enzymatique HDAC n'influencent pas l'expression de Itβ6, mais induit l'expression d'Ocn dans les myoblastes, démontrant que l'activité enzymatique des HDACs est importante dans la répression des niveaux d'Ocn dans les cellules musculaires mais n'est pas le seul facteur contrôlant la transcription de Itβ6. Nos résultats confirment l'interaction d'αNAC avec le promoteur du gène Itβ6 et indiquent que l'expression du gène est modulée de façon différentielle au cours de la différenciation de cellules mésenchymateuses. Dans l'ensemble, nos données sont en accord avec un modèle dans lequel les protéines HDACs contribuent au fin contrôle de l'expression de Itβ6 au cours de la différenciation des cellules mésenchymateuses.

REV1 is a DNA polymerase that is involved in the process of translesion synthesis, both as an enzyme and as a scaffolding protein. The BRCT domain of this protein has been extensively studied since it was found to play a role in the recruitment of REV1 to DNA. The objective of the first part of this study was to investigate the role of the N-terminal fragment of REV1, which contains the BRCT domain, in generation of point mutations, using two tissue culture-based assays: the imatinib- and ouabain-resistance assays. Resistance to imatinib and ouabain is generally due to point mutations in the BCR-ABL and ATP1A1 genes, respectively. In both assays, the N-terminal fragment of REV1 leads to a higher rate of resistance than the control. Analysis of imatinib-resistant clones suggests that the increase in resistance in cells overexpressing the N-terminal fragment of REV1 is indeed due to point mutations in the BCR-ABL gene. The objective of the second part of this study was to elucidate a possible mechanism for the increase in frequency of resistance to imatinib and ouabain in cells expressing the N-terminal fragment of REV1. Although the results from this section remain inconclusive, we hypothesize that this fragment could possibly dimerize with the wild-type REV1 protein in cells, thus increasing REV1 recruitment to DNA and increasing the rate of translesion synthesis. In the third part of the study, a phage display library was screened to find possible binding partners for the N-terminal fragment of REV1. However, results from this section require further study. / REV1 est une polymérase d'ADN qui participe au processus de synthèse de translésion comme une enzyme ainsi qu'un adapteur. Le domaine de BRCT de REV1 a été considérablement étudié. Ce domaine contribue au recrutement de REV1 à l'ADN. L'objectif de la première partie de cette étude est de déterminer le rôle de la région N-terminale de REV1 dans la production des mutations ponctuelles en utilisant des modèles de lignées cellulaires. Les modèles utilisés dans cette étude sont la résistance à imatinib et la résistance à ouabain. La résistance à imatinib et la résistance à ouabain sont souvent causées par des mutations ponctuelles dans les gènes BCR-ABL et ATP1A1, respectivement. Les résultats de ces expériences ont démontré que l'expression de la région N-terminale de REV1 cause une augmentation du taux de résistance dans les deux systèmes étudiés. De plus, les résultats suggèrent que l'augmentation du taux de résistance à imatinib dans les cellules qui expriment la région N-terminale de REV1 est due aux mutations ponctuelles. La deuxième partie de cette étude consistait à trouver un mécanisme qui pourrait contribuer à l'augmentation du taux de résistance à imatinib et à ouabain observée dans les cellules exprimant la région N-terminale de REV1. Les résultats de cette partie ne sont pas concluants; par contre, notre hypothèse est qu'il existe un mécanisme de dimérisation entre le REV1 endogène et la région N-terminale exprimée dans les cellules. Cette dimérisation pourrait ensuite élever le niveau de recrutement de REV1 à l'ADN et augmenter le taux de synthèse de translésion. Le troisième but de cette étude était de trouver des partenaires d'interaction avec la région N-terminale de REV1 en utilisant un "Phage Display Library". Par contre, les résultats de cette section doivent être étudié plus profondément.