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L'anémie de Fanconi (FA) est une maladie rare et les patients présentent des malformations congénitales, des problèmes hématologiques et une prédisposition à certains cancers. Jusqu'à maintenant, 13 protéines FA ont été identifiées, dont 8 (FANC- A, B, C, E, F, G, L, M) s'associent pour former un complexe qui permet l'ubiquitination de FANCD2 et FANCI. Les autres protéines FA sont impliquées au niveau de la réparation de l'ADN ce qui ne permet pas d'expliquer en totalité le phénotype des patients. Récemment, HES1, effecteur de la voie de Notch, a été identifié comme un partenaire essentiel à la formation du complexe FA. HES1 est connue pour être impliquée dans le développement et l'hématopoïèse. L'interaction d'HES1 avec le complexe FA altérée pourrait expliquer en partie le phénotype des patients. L'objectif principal est de créer un peptide inhibiteur visant à altérer la liaison d'HES1 avec le complexe FA, sans toutefois modifier les autres fonctions d'HES1 dans la cellule. Un deuxième objectif est d'identifier de nouveaux partenaires au complexe FA afin de mieux comprendre le lien génotype-phénotype. L'identification d'un peptide inhibiteur a été réalisée premièrement par la sélection de quatre régions d'HES1 (les acides aminés 90-123, 86-121, 76-111 et 152-190) et deuxièmement par le criblage d'une banque de peptides aléatoires avec FANCG¹⁻¹¹²⁺³⁹⁰⁻⁶²². Le système double hybride en levure a été utilisé pour vérifier les interactions directes entre les peptides et les membres du complexe FA et ces interactions ont été testées dans un modèle cellulaire par la technique de co-immunoprécipitation. L'identification de nouveau partenaire au complexe FA a été réalisée par le criblage d'une banque d'ADNc de moelle osseuse avec FANCE. Le criblage avec FANCG¹⁻¹¹²⁺³⁹⁰⁻⁶²² a permis d'identifier deux peptides, mais leur activité inhibitrice n'a pas été évaluée. Les quatre régions d'HES1 semblent n'avoir aucun effet sur la liaison entre HES1 et le complexe FA. Le criblage de la banque d'ADNc n'a pas permis d'identifier de nouveaux partenaires à FANCE. Des études approfondies sont nécessaires pour confirmer les effets des peptides sur la liaison entre HES1 et le complexe FA.

Power Factor Correction rectifiers are widely adopted as the first stage in most grid-tied power conversion systems. Among all PFC converts for single phase system, Boost PFC is the most popular one due to simplicity of structure and high performance. Although the efficiency of Boost PFC keeps increasing with the evolution of semiconductor technology, the intrinsic feature of high output voltage may result cumbersome system structure with multiple power conversion stages and even diminished system efficiency. This disadvantage is aggravated especially in systems where resonant converters are selected as second stage. Especially for domestic induction cooker application, step-down PFC with wide range output regulation capability would be a reasonable solution, Conventional induction cooker is composed by input filter, diode-bridge rectifier, and full bridge or half bridge series resonant circuit (SRC). High frequency magnetic field is induced through the switching action to heat the pan. The power level is usually controlled through pulse frequency modulation (PFM). In such configuration, first, a bulky input differential filter is required to filter out the high frequency operating current in SRC. Second, as the output power decreases, the operating point of SRC is moved away from the optimum point, which would result large amount circulating energy. Third, when the pan is made of well conducting and non-ferromagnetic material such as aluminum, due to the heating resistance become much smaller and peak output voltage of the switching bridge equals to the peak voltage of the grid, operating the SRC at the series resonant frequency can result excessive current flowing through the switch and the heating coil. Thus for pan with smaller heating resistance, even at maximum power, the operating frequency is pushed further away from the series resonant point, which also results efficiency loss. To address these potential issues, a PFC circuit features continuous conducting input current, high power factor, step-down capability and wide range output regulation would be preferred. The Analysis and design work is present in this article for a non-isolated hard switching DCM SEPIC PFC. Due to DCM operation of SPEIC converter, wide adjustable step-down output voltage, continuous conduction of input current and elimination of reverse recovery loss can be achieved at same time. The thesis begins with circuit operation analysis for both DC-DC and PFC operation. Based on averaged switching model, small signal model and corresponding transfer functions are derived. Especially, the impact from small intermediate capacitor on steady state value are discussed. With the concept of ripple steering, theoretic analysis is applied to SEPIC converter with two coupled inductors. The results indicate if the coupling coefficient is well designed, the equivalent input inductance can be multiple times larger than the self-inductance. Because of this, while maintaining input current ripple same, the two inductors of SEPIC can be implemented with two smaller coupled inductors. Thus both the total volume of inductors and the total number of windings can be reduced, and the power density and efficiency can be improved. Based on magnetic reluctance model, a corresponding winding scheme to control the coupling coefficient between two coupled inductors is analyzed. Also the impact of coupled inductors on the small signal transfer function is discussed. For the voltage follower control scheme of DCM PFC, single loop controller and notch filter design are discussed. With properly designed notch filter or the PR controller in another word, the closed loop bandwidth can be increased; simple PI controller is sufficient to achieve high power factor; THD of the input current can be greatly reduced. Finally, to validate the analysis and design procedure, a 1 kW prototype is built. With 120 Vrms AC input, 60V to 100V output, experimental results demonstrate unity power factor, wide output voltage regulation can be achieved within a single stage, and the 1 kW efficiency is around 93%. / Master of Science

Notch pathway plays a critical role during the development and life of metazoan organisms. CSL proteins are the component of the Notch pathway that mediates the regulation of target genes. The discovery of CSL-like proteins in yeast raised the question of their function in unicellular organisms which did not utilize the canonical Notch pathway. CSL-homologues in yeast are conserved in parts that are important for DNA binding and for fission yeast proteins it was shown that they bind to CSL recognition elements in vitro. In fission yeast, CSL paralogues Cbf11 and Cbf12 play antagonistic roles in cell adhesion and the coordination of cell and nuclear division. Yeast CSL proteins have long and intrinsically unstructured N- terminal domains compared to metazoan CSL proteins. In this study, we investigated the functional significance of these extended N-termini of CSL proteins by their complete removal. For newly constructed truncated variants of proteins Cbf11 and Cbf12 in Schizosaccharomyces pombe we observed the lack of ability to bind CSL recognition RBP probe. The removal of N-terminal parts of CSL proteins in fission yeast led to the change in their cellular localization. Once strongly preferred nuclear localization changed by the removal of N-terminal domains to cytoplasmic localization with a...

O epitélio pulmonar é formado por uma grande diversidade celular, que incluí: células secretoras, ciliadas, basais e neuroendócrinas (NE). A distribuição balanceada destes tipos celulares é crucial para a função pulmonar e pode ser dramaticamente alterada em doenças como a asma. Neste trabalho, estudamos o papel de Notch no pulmão em desenvolvimento ao inativar condicionalmente Rbpjk ou Pofut1, componentes críticos da sinalização Notch. Pulmões mutantes apresentaram-se superpopulados por células ciliadas e NE, além da ausência de células de Clara. Nossos dados sugeriram que Notch suprime os programas de diferenciação de células ciliadas e NE para permitir a diferenciação de células de Clara, através de um mecanismo de inibição lateral. Identificamos também genes associados com a diferenciação de células secretoras e ciliadas através de microarrays. A heterogeneidade no padrão de expressão gênica sugeriu que a via de sinalização Notch estabelece múltiplos subtipos de células ciliadas e secretoras no epitélio pulmonar em desenvolvimento. / The airway epithelium comprises a diverse population of secretory, ciliated, basal and neuroendocrine cells (NE). The proper balance of these cell types is critical for normal lung function and can be altered dramatically in conditions, such as asthma. We studied the role of Notch in airway progenitor cell fate by conditionally inactivating Rbpjk or Pofut1, two critical Notch pathway components in mouse mutants. This resulted in airways overpopulated with ciliated and NE cells and absence of secretory Clara cells. We found that Notch suppresses the ciliated and the NE cell programs to allow secretory cell differentiation through a lateral inhibition mechanism. We also identified genes associated with the differentiation of secretory and ciliated cells through a microarray gene profiling experiment. The great heterogeneity of gene expression patterns suggested that Notch plays a role in establishing multiple subsets of secretory and ciliated cells in the developing lung.

Les ADAMs forment une sous-famille d’enzymes appelées “métalloprotéases”. Elles sont impliquées dans de nombreux processus aussi bien physiologiques que pathologiques de par leur capacité à cliver un certain nombre de substrats tels que des facteurs de croissance, des cytokines ou des protéines d’adhérence. Malgré de nombreuses études sur l’activité des ADAMs, on ne connaît que très peu d’éléments de leur régulation.Les tétraspanines constituent une super-famille de protéines membranaires ayant en commun une structure particulière. Elles sont impliquées dans un grand nombre de processus biologiques fondamentaux tels que la migration, les interactions intercellulaires, la réponse immunitaire, la fusion des gamètes… Les tétraspanines interagissent non seulement entre elles mais aussi avec un certain nombre de partenaires protéiques à la membrane plasmique, formant ainsi un réseau multi-moléculaire appelé « réseau de tétraspanines » ou « tetraspanin web ». Les travaux précédents de notre laboratoire ont montré que la métalloprotéase ADAM10 est associée au réseau de tétraspanines. Cependant, la tétraspanine en association directe avec ADAM10 permettant à cette dernière d’être incluse dans le réseau n’avait jusqu’ici pas été identifiée.Tout d’abord, afin d’établir un modèle permettant une mesure de la modulation de l’activité d’ADAM10 par les tétraspanines, nous avons démontré que l’engagement des tétraspanines par des anticorps monoclonaux augmente le clivage d’E-cadhérine par ADAM10. De plus, l’activation d’un récepteur muscarinique à l’acétylcholine permet aussi une augmentation du clivage d’E-cadhérine mais de manière ADAM17-dépendante cette fois. La transactivation de l’EGFR n’est pas impliquée dans la régulation muscarinique du clivage de l’E-cadhérine alors que l’activation directe de l’EGFR par un de ses ligands conduit, elle, à une stimulation de ce clivage.Revenant à notre quête initiale des conséquences de l’interaction entre ADAM10 et les tétraspanines, nous avons démontré que la métalloprotéase ADAM10 interagit avec l’ensemble des membres de la sous-famille de tétraspanines à 8 cystéines « TspanC8 » regroupant Tspan5, Tspan17, Tspan14, Tspan15, Tspan10 et Tspan33. Ces interactions ainsi que l’expression relative de chacun des membres des TspanC8s influent sur la sortie d’ADAM10 du réticulum endoplasmique. ADAM10 et son interaction avec les TspanC8s sont conservées dans l’Evolution et jouent un rôle dans la régulation de la voie de signalisation Notch. Lorsque nous avons examiné plus en détail l’interaction entre la tétraspanine Tspan5 et ADAM10, nous avons découvert qu’elle avait un effet négatif sur les expressions membranaires et totales d’ADAM10. De plus, cette interaction semble impliquée dans la prolifération de la lignée cellulaire PC3 dérivée de cancer de la prostate. En effet, la surexpression de Tspan5 cause une croissance diminuée de cette lignée. Cette inhibition semble due à un ou plusieurs facteurs solubles qui pourraient être sécrétés moins efficacement par les cellules surexprimant Tspan5 que par leurs homologues sauvages. Egalement, de manière inattendue, les cellules PC3 surexprimant Tspan5 sont totalement insensibles aux drogues ciblant le récepteur à tyrosine-kinase EGFR alors que la croissance des PC3 sauvages est très réduite après de tels traitements. Ceci impliquant donc que la croissance de ces dernières est au moins partiellement dépendante de la signalisation EGFR. Enfin, nous montrons qu’un autre récepteur à tyrosine-kinase appelé EphA2 pourrait avoir un rôle important dans la régulation de la dépendance à la signalisation EGFR des cellules PC3. / ADAMs are a sub-family of enzymes called “metalloproteases” which are implicated in a variety of physiological as well as pathological processes through their ability to cleave a number of substrates including growth factors, cytokines or adhesion proteins. Despite numerous studies on ADAM activity, very little is known about their regulation.Tetraspanins form a super-family of membrane proteins with a common conserved structure. They are implicated in numerous biological processes including migration, intercellular interactions, immune response, gamete fusion… Tetraspanins are known to interact with one another and with a restricted number of protein partners at the cell surface, thus forming a multi-molecular network referred to as « the tetraspanin web ». Previous studies in our laboratory have shown that the metalloprotease ADAM10 is associated to the tetraspanin web. Nevertheless, the tetraspanin in direct interaction with ADAM10 enabling it to be part of the web was not identified at the time. To begin with, in order to establish a model providing a read-out for a modulation of ADAM10 activity by tetraspanins, we demonstrate that tetraspanin engagement by monoclonal antibodies enhances E-cadherin shedding by ADAM10. Furthermore, muscarinic receptor activation also augments E-cadherin shedding but this time in an ADAM17-dependent manner. This occurs without the intervention of EGFR transactivation whereas a direct EGFR activation is able to stimulate E-cadherin shedding. Refocusing on the initial subject of the consequences of an interaction between ADAM10 and the tetraspanins, we conclusively show that the metalloprotease ADAM10 interacts with members of the conserved TspanC8 subfamily consisting of tetraspanins Tspan5, Tspan17, Tspan14, Tspan15, Tspan10 and Tspan33. These interactions and the relative expression of each of the TspanC8 members play a role in ADAM10 trafficking. ADAM10 and TspanC8 interactions are conserved throughout the Evolution and play a role in Notch signaling pathway regulation. When we examined in more details the particular interaction between the tetraspanin Tspan5 and ADAM10, we discovered that it had a negative effect on ADAM10 membrane as well as total expression. Moreover, this interaction seems to have implications on prostate cancer PC3 cell proliferation as Tspan5 overexpression causes a diminished growth rate. This inhibition could be caused by one or more soluble factors which could be less secreted by cells overexpressing Tspan5 than wild-type counterparts. Furthermore, oddly enough, PC3 cells overexpressing Tspan5 were completely unaffected by drugs targeted against the tyrosine-kinase receptor EGFR whereas this type of treatment impaired PC3 WT cell growth which therefore seems at least partly dependent on EGFR signalling. Finally, we reveal that another tyrosine-kinase receptor called EphA2 could play the proeminent role of regulating EGFR signalling-dependence in PC3 cells.

Lors du développement de l'asymétrie gauche droite dans le cerveau du poisson zèbre, un petit groupe de cellules, le parapinéale, migre collectivement depuis la ligne médiane vers la partie gauche de l'épithalamus. Cette migration est défectueuse dans des mutants pour le gène fgf8, indiquant que le facteur Fgf8 (Fibroblast Growth Factor 8), sécrété de part et d'autre de la ligne médiane, est requis pour la migration. Cependant, l'orientation gauche de la migration dépend de l'activation, plus précocement dans l'épithalamus gauche, de la voie de signalisation Nodal/TGFb (Transforming Growth Factor). Par conséquent, la parapinéale est un modèle de choix pour comprendre comment les cellules migrent collectivement en réponse aux Fgf et pour étudier comment d'autres voies de signalisation modulent ce processus. L'imagerie en temps réel d'un transgène rapporteur de la signalisation FGF a révélé que la voie FGF est activée préférentiellement dans quelques cellules de tête, c'est à dire localisées au front de migration. L'expression globale d'un récepteur aux Fgf activé de façon constitutive (CA-FgfR1) interfère avec la migration de la parapinéale en contexte sauvage mais est capable de restaurer à la fois la migration de la parapinéale et l'activation focale de la voie FGF au front de migration dans les mutants fgf8-/-. De plus, l'activation focale de la voie FGF dans seulement quelques cellules de parapinéale est suffisante pour restaurer la migration de tout le collectif dans les mutants fgf8-/-. Finalement, nos données montrent que la signalisation Nodal contribue à restreindre et à biaiser l'activation de la voie FGF afin d'orienter la migration de la parapinéale vers le côté gauche (Manuscript n°1). Par la suite, mes travaux de thèse ont visé à comprendre comment l'activation de la voie FGF est restreinte à quelques cellules, bien que toutes les cellules de parapinéale semblent compétentes pour activer la voie. Nos résultats montrent que la signalisation Notch est capable de restreindre l'activation de la voie FGF. La perte ou le gain de fonction de la voie Notch entrainent respectivement une augmentation ou une diminution de l'activité FGF, associés à des défauts de migration de la parapinéale dans les deux contextes. De plus, la diminution ou l'augmentation artificielle du niveau d'activation de la voie FGF peut respectivement restaurer la migration de la parapinéale ou aggraver les défauts de migration en absence d'activité Notch. Nos données indiquent que la signalisation Notch restreint l'activation de la voie FGF au sein des cellules de parapinéale pour permettre la migration du collectif (Manuscript n°2). La voie Notch est également requise pour la spécification d'un nombre correct de cellules de parapinéale, indépendamment de la voie FGF. En parallèle, nous avons analysé la fonction de MMP2 (Matrix Metalloprotease 2), une protéine exprimée mosaïquement dans la parapinéale et candidate pour moduler la signalisation FGF. Cependant, nous n'avons observé aucun défaut de spécification ou de migration de la parapinéale dans les embryons mutants pour le gène mmp2 -/- (Manuscript n°3). Mon travail de thèse révèle un rôle de la voie Notch pour restreindre l'activation de la signalisation FGF dans quelques cellules de parapinéale, un processus qui est biaisé par la voie Nodal afin d'orienter la migration du collectif vers la gauche. Ces données pourraient permettre de mieux comprendre les interactions entre les voies de signalisation FGF, Notch et Nodal dans d'autres modèles de migration cellulaire collective comme, par exemple, la migration des cellules cancéreuses. / During the establishment of left-right asymmetry in the zebrafish brain, a small group of cells, the parapineal, collectively migrates from the dorsal midline of the epithalamus to the left in most wild-type embryos. Parapineal migration requires Fibroblastic Growth Factor 8 (Fgf8), a secreted signal expressed bilaterally in epithalamic tissues surrounding the parapineal. The left bias in the orientation of parapineal migration depends on the activity of Cyclops, a secreted factor of the Nodal/TGFß family that is transiently expressed in the left epithalamus prior to parapineal migration. Therefore, the parapineal provides a powerful new model to understand FGF dependent collective cell migration and to study how other signaling pathways modulate this process. Live imaging of an FGF reporter transgene revealed that the FGF pathway is activated in only few parapineal cells that are usually located at the leading edge of migration. Global expression of a constitutively activated Fgf receptor (CA-FGFR) delays migration in wild-type, while it partially restores both parapineal migration and focal activation of the FGF reporter transgene in fgf8-/- mutant embryos. Importantly, focal activation of FGF signaling in few parapineal cells is sufficient to restore collective migration in fgf8-/- mutants. Finally, Nodal asymmetry contributes to restrict and left-bias the activation of the FGF pathway (Manuscript n°1). Following this work, my thesis project aimed at understanding how the activation of the FGF pathway is restricted to few cells, despite all parapineal cells apparently being competent to activate the pathway. We showed that Notch signaling is able to restrict FGF activity. Loss or gain of function of the Notch pathway respectively triggers an increase or decrease in FGF activity, which correlate with PP migration defects. Moreover, decreasing or increasing FGF activity levels respectively rescues or aggravates parapineal migration defects in Notch loss-of-function context. Our data indicate that Notch signaling restricts the activation of the FGF pathway within parapineal cells to promote their collective migration (Manuscript n°2). We also found that Notch pathway is required for the specification of a correct number of parapineal cells, independently of FGF pathway. In parallel, we analysed the function of MMP2 (Matrix Metalloprotease 2), a protein mosaïcally expressed in the parapineal and a candidate to modulate FGF signaling. However, we found no significant defects in the specification or migration of parapineal cells in mmp2-/- mutant embryos (Manuscript n°3). My PhD work reveals a role for Notch signaling in restricting the activation of FGF signaling within few parapineal cells, a process that is biased by Nodal pathway to the left and required for the migration of the entire parapineal. These data provide insights into the interaction of FGF, Notch and Nodal/TGFb signaling pathways that may be applicable to other models of collective cell migration, such as cancer cells migration for instance.

Oscillations are present at many different levels of biological organization. The cell cycle that directs the division of individual cells, the regular depolarization of neurons in the sinu-atrial node which underlies the regular beating of the heart, the circadian rhythms that govern the daily activity cycles of virtually all organisms, and the clocks that make entire populations of fireflies flash on and off in unison feature as prominent examples of biological clocks. During development, biological clocks regulate the patterning of growing tissues, as is the case in vertebrate somitogenesis, and potentially also in vertebrate limb outgrowth and axial segmentation of invertebrate embryos. During vertebrate segmentation, the embryonic axis is subdivided along its anterior-posterior axis into epithelial spheres of cells called somites. This rhythmic process is thought to be driven by a multicellular oscillatory gene network, the so-called segmentation clock. Oscillations of hairy and enhancer of split gene products have been proposed to constitute the core clockwork in individual cells, and these oscillators are coupled to each other by Delta-Notch intercellular signaling. The interaction of the segmentation clock with a posteriorly-moving arrest wavefront then translates the temporal information encoded by the clock into a spatial pattern of segments. In the framework of this Clock and Wavefront model, segment length is determined by both clock period and arrest wavefront velocity. How the period of the segmentation clock is regulated is presently unknown, and understanding the mechanism of period setting might yield insight into the nature and function of the segmentation clock. In this study, two different but complementary approaches were pursued to investigate how period is regulated in the zebrafish segmentation clock. First, it has been reported that zebrafish mind bomb (mib) mutant embryos form somites more slowly than their wt siblings, suggesting that Mib might be implicated in period setting. Mib is an E3 ubiquitin ligase required for ubiquitination and endocytosis of the Notch ligand Delta, and Notch signaling is impaired in mutants with defective Mib. It has been suggested that the mechanistic basis for the requirement of Delta endocytosis in Notch signaling is a need for Delta to enter a particular endocytic compartment, potentially a recycling endosome, in a ubiquitin-dependent manner, where its signaling ability might be established or amplified by an as yet unknown posttranslational modification. In the present study, Delta trafficking through the endocytic pathway was analyzed in the PSM of wt and mib embryos through colocalization studies with endocytic markers. The rationale of this approach was that if Delta gained access to a particular endocytic compartment through Mib-dependent endocytosis, the presence of Delta in this compartment would be expected to be reduced in mutants with defective Mib, thereby revealing the compartment’s identity. However, no qualitative changes in colocalization with different endocytic markers could be detected in mib mutants, and the methods available did not allow for quantification of colocalization in wt or mutant backgrounds. However, Delta colocalized with 13 markers of recycling endosomes, consistent with the hypothesis that these are functionally important in Notch signaling. More refined techniques will be necessary for a quantitative analysis of normal as compared to impaired Delta trafficking. A genetic approach to period regulation proved to be successful for the Drosophila circadian clock, where the identification of period mutants advanced the understanding of the clock’s genetic circuitry. This motivated a screen for period mutants of the segmentation clock, which was carried out by measuring somitogenesis period, segment length and arrest wavefront velocity in a pool of candidate mutants. A subset of Delta-Notch mutants, and embryos treated with a small-molecule inhibitor that impairs Notch signaling, displayed correlated increases in somitogenesis period and segment length, while there was no detectable change in arrest wavefront velocity. Combined, these findings suggested that segmentation clock period is increased in experimental conditions with impaired Delta-Notch signaling. Using a theoretical description of the segmentation clock as an array of coupled phase oscillators, the delay in the coupling and the autonomous frequency of individual cells were estimated from the direction and magnitude of the period changes. The mutants presented here are the first candidates for segmentation clock period mutants in any vertebrate. The nature of the molecular lesions in these mutants, all of which affect genes implicated in intercellular Delta-Notch signaling, suggests that communication between oscillating PSM cells is a key factor responsible for setting the period of the segmentation clock.

Arterien und Venen sind aufgrund ihrer Funktion im Körper morphologisch, funktionell und genetisch unterschiedlich. Schon die großen Blutgefässe auskleidende Endothelzellen zeigen eine arteriovenöse Determinierung. Ausgehend von einer Mikroarray-Analyse der mRNA-Expression arterieller und venöser Endothelzellen der Nabelschnur wurde im Rahmen dieser Arbeit auf Moleküle des Notch-Signalwegs, Dll-4, Notch-4, Hey-1 und Hey-2 fokussiert, die präferenziell bis exklusiv arteriell exprimiert werden. Weitere Gene mit einem arteriellen Expressionsmuster, die im Rahmen der vorliegenden Arbeit analysiert wurden, sind Angiopoietin-2 und CD44s. Trotz der genetisch definierten Unterschiede ließ der Vergleich physiologisch relevanter Funktionen, wie Proliferation oder die Interaktion mit monozytären Zellen keinen vom endothelialen Zelltyp abhängigen Unterschied erkennen. Die im Matrigel ausgebildeten kapillar-ähnlichen Strukturen sind durch homogene, eng beieinander liegende Netzwerke charakterisiert. Studien über den Einfluss von Wachstumsfaktoren und Schubspannung auf die arteriovenöse Expression von Angiopoietin-2 deuten auf eine schubspannungsvermittelte Regulation der Gefäßstabilität und Differenzierung hin. Die in der Zellkultur durchgeführten Manipulationen, wie der Einfluss verschiedener Wachstumsfaktoren oder die Applikation unterschiedlicher Schubspannungen, erreichten in Bezug auf die Expression der untersuchten Markergene keine tiefer greifende Redifferenzierung des jeweiligen endothelialen Phänotyps. Der evolutionär hoch konservierte Notch-Signalweg ist präferenziell arteriell exprimiert, wobei Hey-2 ausschließlich arteriell exprimiert wird. In adulten Endothelzellen erfolgt die Hey-2-Regulation jedoch Notch-unabhängig. Die arteriovenöse Genexpression von Molekülen des Notch-Signalwegs ist unabhängig von der Schubspannung. Unter hypoxischen Bedingungen verringerte sich die Expression von Dll-4, Hey-1 / 2 dramatisch, ohne das jedoch physiologische Beeinträchtigungen zu beobachten waren. Die Expression des venösen COUP-TF II wird in arteriellen Endothelzellen nicht durch den Notch-Signalweg reguliert. Die Auswertung der Daten in der vorgelegten Arbeit lässt vermuten, dass die einmal festgelegte genetische Determinierung adulter Endothelzellen fixiert und äußeren Einflüssen gegenüber stabil und unumkehrbar ist. Dennoch ist eine gewisse Anpassungsfähigkeit der Endothelzellen an bestimmte Situationen möglich, die zwar die Ausprägung von Merkmalen des jeweilig anderen Phänotyps beinhaltet, jedoch nicht eine vollständige Redifferenzierung.

Comprendre comment les facteurs génétiques et environnementaux interagissent au cours du développement est une question fondamentale en biologie. Je me suis intéressée à cette question en utilisant le réseau de développement de la vulve du nématode C. elegans comme système modèle. L’objectif de mon projet était une étude quantitative de la modulation par l’environnement des voies de signalisation impliquées dans ce processus telles que, Ras, Delta-Notch et Wnt. J’ai tout d’abord analysé comment un facteur environnemental spécifique (la carence nutritionnelle) modifie les activités et les interactions entre les voies de signalisation sous-jacentes au développement vulvaire chez C. elegans. J’ai ainsi mis en évidence que l’augmentation de l’induction vulvaire par la carence passe par une augmentation de l’activité de la voie Ras et est indépendante de la voie Wnt. Cet effet de l’environnement est assuré par la détection de la diminution de l’apport en nutriments, probablement par l’action de la voie TOR, et affecte l’induction vulvaire en parallèle ou en amont du récepteur à l’EGF. J’ai ensuite examiné la sensibilité environnementale du système de développement de la vulve de Caenorhabditis dans une perspective évolutive et ce, grâce à l'analyse comparative de différents isolats. J’ai pu observer que l’exposition à des températures extrêmes induit des variants et des défauts de manière fortement dépendante de la souche et de l’espèce. L’occurrence de certains défauts développementaux induits par la température révèlent en outre que certaines cellules précurseurs de la vulve et les voies de signalisation associées présentent une sensibilité environnementale différente. / How genetic and environmental factors interact during development is a key question in current biology, yet little is known about how molecular and cellular processes integrate environmental information. In my PhD research I aimed to address this problem using the network of C. elegans vulval signalling pathways as a model system. The principal objective of my project was to quantitatively examine how involved major signalling pathways, EGF-Ras-MAPK, Wnt and Delta-Notch, are modulated by specific environmental signals. First, I analysed how a specific environmental factor (starvation) alters activities and interplay of signalling pathways underlying C. elegans vulval cell fate patterning. I found that starvation consistently increased vulval induction through upregulation of the EGF-Ras-MAPK pathway activity independent of the Wnt pathway. This environmental effect is mediated by internal sensing of nutrient deprivation, likely acting through the TOR pathway, and affects vulval induction at the level or upstream of the EGF receptor. Second, I examined the environmental sensitivity of the Caenorhabditis vulval developmental system from an evolutionary perspective through comparative analysis of different C. elegans and C. briggsae isolates. I found that extreme temperature induced diverse developmental variants and defects, which were strongly genotype- and species-dependent. The occurrence of certain developmental defects induced by temperature extremes further revealed that vulval precursor cells and associated fates differ in temperature sensitivity, and this cell-specific sensitivity shows evolutionary variation.