Les microtubules sont des polymères cylindriques de tubuline-αβ, membres du cytosquelette eucaryote. Ils possèdent une dynamique intrinsèque nécessaire à de nombreuses fonctions cellulaires telle que la mitose. L’hydrolyse du nucléotide GTP dans les polymères de tubuline-αβ ainsi que les interactions entre la tubuline et les protéines partenaires ou les molécules à visées pharmacologiques, jouent un rôle critique sur la dynamique des microtubules. Durant cette thèse, des approches de modélisation moléculaire ont été utilisées pour mieux appréhender les interactions tubuline-ligand à l’échelle atomique et contribuer au développement de nouvelles molécules actives. Des simulations de dynamiques moléculaires ont été réalisées pour étudier l’effet de différents nucléotides dans la tubuline-β sur la structure et la dynamique du protofilament de tubuline. Nous proposons un rôle du résidu αE254 dans la coordination du magnésium catalytique. Nous observons également des changements conformationnels aux interfaces latérales et un réarrangement de structure aux interfaces longitudinales qui peuvent affecter la stabilisation du microtubule. Des travaux menés au laboratoire ont montré que la colchicine et le carbendazime se fixent dans des poches voisines dans la sous-unité tubuline-β et inhibent la prolifération cellulaire. Nous avons proposé un site de fixation du carbendazime dans les complexes tubuline-colchicine à l’aide de l’amarrage moléculaire et de simulations de dynamiques moléculaires. Ces expériences ont mené au design de molécules hybrides composées des noyaux colchicine et carbendazime reliés par un linker. Une de ces molécules hybrides a été synthétisée et testée avec succès sur des lignées de cellules HeLa. Enfin, nous avons construit des peptides cycliques dérivées d’I19L, un peptide anti-microtubule identifié au laboratoire. Des simulations de dynamique moléculaire et des calculs d’énergie libre de liaisons ont permis d’évaluer ces peptides. Enfin, des mutations ont été proposées afin d’optimiser l’interaction entre le meilleur peptide et la tubuline. / Microtubules are cylindrical polymers of αβ-tubulin heterodimers, members of the eukaryotic cytoskeleton. They possess an intrinsic dynamics which is necessary to any cellular functions such as the mitosis. It has long been recognized that GTP hydrolysis in αβ-tubulin polymers plays a critical role in this dynamics as well as the interactions between tubulin and the protein partners or the drugs. In this thesis, molecular modeling approaches are applied to three theoretical studies to gain insight at the atomic scale about tubulin-ligand interactions and to contribute to the development of new active compounds. Molecular dynamics simulations were used to study the effect of the different nucleotide states at β-tubulin on the protofilament structure and dynamics. We propose a role for residue αE254 in catalytic magnesium coordination. We also observe conformational changes and structure rearrangement at lateral and longitudinal interfaces that can affect the microtubule stabilization. Previous work carried out in the laboratory showed that colchicine and carbendazime bind neighboring pockets in the β-tubulin subunit and inhibit cell proliferation. We proposed a binding site of carbendazime on the tubulin-colchicine complex, using docking and molecular dynamics simulation, which lead to the design of hybrid molecules composed of both colchicines and carbendazime moieties attached with a linker. One of these hybrid molecules has been synthesized and successfully tested on HeLa cells. Finally, we designed four cyclic peptides based on I19L, an anti-microtubule peptide identified at the laboratory. Molecular dynamic simulations and binding free energy calculations were used to evaluate these peptides. Mutations were then proposed on the best peptide to increase its interactions with tubulin.

**Contexte** : La maladie parodontale est une pathologie touchant près de 50% de la population et sa forme sévère est la 6e maladie avec la plus forte prévalence mondialement. À ce jour, relativement peu d'études se sont penchées sur la mesure de l'impact des facteurs génétiques ethniques sur les maladies bucco-dentaires encore moins au niveau de la population québécoise. La cytokine *Thymic stromal lymphopoetin* (TSLP) et son récepteur ont initialement été décrites comme des facteurs de croissance et de maturation des cellules B immatures. La liaison de la protéine TSLP à son récepteur (TSLPR) est connue pour activer une série de cascades de signalisation menant à la surveillance immunitaire, à la réponse aux microorganismes et à l'initiation de la réponse inflammatoire locale impliquée dans les maladies buccodentaires. **Objectif** : Ce projet vise à quantifier la dimension de la variante génétique de la cytokine TSLP et son récepteur et son impact sur développement de la parodontite chez la population québécoise. De plus, le projet vise à investiguer le lien entre cette variation génétique de TSLP/TSLPR et l'efficacité de divers traitements et interventions visant à traiter la parodontite. **Matériels et méthodes** : 200 échantillons salivaires (100 patients sains, 100 patients avec un diagnostic de parodontie) sont obtenus auprès de patients québécois fréquentant la clinique de parodontite de la Faculté de médecine dentaire de l'Université Laval. Les échantillons sont prélevés afin d'isoler l'ADN de chaque échantillon. Quatre SNPs de TSLP (rs140730628, rs11466747, rs150474294, rs2289276) et trois autres d'IL-7R (rs12516866, rs1053496, rs104893893) sont utilisés. L'ADN est extrait avec la trousse Qiagen et quantifié à l'aide de l'appareil NanoDrop. Le génotypage est réalisé par réaction en chaine de la polymérase (PCR) grâce à la technique de génotypage TaqMan utilisée pour amplifier et détecter des allèles spécifiques de chaque polymorphisme sélectionné de TSLP dans l'ADN génomique (ADNg). Les niveaux de la cytokine inflammatoire TNF alpha dans les salives collectées sont analysés par des ELISA. **Résultats** : Un total de 146 échantillons a été analysé (test = 58 patients atteints de parodontie et contrôle = 88 patients sains). Des 7 polymorphismes étudiés, trois polymorphismes ont révélé des variantes : rs1053496, rs12516866 et rs2289276. Au niveau de rs1053496, le génotype TT a démontré une tendance positive pour une association entre ce polymorphisme et le développement de parodontite chez notre population entière (OR = 1,44, p>0,05), chez les sujets femelles (OR = 1,95, p>0,05) et chez les patients jeunes de moins de 52 ans (OR 2,75, p>0,05). Le génotype CT a aussi montré une tendance positive avec le risque de développement de la parodontie chez les sujets mâles (OR = 29,3, p>0,05). Toutefois ces résultats n'étaient pas statiquement significatifs. Au niveau de rs12516866, le génotype AC a montré une tendance positive avec le risque de développement de la parodontite chez la population à l'étude (OR = 1,21, p>0,05), ainsi que chez les patients âgés (OR 1,98 p>0,05). De plus, le génotype AA a également montré une tendance positive pour le développement de la parodontite chez les jeunes patients (OR 1,45, p>0,05). Toutefois, ces résultats n'étaient pas statiquement significatifs. Au niveau de rs2289276, le génotype TT a montré une tendance positive pour développement de la parodontite chez les patients femelles (OR = 3,15, p>0,05), et chez les jeunes patients (OR = 2,57, p>0,05). Toutefois, ces résultats n'étaient pas statiquement significatifs. Cependant, le polymorphisme de rs2289276 (génotype CT ou TT) a été associé à une protection contre la parodontite chez les sujets mâles (OR = 0,3395 (95% CI : 0,77-0,14) p=0,013). Les concentrations salivaires de TNF-α à la base de référence démontraient une différence significative entre les groupes test et contrôle (test : 42,43 pg/mL, contrôle : 25,34 pg/mL, p = 0,000952). À la suite de la thérapie, les concentrations salivaires de TNF-α ont diminué de manière significative comparativement à la concentration salivaire avant le traitement et au contrôle postopératoire (base de référence : 42,43 pg/mL, post-op : 28,19 pg/mL, p = 0,00435). **Conclusion** : Certains polymorphismes de TSLP semblent être associés au risque de développement de la parodontite. Le nombre limité de participants doit être considéré dans l'interprétation de ces résultats.

Les métalloproteinases (MMPs) sont des enzymes qui dégradent la matrice extracellulaire. Ces enzymes pourraient jouer un rôle essentiel dans des processus physiologiques et pathologiques. En fonction de leurs structures, les MMPs sont classés en plusieurs familles. Dans ce mémoire, nous nous sommes intéressées à la famille des gélatinases constituée des gènes MMP-2 et MMP-9. L’activité protéolytique de ces enzymes entraine la dégradation du stroma qui est un processus clé dans l’adipogenèse. MMP-2 et MMP-9 pourraient également être associés au risque de cancer du sein mais la littérature ne fournit pas de preuves concrètes. Le principal objectif de ce mémoire était d’évaluer, dans une cohorte de 741 femmes pré-ménopausées recrutées lors d’une mammographie de dépistage, l’association entre les polymorphismes rs243865 sur MMP-2, rs3918242, rs17576, rs2250889, rs2274756 sur MMP-9 et l’adiposité et les différentes mesures de densité mammaires qui sont des facteurs de risque de cancer du sein. Nos analyses ont révélé que l’allèle T de rs243865 sur MMP-2 est associée à une augmentation des mesures d’adiposité / Matrix metalloproteinases (MMPs) are enzymes that degrade the extracellular matrix.These enzymes could play an essential role in physiological and pathological processes.MMPs may play an important role in carcinogenesis and adipogenesis. One member of the MMP families, namely gelatinases, has generated interest in breast cancer development. However, the literature does not provide compelling evidence for the involvement of polymorphisms in MMP-2 and MMP-9 in breast cancer risk. The current study aimed to understand the relationship between polymorphisms in MMP-2 and -9 genes and breastcancer risk. To do so, we evaluated the association between rs243865 in MMP2 andrs3918242, rs17576, rs2250889, rs2274756 in MMP-9, and adiposity and breast density,which are risk factors for breast cancer. The study was carried out among 741 premenopausal women recruited during Quebec breast cancer-screening program. We found that the number of copies of the rs243865 T allele in MMP-2 was associated withincreased means of anthropometric factors (ptrend<0.05 for all except waist-to-hip ratio).The same rs243865 allele was associated with decreased mean percent density and dense area, to 6.2% (ptrend=0.036) and 5.9 cm2 (ptrend=0.19), respectively, among woman with TTgenotype, compared to CC genotype. The TT genotype increased mean non-dense area to11.4 cm2(ptrend=0.031) compared to CC genotype. Nevertheless, these associations were attenuated when further adjusted for adiposity. These findings suggest that rs243865 inMMP-2 could be associated with mammographic features. Adiposity can be considered asan intermediate factor of this association.

La majorité des populations de Rangifer tarandus, soit le caribou en Amérique du Nord et le renne en Eurasie, est en déclin et plusieurs risquent l'extinction. Les causes potentielles de ces déclins sont multiples et incluent la perturbation des habitats, les changements climatiques et la compétition apparente entrainant une augmentation de la prédation. Bien que des stratégies de gestion et de protection soient en place, l'évaluation de la structure génétique et de la dynamique des populations de caribous sauvages demeure difficile. L'étude génomique offre un moyen de décrire comment la diversité génétique de ces populations varie lorsque soumises à un déclin rapide. Nous rapportons ici le développement d'une plateforme de génotypage basée sur les SNPs (Illumina iSelect caribou/renne 60K) afin de réaliser des analyses génomiques. L'hypothèse de travail est que la puce à SNPs de Rangifer tarandus offre une grande puissance pour déterminer l'origine d'un échantillon dans un contexte d'expertise bio-légale, mais également pour appuyer de manière rigoureuse la planification des travaux de gestion et de conservation de la faune. Les objectifs de ce projet de recherche sont dans un premier temps de valider et de tester cette plateforme pour sa sensibilité, sa répétabilité, sa robustesse, son habilité à distinguer des échantillons mélangés et sa spécificité. Dans un deuxième temps, nous souhaitons évaluer la capacité d'assignation d'un individu d'une provenance inconnue à un écotype. Un écotype est le regroupement de populations de caribous présentant des comportements et des préférences écologiques similaires. Les résultats de ce projet ont démontré que la puce à SNPs est robuste, très sensible, fiable et précise et ce en utilisant jusqu'à 10 fois moins d'ADN que recommandé. La qualité de l'ADN a eu peu d'impact sur le taux de réussite (call rate) et le type d'échantillons biologiques n'était pas problématique, même pour ce qui est des fèces. L'hybridation inter-espèces a démontré une importante baisse du taux de réussite (call rate) et de l'hétérozygotie. Les échantillons mélangés étaient détectables selon la proportion de chacun des individus dans le mélange. Ces étapes de validation étaient cruciales afin de tester la puissance et les limites de ce nouvel outil génomique. / The vast majority of Rangifer tarandus populations, caribou in North America and reindeer in Eurasia, are declining and many herds are at risk. They are multiple causes for these declines including habitats pertubations, climate change and predation. Although management and protection strategies are in place, assessing the structure and dynamics of wild caribou populations remains difficult. Genomic surveying offers a mean to describe how populations are evolving when facing such rapid declines. We report here the development of a SNP-based genotyping platform to perform such analyses (Illumina iSelect caribou/reindeer 60K). Our hypothesis is that the Rangifer tarandus SNPs chip offers a great power to determine the origin of a sample in the context of bio-forensic expertise. Our objectives are initially to validate and test this platform for its sensitivity, repeatability, robustness, ability to distinguish mixed samples and its specificity. Secondly, we aim to assess the platform ability to assign an individual of unknown provenance to an ecotype. An ecotype is the grouping of caribou populations with similar behaviors and ecological preferences. Results showed that the SNP chip is robust, highly sensitive, reliable, and accurate at 10 times below recommended DNA input. DNA quality had little impact on call rates, and sample source was not an issue, even for fecal pellets. Interspecies hybridization showed an important drop in call rates and extent of heterozygosity. Mixed samples could be identified according to the proportion of each individual in the sample. These validation steps are crucial to test the power and limitations of this new genetic tool.

Titre de l'écran-titre (visionné le 23 octobre 2023) / Les études d'association pangénomique (genome-wide association studies (GWAS)) ont permis de trouver des associations entre des variants et des maladies. Certains sites de variants ont été observés comme associés avec plusieurs maladies simultanément. Ce phénomène se nomme la pléiotropie. Ce phénomène est d'importance pour les problèmes psychiatriques (P. H. Lee et al., 2020). Également, les associations spécifiques à un sexe entre une maladie et un variant sont un sujet d'importance dans les études récentes. Plusieurs méthodes ont été proposées pour identifier les effets pléiotropiques de sites de variants communs. Pour les sites de variants rares, la méthode MTAR de Luo et al. (2020) s'est montré plus efficace que les méthodes existantes. MTAR teste l'effet pléiotropique de gènes sur un ensemble de traits. Cette méthode permet de savoir si un site de variants rares, tel qu'un gène, est associé à plusieurs traits simultanément. Toutefois, MTAR ne permet pas de déterminer quel sous-ensemble de traits est associé avec ce variant. MTAR ne permet également pas de découvrir des effets spécifiques à un sexe. Nous proposons donc une nouvelle méthode statistique permettant de répondre à ces deux failles, soit 1) déterminer le sous-ensemble de traits ou maladies associées à un site de variants rares et 2) déterminer les effets spécifiques à un sexe pour un site de variants rares. Une analyse de simulation a été réalisée pour évaluer la sensibilité et la spécificité. Les résultats sont acceptables. Une étude avec des données réelles a été réalisée. Il s'agit de données cas-témoins génétiques avec des personnes atteintes de la schizophrénie, des personnes atteintes de la bipolarité et des personnes n'étant pas atteinte de l'une ou l'autre de ces maladies. Pour chacune des deux maladies, nous étudions les effets spécifiques selon le sexe des gènes composés de variants rares sur la probabilité d'avoir la maladie. Pour la schizophrénie, 113 gènes composés de SNPs rares sont significativement associés à cette maladie. Aucune association spécifique au sexe n'a été détecté. Pour la bipolarité, 171 gènes composés de SNPs rares sont associés significativement à cette maladie. Des associations spécifiques selon le sexe ont été détectées. 21 gènes sont associés à la bipolarité spécifiquement chez les individus de sexe féminin et 24 gènes, spécifiquement chez ceux de sexe masculin. / Genome-wide association studies (GWAS) have discovered associations between variants and diseases. Some variant sites have been observed to be associated with multiple diseases. This phenomenon is called pleiotropy. This phenomenon is of importance for psychiatric problems (P. H. Lee et al., 2020). Also, associations between a disease and a variant for a particular sex are a subject of importance in recent studies. Several statistical methods have been proposed to identify pleiotropic effects of common sites. For rare variant sites, the MTAR method of Luo et al. (2020) has been shown to be more efficient than existing methods. MTAR tests the pleiotropic effect of genes on multiple traits. MTAR allows us to know if a rare variant site, such as a gene, is associated with multiple trait simultaneously. However, MTAR does not allow us to determine which subset of traits is associated with this variant. MTAR also does not reveal gender specific effects. We therefore propose a new statistical method making it possible to respond to these two flaws, either 1) determining the subset of traits or diseases associated with a rare variant sites and 2) determining the sex-specific effect for rare variant sites on a disease or a trait. A simulation analysis was performed to assess sensitivity and specificity. The results are reasonable. A study with real data have been realised. These are case-control data with people with schizophrenia, people with bipolar disorder, and people without either of these conditions. For each of the two diseases, we studied the specific effects by sex of genes with rare SNPs on the probability to have the disease. For schizophrenia, 113 genes with rare SNPs are significantly associated with this disease. No gender specific association was detected. For bipolarity, 171 genes with rare SNPs are significantly associated with this disease. Specific associations by sex have been detected. 21 genes are associated with bipolarity specifically for female genders and 24 genes specifically for male genders.

Les cartes génétiques dérivées de l’étude d’une seule population de cartographie souffrent typiquement de plusieurs lacunes dont une couverture incomplète du génome et une résolution limitée. Une carte génétique consensus est une carte issue de la fusion de multiples cartes génétiques individuelles et permet de remédier à ces lacunes. Cette étude avait pour objectif de construire une carte génétique consensus à haute densité pour le soja (Glycine max (L.) Merr.) canadien au moyen de marqueurs obtenus par génotypage par séquençage (GBS). Six populations biparentales, dont l’effectif variait entre 278 et 365 lignées, ont été génotypées par GBS. Dans un premier temps, nous avons généré une carte génétique pour chaque population. Les tailles de ces cartes variaient entre 1869,3 cM et 2286,7 cM. Au total, quatre-vingt-trois (83) intervalles non-couverts ayant une taille > 10 cM (le maximum étant de 34,8 cM) ont été recensés. Ensuite, les six (6) cartes génétiques individuelles ont été fusionnées pour produire une carte consensus couvrant 99,5 % du génome, totalisant 16 311 SNP, s’étendant sur 2075,2 cM et comptant seulement deux intervalles dépourvus de marqueurs dont la taille excédait 10 cM. Cette carte consensus a ainsi pu remédier aux carences des cartes individuelles. Elle est considérée de meilleure qualité comparée aux cartes consensus précédentes, y compris la plus récente issue de 40 populations NAM (Nested Association Mapping ). En effet, cette dernière recèle encore 36 intervalles non couverts de > 10 cM et couvre une moins grande portion du génome. Finalement, la carte consensus GBS présente une meilleure cohérence entre la position physique et la position génétique des marqueurs. Grâce à cette carte consensus, nous avons pour chaque marqueur SNP dérivé du GBS une position à la fois sur la carte physique et sur la carte génétique, une information utile pour de nombreuses analyses génétiques et génomiques. / Genetic linkage maps using only one mapping population are described as maps with low resolution. These maps typically retain gaps, i.e. regions that are not covered by any markers. Consensus genetic maps were developed to overcome such limitations. They are generated by merging individual maps and using the common markers as reference points. The aim of this study was to generate a high-density consensus map for Canadian soybean using markers generated by genotyping by sequencing (GBS). Six mapping populations of varying size (n = 278 to 365) were genotyped using GBS. In a first step, we generated individual genetic maps. The size of the resulting maps varied between 1869.3 cM and 2286.7 cM and a total of 83 gaps with a size > 10 cM (the largest gap size was 34.8 cM) were observed across the six maps. In a second stage, we merged the six individual genetic maps to generate a single consensus map. On this map, 16,311 SNPs were assigned a position and these markers covered 99.5% of the genome. The map extends over 2075.2 cM and the number of gaps > 10 cM was reduced to only two. This map therefore overcame the limitations of the individual genetic maps and is superior to the previous consensus genetic maps such as the consensus genetic map generated from 40 nested association mapping (NAM) populations. The NAM map contains 36 gaps with a size > 10 cM and covers a smaller portion of the genome. In addition, the order of markers was much more concordant in the GBS map, when comparing the genetic and the physical positions. Thanks to this consensus map, we were able to assign both a physical and a genetic position for every SNP generated using GBS. These two types of information are important for many genetic and genomic studies.

Chez le bovin laitier, la mammite est la maladie la plus importante pour l'économie agroalimentaire du secteur laitier et entraîne les plus grandes pertes pour le producteur. Depuis plusieurs décennies, les pressions génétiques visant l'amélioration des traits favorisant la production laitière, mesurée par l'augmentation du rendement (quantité et pourcentage) de lait, protéine et gras du lait, ont eu un effet délétère sur la santé de la vache. Prévenir cette maladie devient une priorité pour les producteurs. On vise à réduire l'usage d'antibiotiques et contenir l'émergence de pathogènes résistants. Afin de renverser la tendance actuelle, l'approche proposée est d'améliorer le système immunitaire des vaches par une sélection génétique favorable au renforcissement de celui-ci. L'objectif du projet consiste à identifier des gènes impliqués dans la réponse immunitaire innée de la vache laitière et qui contribueraient à développer une offensive face aux insultes pathogéniques causant la mammite. Un modèle d'infection in vivo a été créé par l'infusion d' Escherichia coli dans des quartiers de glandes mammaires de vaches saines. Des banques de gènes transcrits ont été créées à partir de l'ARNm des cellules du lait récoltées en début d'infection (cinq heures suivant l'introduction des pathogènes). L'analyse des banques a révélé la présence d'un gène connu pour activer les lymphocytes T, 1'ostéopontine ( SPP1 ). L'induction de ce gène fut confirmée lors d'essais d'infection ex vivo avec Escherichia coli sur des cellules sanguines de vaches saines. Comme SPP1 est une cytokine produite tôt par les macrophages lors d'une infection bactérienne, elle pourrait avoir un impact important sur les défenses contre la mammite. Afin d'identifier des variants génétiques de SPP1 , la recherche de polymorphismes de nucléotides fut réalisée en comparant les séquences d'ADN génomique de deux groupes de taureaux de race Holstein présentant des valeurs d'élevage estimées (VÉE) extrêmes selon une cote attribuée aux cellules somatiques (CCS) du lait. Le séquençage de la région promotrice et des sept exons du gène a permis d'identifier quatre polymorphismes d'un seul nucléotide (SNP), soit SPP1c.-1301G>A, SPP1c.-1251C>T, SPP1c.-430G>A et SPP1c.*41A>C . Pour confirmer l'association de ces SNP dans la population Holstein, un plus grand nombre de taureaux furent génotypés et les haplotypes, déterminés. L'analyse statistique de l'association des VÉE pour la CCS à différentes lactations avec les quatre SNP et haplotypes présents dans la population a confirmé leur impact sur la CCS. L'étude a également porté sur les VÉE de certains autres critères de performance (e.g. pourcentages de gras et protéines du lait) qui seront aussi utiles aux producteurs laitiers afin d'évaluer l'impact de ces SNP sur la production laitière. Certains SNP et leur localisation (promoteur, région 3' UTR) potentialisent l'impact génétique sur la VÉE pour la CCS. Comme cette dernière est en lien avec la mammite, certains SNP pourraient influencer la résistance à cette maladie. Aussi, les SNP découverts dans la région promotrice de SPP1 sont localisés au site de reconnaissance de certains facteurs de transcription. Ils pourraient avoir un impact sur la liaison de ceux-ci à leur séquence consensus; ceci amènerait des effets sur la différenciation des lymphocytes T vers les voies de l'immunité cellulaire (Th1) et acquise (Th2). De cette manière, la réponse immunitaire serait modifiée et SPP1 pourrait effectivement influencer la résistance à la mammite.

La F1-ATPase des mitochondries de coeur de boeuf est inactivée par les dérivés 2',3'-dialdéhydiques de l'ATP, ADP et AMP (dialATP, dialADP, dialAMP). L'analyse de la cinétique d'inactivation enzymatique montre qu'en l'absence de Mg2+, l'inactivation résulte de la fixation d'une mole d'analogue de nucléotide par unité active de F1-ATPase. L'analogue le plus efficace est le dialADP, suivi par le dialAMP et le dialATP. L'utilisation de nucléotides radioactif montre que l'inactivation complète nécessite la fixation d'environ 11 moles de dialADP par mole de F1. Après correction pour le marquage non-sélectif, le le nombre de dialADP fixés spécifiquement est de 3 par F1. Par électrophorèse sur gel de polyacrylamide en présence de dodécylsulfate de sodium (SDS), le dialADP se fixe de manière covalente principalement sur les sous-unités alpha et beta.

La peau est la première barrière de protection de l'organisme face aux agressions de l'environnement incluant notamment les radiations UV solaires, responsables de nombreux dommages sur l'ADN. Afin de prévenir l'apparition de lésions et de maintenir l'intégrité du génome, la cellule a mis en place des systèmes de protection avec la réponse pigmentaire, et de réparation avec le mécanisme du NER (nucleotide excision repair). Le NER est un mécanisme complexe et versatile, conservé au cours de l'évolution, qui repose sur l'action coordonnée d'acteurs protéiques dont les mutations conduisent à l'apparition de syndromes d'hyper-sensibilité aux UV. Ainsi, parallèlement à la régulation transcriptionnelle UV induite dépendante du facteur USF-1 (Upstream Stimulating Factor 1) des gènes clés de la pigmentation, nous avons étudié l'induction transcriptionnelle potentielle de gènes codant pour les acteurs du NER. Par une approche combinant expériences in-vivo (RT-QPCR et ChIP) et in-vitro (EMSA, luciférase essais), nous impliquons le facteur USF-1 dans l'induction transcriptionnelle de gènes codant deux acteurs des étapes de reconnaissance des lésions UV-induites par le NER. L'utilisation de souris invalidées pour le gène USF-1 confirme le modèle observé. L'ensemble de ces données obtenues au cours de ma thèse vient compléter la liste des gènes cibles du facteur de transcription USF-1 et élargit son réseau d'implication en réponse aux UV. Ces résultats suggèrent un rôle potentiel du facteur USF-1 dans le processus tumoral des cancers cutanés UV-induits.

Dans le contexte prébiotique du " monde ARN ", les ribonucléotides sont considérés comme étant les premières espèces à avoir émergé sur Terre. En milieu aqueux, leur formation est défavorable thermodynamiquement. Les voies de synthèse de nucléotides décrites en phase homogène impliquent l'utilisation des molécules activées. En 1951, Bernal a introduit une autre voie de synthèse impliquant des surfaces minérales. Cependant, dans cette voie, les effets thermodynamique et/ou catalytique des surfaces minérales restent inexplorés. Dans le cadre de l'hypothèse de Bernal, notre travail présente pour la première fois une étude in-situ de la réactivité thermique des " briques élémentaires " des nucléotides adsorbés sur des surfaces minérales avec comme objectif de réaliser la synthèse des nucléotides sans activation chimique. Ce travail a montré dans un premier temps que les surfaces minérales sont capables de déclencher la formation de polyphosphates inorganiques à partir de monophosphates à des températures modérées. D'autre part, l'adsorption du ribose sur la surface de la silice a permis d'améliorer sa stabilisation thermique : alors qu'il est instable dès 90°C en milieux aqueux, il devient stable jusqu'à 200°C après adsorption sur la silice. Dans un deuxième temps, nous avons mis en évidence la formation de PRPP, un intermédiaire réactionnel très important, par co-adsorption du ribose avec du phosphate inorganique sur la surface de la silice. Enfin, on a pu montrer la glycosylation de l'adénine et la formation après co-adsorption de ses composants sur les deux surfaces minérales utilisées. Une étude préliminaire suggère même la possibilité de dimérisation des nucléotides. / In the « RNA world» prebiotic scenario, ribonucleotide polymers are considered as the first biochemical species to have emerged. However, in aqueous solution, their formation through conventional mechanisms of condensation is thermodynamically forbidden. Several synthesis pathways of nucleotides have been described in aqueous solution; most often, they involve chemically activated molecules. Another pathway to nucleotides implies mineral surfaces, which have been considered in prebiotic processes at least since the work of Bernal in 1951. However, these studies have hardly tried to understand surface-molecule interactions and consequently, thermodynamic and/or catalytic effects of mineral surfaces are not well rationalized. In the context of Bernal's hypothesis, we present for the first time an in-situ study of the thermal reactivity of nucleotides “building blocks” adsorbed on mineral surfaces (amorphous silica, saponite) emphasizing the synthesis of nucleotides without chemical activation. In our work, we first show that mineral surfaces are able to trigger the formation of inorganic polyphosphates from monophosphates at moderate temperatures. On the other hand, adsorption of ribose on silica surface improves its thermal stabilization. While ribose decomposes at 90°C in aqueous solutions, it is stable up to 200°C on silica (in the presence of ZnCl2). Secondly, we have demonstrated the formation of PRPP, as important reaction intermediate, by co-adsorption of ribose and inorganic phosphate on the silica surface. Finally, we showed the glycosylation of adenine to adenosine and the formation of AMP (i.e. simultaneous glycosylation and phosphorylation) after co-adsorption of their components on both mineral surfaces employed. A preliminary study even suggests that nucleotide dimerisation can occur in the same conditions.