Durant ces quatre dernières années, le champ de recherche concernant l’immunité innée a grandement été influencé par la découverte des IKK-related kinases, TBK1 et IKKi, deux kinases régulant l’activité des facteurs de transcription IRF-3/IRF-7 et NF-κB. Les kinases TBK1 and IKKi furent notamment démontrées comme étant responsables de la phosphorylation en C-terminal de IRF-3. Toutefois, l’identité des sites phosphoaccepteurs ciblés par ces kinases restait un sujet de controverse. En combinant la spectrométrie de masse aux essais de phosphorylation in vitro de His-IRF-3 par la kinase recombinante TBK1, nous démontrons que les sérines 396 et 402 sont directement phosphorylées par cette kinase. Nos analyses biochimiques révèlent également que la mutation S396A, localisée dans le cluster II, abolit l’homodimérisation, l’association à CBP et l’accumulation nucléaire de IRF-3. De façon intéressante, la mutation de la sérine 339, impliquée dans la stabilité de IRF-3, provoque également une perte d’association à CBP et de la dimérisation du facteur de transcription sans toutefois affecter la transactivation des gènes antiviraux en autant que la sérine 396 soit disponible pour accepter un événement de phosphorylation. Nos expériences de complémentation de MEFs IRF-3 KO révèlent la présence d’un mécanisme compensatoire impliquant la sérine 339 et la sérine 396 dans l’induction des IFN-stimulated genes (ISGs), ISG56 and ISG54. Globalement, les données présentées dans cette étude nous ont permis de reconsidérer le modèle d’activation du facteur de transcription IRF-3 actuellement proposé et d’y ajouter certaines subtilités. TRAF3 est également un médiateur central impliqué dans l’induction de la réponse interféron de type I. Cette fois, en couplant la spectrométrie de masse à la technique de purification protéique par affinité, nous avons identifié Sec16A et p115, deux protéines du système de transport vésiculaire ER-Golgi , comme étant des nouveaux partenaires protéiques de Flag-TRAF3. Nos expériences démontrent la localisation cellulaire de TRAF3 au niveau du système de transport vésiculaire. De plus, la diminution des niveaux d’expression de p115 ou Sec16A provoque une redistribution cellulaire de TRAF3 et affecte la réponse interféron suivant une stimulation par de l’ARN double brin. Nos résultats démontrent également une colocalisation de TRAF3 et TRADD au niveau du cis-Golgi ainsi qu’une interaction avec la protéine du translocon Sec61β médiée par l’intermédiaire de Sec5. De façon générale, nos données suggèrent que la localisation cellulaire de TRAF3 au niveau des compartiments de transport vésiculaire est requise afin d’obtenir une réponse antiviral optimale par la voie de signalisation cellulaire associée aux RIG-I-like RNA helicases, RIG-I et MDA5. Nos données appuient également le rôle potentiel précédemment suggéré de l’exocyste dans l’établissement d’une réponse antivirale. / Over the past four years, the field of the innate immune response has been highly influenced by the discovery of the IκB kinase (IKK)-related kinases, TBK1 and IKKi, which regulate the activity of IRF-3/IRF-7 and NF-κB transcription factors. The IKK-related kinases, TBK1 and IKKi, were recently shown to be responsible for the C-terminal phosphorylation of IRF-3. However, the identity of the phosphoacceptor site(s) targeted by these two kinases remains unclear. By combining mass spectrometry analysis to in vitro kinase assays using full length His-IRF3 as a substrate, we have demonstrated that serine 402 and serine 396 were directly targeted by TBK1. Analysis of Ser/Thr to Ala mutants revealed that S396A mutation, located in cluster II, abolished IRF-3 homodimerization, CBP association and nuclear accumulation. Interestingly, mutation of serine 339, which is involved in IRF-3 stability, also abrogated CBP association and dimerization without affecting gene transactivation as long as serine 396 remained available for phosphorylation. Complementation of MEFs IRF-3 KO also reveals a compensatory mechanism of serine 339 and serine 396 in the ability of IRF-3 to induce IFN-stimulated genes (ISGs) ISG56 and ISG54 expression. These data lead us to reconsider the current model of IRF-3 activation. TRAF3 is also a central mediator that is important for inducing type I interferon production in response to intracellular double-stranded RNA. By combining Flag-Affinity purification using Flag-TRAF3 as a bait to mass spectrometry, we have identified Sec16A and p115, two proteins of the ER-to-Golgi vesicular transport system, as novel TRAF3 interactors. We found that TRAF3 localizes to the ER-to-Golgi vesicular pathway and behaves like a cis-Golgi protein. Depletion of p115 or Sec16A disrupts the cis-Golgi cellular localization of TRAF3 and affects type I Interferon response following double-stranded RNA treatment. Furthermore, we demonstrate that TRAF3 colocalizes with TRADD at the cis-Golgi and also interacts with the translocon protein Sec61β in a Sec5 dependent manner. Together, our data suggest that the cellular localization of TRAF3 to the ER-to-Golgi transport compartments is required for an optimal RIG-I-like Helicases (RLH)-Cardif-dependent antiviral immune response. Our findings also highlight the potential role of the exocyst in the innate immune response. / Codirecteur de recherche: Dr Sylvain Meloche

Thesis (doctoral)--Lund University, 1997. / Added t.p. with thesis statement inserted. Includes bibliographical references.

Thesis (doctoral)--Lund University, 1997. / Added t.p. with thesis statement inserted. Includes bibliographical references.

Les microtubules sont des éléments clés du cytosquelette impliqué dans de nombreux processus cellulaires. Ce sont des structures dynamiques qui alternent continuellement entre polymérisation et dépolymérisation, un comportement appelé instabilité dynamique. Les microtubules sont particulièrement abondants dans les neurones et sont organisés sous formes de faisceaux dans les axones et les dendrites. Cette organisation particulière leur permet de maintenir la forme de ses cellules hautement spécialisées et d’assurer le transport intracellulaire d’éléments essentiels dans l’ensemble des compartiments neuronaux. De nombreux facteurs participe à la régulation de l’arrangement des microtubules dans les neurones. Parmi ces facteurs, la protéine tau fait partie de la famille des protéines associées aux microtubules (ou MAPs) et est majoritairement neuronale. Tau est un agent pontant majeur des microtubules et est également connue pour stabiliser les microtubules en stimulant leur polymérisation et en inhibant leur dépolymérisation. Malgré de nombreuses études sur l’interaction de tau avec les microtubules, les mécanismes par lesquels cette MAP contrôle leur organisation spatiale restent élusifs. Pour répondre à cette question, nous avons reconstitué in vitro des réseaux de microtubules en présence de divers isoformes, fragments et mutants de tau. La capacité de tau à induire des faisceaux stables de microtubules dépend de deux hexa-peptides localisés dans son domaine de liaison aux microtubules, et est régulée par son domaine de projection N-terminal. Nos résultats montrent que la phosphorylation spécifique de certains sites de tau inhibe soit la formation de faisceaux soit la stabilisation des microtubules, produisant des populations composées de microtubules individuels stable ou de faisceaux dynamiques. De plus, des mutations de tau impliquées dans des démences apparentées à la maladie d’Alzheimer augmentent drastiquement la capacité de tau à former des faisceaux composés de microtubules très dynamiques. Pour finir, des expériences de cryo-microscopie électroniques indiquent que tau génèrent des défauts dans la paroi des microtubules. Ces défauts sont connus pour assouplir les microtubules et pourraient donc constituer un mécanisme structural primaire permettant leur déformation au cours de la formation de faisceaux. En conclusion, nos résultats mettent en évidence un nouveau mécanisme phospho-dépendant par lequel tau régule l’organisation de réseaux de microtubules. De plus, ce travail révèle comment des modifications anormales de tau, telles que des phosphorylations anormales ou des mutations, peuvent altérer l’organisation du cytosquelette dans les maladies neurodégénératives. / Microtubules are key components of the eukaryotic cytoskeleton and are involved in major cellular events. They undergo constant remodeling through alternative cycles of growth and shrinkage of their extremities, a behavior known as dynamic instability. Microtubules are particularly abundant in neurons; they are organized into bundles within axons and dendrites to maintain the polarized shape of these highly specialized cells and to allow cargo transport. Numerous factors regulate the plasticity of the microtubule network in neurons. Among them, tau is a neuro-specific microtubule-associated protein (MAP). Tau is a major microtubule bundler also known to stabilize microtubules by promoting their growth and inhibiting their shrinkage. Although the interaction of tau with microtubules has been widely studied, the mechanisms by which this protein controls the spatial organization of microtubules remain elusive. To address this question, we reconstitute in vitro microtubule self-organization in presence of various tau isoforms, fragments and mutants. We find that the ability of tau to induce stable microtubule bundles depends on two conserved hexapeptides in tau’s microtubule-binding domain and is modulated by tau’s projection domain. Furthermore, our data demonstrate that site-specific phosphorylation of tau inhibits either microtubule bundling or stabilization generating alternative networks composed of stable single or dynamic bundled microtubules. We also show that some disease-related mutations closed to the hexapeptides strikingly enhance the capacity of tau to form bundles of highly dynamic microtubules. Finally, cryo-EM experiments indicate that tau proteins induce microtubule lattice defects known to soften microtubules, a primary structural change allowing microtubule-bending deformation during bundling. Overall, our results highlight novel phospho-dependent mechanisms by which tau regulates microtubule network organization. This work also reveals how abnormal modifications of tau, such as abnormal phosphorylation or mutations found in Alzheimer’s disease and related dementia, might alter cytoskeleton organization during neurodegeneration.

Nous étudions une nouvelles familles d'inhibiteurs de kinase: les benzopyridoindole. Ces molécules ont des effets antiprolifératifs sur des lignées cancéreuses et représentent les têtes de série de possibles agents anti-cancéreux. We study on a new family of kinase inhibitors: benzopyridoindole. These molecules have antiproliferative effects on cancer cell lines and represent the lead of potential anti-cancer products. / Benzo[e]pyridoindoles are novel potent inhibitors of aurora kinases. We performed a SAR study to improve their activity and water solubility. Amino-benzo[e]pyridoindolones were found to be potent hydrosoluble anti-proliferative molecules. They induced a massive arrest in mitosis, prevented histone H3 phosphorylation as well as disorganizing the mitotic spindles. Upon a delay, cells underwent binucleated and finally died. Taking into account their interesting preclinal characteristics, their efficiency towards xenografts in nude mice and their apparent safety in animals, these molecules are promising new anti-cancer drugs. They probably target a metabolic signaling pathway, besides aurora B inhibition. In addition to their possible applications, these inhibitors are tools for cell biology studies. C4, a low ATP affinity inhibitor of aurora B kinase, revealed that the basal activity of the kinase is required for histone H3 phosphorylation in prophase and for chromosome compaction in anaphase. These waves of activation/deactivation of the kinase, during mitosis, corresponded to different conformations of the passenger chromosomal complex.

Avec plus de 3,5 millions de nouveaux cas diagnostiqués chaque année, l’insuffisance cardiaque (IC) touche actuellement plus de 15 millions d’européens et représente ainsi la première cause de mortalité cardiovasculaire en Europe. Malgré les avancées de la recherche cardiovasculaire, l’IC reste une maladie grave et de mauvais pronostic. En effet, plus de 50% des patients meurent dans les 5 années suivant le diagnostic. La compréhension des mécanismes physiopathologiques sous-jacents, encore largement inconnus, permettrait de développer des thérapeutiques visant à soigner les causes de l’IC plutôt que les conséquences et ainsi d’améliorer la prise en charge des patients. La contribution majeure des modifications post-traductionnelles (MPTs) dans la régulation de l’expression génique, de l’activité enzymatique ainsi que dans la régulation fonctionnelle des protéines font des MPTs les intégrateurs de l'adaptation dynamique du phénotype. C’est pourquoi l’équipe a réalisé des analyses phosphoprotéomiques dans un modèle expérimental d’IC chez le rat à 2 mois post-infarctus du myocarde (IDM). Ces analyses ont permis de mettre en évidence d’une augmentation du niveau de phosphorylation en sérine de la Desmine dans les ventricules gauches (VG) de rats IC par rapport aux témoins.Notre étude vise à identifier d’une part les kinases impliquées dans la phosphorylation de la Desmine et d’autre part à déterminer l’impact de l’augmentation de la forme phosphorylée de la Desmine sur son devenir dans le modèle in vivo.Par analyse bioinformatique, nous avons sélectionné les kinases potentiellement impliquées dans la phosphorylation de la Desmine. L’étude de la régulation de ces kinases dans le modèle d’IC chez le rat a permis de mettre en évidence la présence d’une plus grande quantité d’unités actives de PKC zeta et de GSK3 beta dans les VG de rats IC à 2 mois post-IDM. In vitro, l’inhibition de PKC zeta entraîne à la fois une diminution de l’activité GSK3 beta ainsi qu’une modulation du profil de phosphorylation de la Desmine. L’ensemble de ces données suggère l’implication de PKC zeta et de GSK3 beta dans l’augmentation du niveau de phosphorylation de la Desmine dans le modèle d’IC chez le rat. Néanmoins, leur action directe sur la Desmine, en cascade ou encore indirecte via d’autres partenaires reste encore à définir.Par immunofluorescence, nous avons mis en évidence la présence d'agrégats de Desmine dans les VG de rats IC à 2 mois post-IDM possiblement formés suite à son hyperphosphorylation. Nous avons émis l’hypothèse que ces agrégats de Desmine, comme toute protéine agrégée, seraient toxiques pour le cardiomyocyte et nécessiteraient l'intervention des systèmes protéolytiques pour être éliminés afin d'assurer la survie cellulaire. L’étude du système ubiquitine protéasome, de la macroautophagie et de l’autophagie médiée par le chaperonnes (CMA) dans le modèle d’IC chez le rat à 7 jours, 1 et 2 mois post-IDM suggère que l’inefficacité de la macroautophagie à 7 jours post-IDM et la diminution de son activité au cours du temps entraînerait une accumulation cytosolique de Desmine phosphorylée mais également l’induction de la CMA afin d’assurer la clairance de cette dernière. In vitro, nous avons montré que l’induction pharmacologique de la CMA entraîne une diminution du niveau de Desmine ainsi qu’une modulation de son profil de phosphorylation.L’augmentation de phosphorylation en sérine de la Desmine dans les VG de rats IC à 2 mois, dépendante de la PKC zeta et/ou GSK3 beta, semble entraîner l’accumulation cytosolique de Desmine ainsi que la formation d’agrégats dans les VG de rat IC qui pourraient participer à la dysfonction contractile observée au cours de l’IC. En réponse à l'inefficacité de la macroautophagie, la CMA serait activée afin d’assurer l’élimination de la Desmine phosphorylée et ainsi la survie du cardiomyocyte au cours de l’IC. / With over 3,5 million new cases each year, heart failure (HF) currently affects more than 15 million of European individuals and thus represents the leading cause of cardiovascular mortality in Europe. Despite advances in cardiovascular research, HF remains a serious disease with poor prognosis. Indeed, more than 50 per cent of patients die within 5 years after diagnosis. Understanding the underlying physiopathological mechanisms would allow the development of therapeutics to treat the causes of HF rather than the consequences of the disease, thereby improving the medical care of patients. The major contribution of post-translational modifications (PTMs) in the regulation of gene expression, enzyme activity as well as in the functional regulation of proteins, turns PTMs into integrators of the dynamic adaptation of the phenotype. For this reason, the team performed phosphoproteomic analyses in an experimental rat model of HF at 2 monhs following myocardial infarction (MI). These analyses revealed an increase of the phosphorylation levels of Desmin at serine residues in left ventricles (LV) of HF rats compared to sham rats.The aim of our study is to identify the kinases which are implicated in Desmin phosphorylation on one hand, and the impact and behavior of increased phosphorylated Desmin in cardiomyocyte on the other hand.By bioinformatic analysis, we first selected the kinases which are potentially implicated in Desmin phosphorylation. Then, we studied the enzymatic regulation of selected kinases in an experimental rat model of HF, which allowed the identification of active PKC zeta and GSK3 beta in the LV of HF rats at 2 months. In vitro, pharmacological inhibition of PKC zeta leads to a decreased of GSK3 beta activity as well as a modulation of the phosphorylated Desmin profiles. Taken together, these data suggest an implication of PKC zeta and GSK3 beta in the increase of Desmin phosphorylation levels in the LV of HF rats. However, their direct, consecutive or indirect implication on Desmin phosphorylation remains to be evaluated.By immunofluorescence, we observed the presence of aggregated Desmin in LV of HF rats at 2 months post-MI that suggest that these could be the result of Desmin hyperphosphorylation. We hypothesized that these Desmin aggregates, like other aggregated proteins, could be toxic for cardiomyocytes and need to be cleared by proteolytic systems to ensure cell survival.The study of proteolytic systems in the in vivo model showed that while the UPS is not modulated all along LV remodeling, macroautophagy decreases with time and could thus drive cytosolic accumulation of phosphorylated Desmin in LV of HF rats. At the same time, CMA seems to be activated thereby ensure phosphorylated Desmin clearance. In vitro, we have shown that pharmacological induction of CMA results in lower phosphorylated Desmin levels.In conclusion, increased Desmin phosphorylation levels seems to be dependent of PKC zeta and/or GSK3 beta activation in LV of HF rats at 2 months after MI. This elevation could drive the cytosolic accumulation and aggregation of Desmin, which could be involved in the contractile dysfunction observed during HF. Finally, as a result of decreased macroautophagy, CMA could be activated in LV of HF rats to ensure phosphorylated Desmin clearance and thus cardiomyocyte survival.

L’exocytose est un mécanisme biologique fondamental qui permet la libération du contenu des granules de sécrétion dans le milieu extracellulaire. C’est un processus finement régulé par le calcium qui nécessite entre autre, la réorganisation de la membrane plasmique et la formation de domaines lipidiques. Dans les cellules chromaffines, l’annexine A2, protéine capable de lier les phospholipides et l’actine de manière calcium-dépendante, est responsable de la formation et de la stabilisation de ces plateformes lipidiques. Le résultat majeur de ma thèse concerne l’organisation tridimensionnelle et le rôle de l’actine au niveau des sites d’exocytose. Sachant que la phosphorylation de la tyrosine 23 de l’annexine A2 affecte sa liaison à l’actine et aux membranes, deux acteurs majeurs de l’exocytose, j’ai mis en évidence l’importance fonctionnelle de cette phosphorylation. Une autre conséquence de cette phosphorylation est le passage de l’annexine A2 de la face interne à la face externe de la membrane plasmique. Le mécanisme de sortie et le rôle de l’annexine A2 extracellulaire dans les cellules chromaffines ont également été étudiés. / Exocytosis is a fundamental biological mechanism which allows liberation of the contents of secretory granules into the extracellular medium. This calcium-regulated process requires the formation of lipid domains for the structural and spatial organisation of exocytotic sites. In the chromaffin cell, annexine A2, a calcium-, actin- and lipid-binding protein participates in the formation and stabilization of lipid microdomains. The major advance resulting from my thesis is the elucidation of the three-dimensional organization and the role of actin at the exocytotic site. Phosphorylation of the tyrosine 23 is known to affect the binding of annexin A2 to actin filaments and plasma membrane, two major actors of the exocytotic process and my results highlight the functional importance of this phosphorylation on exocytosis. Furthermore, tyrosine 23 phosphorylation also triggers a translocation of annexin A2 to the external face of the plasma membrane. The role and functional signification of this externalization was also examined.

L’invasion de l’hôte par un pathogène induit l’activation séquentielle des réponses immunitaires innées et adaptatives. La reconnaissance du pathogène par des récepteurs tels que les récepteurs de type Toll (TLRs) initie la réponse innée qui repose sur l’activation des lignées myéloïdes, la production de cytokines, de chémokines et de médiateurs pro-inflammatoires qui contribuent à l’éradication du pathogène. L’amplification incontrôlée de la réaction inflammatoire est délétère pour l’organisme. Afin de mieux comprendre les mécanismes de régulation des réponses dépendant de TLR2, récepteur impliqué dans la reconnaissance de bactéries, parasites ou champignons, nous avons étudié la composition des complexes multimoléculaires d’activation au sein des radeaux lipidiques. En utilisant des approches protéomiques complémentaires, nous avons mis en évidence le rôle de la Src kinase Lyn et de la déshydrogénase IMPDHII après engagement des hétérodimères TLR2/TLR1 ou TLR2/TLR6. La tyrosine kinase Lyn est indispensable à l’activation de NF-kB après engagement de TLR2 et agit en phosphorylant la sous-unité p110 de la PI3-kinase (PI3-K). IMPDHII, cible de l’acide mycophénolique, est un régulateur négatif de la voie TLR2-NF-kB. IMPDHII interagit avec SHP1 pour inhiber la phosphorylation sur tyrosine de p85α, la sous-unité régulatrice de PI3-K, et prévenir la transactivation de NF-kB. Enfin, nous avons étudié le rôle d’un polymorphisme de IMPDHII dans la gravité du choc septique. Ces travaux affinent la compréhension de la régulation de la réponse dépendant de TLR2 et permettent d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour la prise en charge des infections graves. / The host invasion by pathogen results in an adaptive immune response subsequent to innate immunity. Pathogens recognition by receptors as Toll Like Receptors (TLRs) initiates activation of innate immune myeloid synchronized with cytokines, chemokines and pro-inflammatory mediators production that contribute to pathogen eradication. Exuberant inflammation should lead to acute organ dysfunction and death. To understand mechanisms of TLR2-dependent response regulation, we studied composition of multi-molecular complexes in lipid rafts. TLR2 recognizes bacterial, parasitic and fungal agents. Using complementary proteomic approaches, we show the roles of Lyn Src kinase and IMPDHII dehydrogenase following involvement of TLR2/TLR1 or TLR2/TLR6. Lyn tyrosine kinase is indispensable in TLR2-dependent activation of NF-kB and phosphorylates p110 subunit of PI3-Kinase (PI3-K). IMPDHII, the mycophenolic acid substrate, is a negative regulator of TLR2-NF-kB pathway. IMPDHII acts on SHP1 to inhibit tyrosine phosphorylation on p85α, regulatory subunit of PI3-K, and prevent NF-kB transactivation. Finally, by a translational approach, we investigate the role of a genetic polymorphism of IMPDHII in the septic shock outcome. These findings strengthen the knowledge of mechanisms in TLR2-dependent control and should predict immunomodulation strategies.

Le « Brain-Derived Neurotrophic Factor » (BDNF) est la neurotrophine la plus abondante et la plus répandue dans le cerveau humain. De nombreuses études se sont intéressées à son rôle dans la survie neuronale, la croissance et la plasticité synaptique. La signalisation BDNF est dépendante de deux récepteurs, le récepteur tyrosine kinase (TrkB) et le récepteur neurotrophine p75 (p75NTR). Il est bien établi que le rôle trophique du BDNF est assuré via son récepteur de haute-affinité TrkB, alors que la forme précurseur proBDNF active p75NTR vers la voie d'apoptose. Cette double signalisation est physiologiquement contrôlée par un équilibre entre les différentes voies. Les résultats obtenus à partir des études cliniques et des modèles animaux suggèrent un rôle de la signalisation BDNF dans les tauopathies, caractérisées par l'existence de dépôts intracérébraux de protéine tau, une caractéristique commune à certaines maladies neurodégénératives, notamment la maladie d'Alzheimer (MA). Cependant, aucune investigation n'a été menée jusqu'à présent sur les modifications que pouvaient induire les tauopathies dans la signalisation BDNF et si une dérégulation de l'expression du BDNF pouvait affecter ses propres récepteurs TrkB et p75NTR.Dans ce travail de thèse, nous avons utilisé une lignée de poisson-zèbre transgénique portant la mutation humaine TAUP301L retrouvée notamment dans le démence fronto-temporale. Nous avons mesuré l'expression de BDNF et de ses deux récepteurs au niveau transcriptionnel et protéique. Nous n'avons observé aucune modification des taux d'expression de BDNF et de TrkB, en revanche, nous avons noté une augmentation significative de p75NTR. A l'aide de la même lignée transgénique, nous avons induit une baisse d'expression de BDNF via la micro-injection de morpholinos. De manière remarquable, la baisse d'expression de BDNF affecte de façon différentielle TrkB et p75NTR. En effet, nous avons observé une diminution de l'expression de TrkB et parallèlement une augmentation de p75NTR. De plus, la baisse d'expression de BDNF aggrave la neurotoxicité associée au développement de la tauopathie ce qui se traduit par une augmentation de la mort neuronale et de l'hyperphosphorylation de tau, cette dernière étant concommittante à une activation de la Glycogen Synthétase Kinase 3 beta (GSK3beta).Une diminution de l'effet neuroprotecteur de BDNF à travers un déséquilibre de ces récepteurs de signalisation a été également montré en étudiant le rôle de BDNF au cours du développement de la ligne latérale postérieure (PLL). Ce système est considéré comme un modèle d'étude particulièrement pertinent pour évaluer différents processus biologiques comme la migration cellulaire collective ou la régénération cellulaire. Nous avons détecté l'expression de BDNF dans plusieurs structures de la PLL. La diminution d'expression de BDNF conduit à un défaut de migration du primordium de la PLL, associé à une augmentation de la mort cellulaire. De plus, nous avons observé une réduction de la prolifération cellulaire et un défaut de repousse axonale du nerf, ce qui conduit à des anomalies de régénération à la fois du nerf de la PLL et des cellules ciliées. Nos résultats suggèrent que le BDNF joue un rôle essentiel au cours du développement de la PLL et démontrent la pertinence du système de la ligne latérale en tant que modèle d'étude des fonctions de BDNF.En conclusion, notre étude représente la première analyse du rôle in vivo de BDNF et de ses 2 récepteurs de signalisation. Nous avons ainsi montré les répercussions d'une dérégulation des voies de signalisation du BDNF. Un équilibre entre ces deux voies est essentiel pour le développement et la survie cellulaire, ce qui fait de BDNF non seulement une cible thérapeutique potentielle, mais également une neurotrophine clé pouvant activer plusieurs circuits de signalisation, potentialisant ainsi son rôle protecteur. / Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) is the most abundant secreted and widely distributed neurotrophin in human brain. It has been extensively studied for its role in neuronal survival, growth and synaptic plasticity. BDNF signaling mediated through tryosine receptor kinase B (TrkB) and p75NTR neurotrophin receptor (p75NTR). It is well established that BDNF beneficial actions are mediated by it is high-affinity TrkB, whereas pro-BDNF activates p75NTR towards apoptosis. This diverse dual signaling is normally under a tight balance regulation. Based on clinical and animal studies, it has been suggested that BDNF signaling is involved in tauopathy, which is a pathological hallmark in several neurodegenerative diseases, including Alzheimer's disease (AD). However, what changes tauopathy may induce on BDNF signaling, and whether BDNF deregulation could affect its two signaling receptors (TrkB, p75NTR), and eventually tauopathy pathogenesis, have not been investigated. In this study we used a transgenic zebrafish line for human Tau-P301L tauopathy, and measured transcriptional and protein levels of BDNF and of its two signaling receptors. We found no modification of BDNF and TrkB expression levels, but a significant up-regulation of p75NTR. We then used the same transgenic line to generate BDNF knockdown using morpholino microinjection technique. Interestingly, BDNF knockdown differentially affects TrkB and p75NTR; we observed a reduction of TrkB expression and an increase in p75NTR expression. In addition, BDNF knockdown aggravates tauopathy-associated toxicity; we found an increase in neuronal cell death and tau hyperphosphorylation, the latter was accompanied by an activation of tau glycogen synthase kinase 3beta (GSK3beta). Attenuation of BDNF neuroprotective effects through imbalance of its signaling receptors was further highlighted through studying BDNF role in the development of zebrafish posterior lateral line system (PLL). This system has recently emerged as a powerful tool to study several dynamic biological processes, including collective cell migration and nerve/hair cells regeneration. We detected BDNF expression in different PLL components. BDNF knockdown led to an impairment of the PLL primordium migration due to concomitant increase in cell death rate. In addition, reduced cell proliferation and defect in axonal re-growth were observed , which led to major defects of PLL nerve/hair cells regeneration, respectively. These findings suggest that BDNF has an essential role in PLL development, but more important they introduce PLL as research model to study BDNF functions. This is the first study to provide a detailed in vivo analysis of BDNF and its two signaling receptors. Our findings highlight several implications of BDNF signaling deregulation. Balanced signaling clearly has essential roles in survival and development, in addition to being a therapeutic target, BDNF can itself activate diverse molecular pathways, thus setting up a potential circuitry that could enhance its protective role.

Mps1 est une protéine kinase à double spécificité impliquée dans le point de contrôle du fuseau mitotique et l'alignement des chromosomes. L'augmentation de l'activité de Mps1 est corrélée avec une augmentation de son niveau de phosphorylation lors de l'entrée en mitose. Cependant, les mécanismes contrôlant cette activation sont inconnus. Nous avons donc cherché à identifier les sites de phosphorylation de Mps1 afin d'étudier leur contribution à la régulation de Mps1. Par spectrométrie de masse, nous avons identifié jusqu'à 27 sites, et nous avons choisi de mutagéniser 11 d'entre eux individuellement en acides aminés non-phosphorylables (alanine), sur la base de leur conservation entre la protéine humaine et de xenope. Nous montrons que trois de ces sites de phosphorylation (S283, T697 et T707) sont essentiels pour l'activité kinase de Mps1, et pour son rôle dans le checkpoint mitotique. Deux de ces sites (T697 et T707) sont localisés dans la boucle d'activation du domaine kinase de Mps1 et sont des sites d'autophosphorylation. La phosphorylation sur le troisième site (S283) requiert une autre kinase. S283 est localisée dans le domaine non-catalytique de Mps1 qui est peu caractérisé et est impliqué dans le recrutement de Mps1 au kinétochore. Nous montrons par immunofluorescence que l'absence de phosphate sur le site S283 ne perturbe pas significativement le recrutement de Mad2 au kinétochore. Enfin, en utilisant des inhibiteurs et l'anticorps spécifique de la phosphorylation du site S283 que nous avons développé, nous montrons que le site S283 est phosphorylé en mitose par CDK, suggérant que les fonctions de Mps1 qui sont spécifiques de la mitose soient régulées par une phosphorylation dépendante des CDKs. / Mps1 is a dual-specificity protein kinase involved in the spindle assembly checkpoint and chromosome alignment. Mps1 phosphorylation state and activity increase in mitosis. However, the regulatory mechanisms underlying these observations are unknown. We therefore sought to identify Mps1 phosphorylation sites and to study their contribution to Mps1 regulation. By mass spectrometry we identified up to 27 phosphorylation sites on Mps1. We chose 11 sites that were conserved between Xenopus and human Mps1, and constructed 11 non-phosphorylatable single point mutants. We show that three phosphorylation sites (S283, T697 and T707) are essential for the kinase activity and the checkpoint signalling function of Mps1. Two of these sites (T697 and T707) are located in the activation loop of Mps1 kinase domain and are autophosphorylation sites. Phosphorylation on the third site (S283) results from the activity of an upstream kinase. S283 is located in the less characterized non-catalytic domain that is responsible for the kinetochore localization of Mps1. By immunofuorescence we show that the absence of the phosphate at S283 does not significantly perturb the kinetochore recruitment of the spindle assembly checkpoint component Mad2. Finally, using inhibitors and our developed phosphospecific antibody we demonstrate that Mps1 is phosphorylated at S283 in mitosis by cyclin-dependent kinase (Cdk), suggesting that mitosis specific functions of Mps1 kinase are regulated by Cdk-dependent phosphorylation.