Titre de l'écran-titre (visionné le 5 septembre 2023) / L'instabilité génomique est considérée comme l'une des « caractéristiques du cancer ». Au cours des dernières décennies, divers processus de réparation de l'information génétique ont été découverts, nous permettant de mieux comprendre comment la dérégulation de ces processus peuvent conduire au développement du cancer. Notre groupe de recherche s'intéresse particulièrement au processus de réparation des cassures double-brin (DSBs) de l'ADN, la forme la plus nocive de dommages à l'ADN. La jonction d'extrémités non homologues canonique (c-NHEJ) et la recombinaison homologue (HR) sont les principales voies de réparation des DSBs. Afin d'enclencher la réparation des DSBs, les cellules régulent soigneusement le choix entre ces deux processus de réparation. Le processus de résection de l'ADN facilite le choix entre ces voies de réparation. La résection de l'ADN est caractérisée par la dégradation de l'ADN pour créer un long substrat d'ADNsb favorisant la réparation par HR. En revanche, l'inhibition de la résection de l'ADN favorise la réparation des DSB par la voie c-NHEJ. Les mutations de perte de fonction des protéines impliquées dans la facilitation de la résection de l'ADN conduisent souvent à des troubles génétiques et au développement de cancers. Le développement du cancer a souvent été associé à des mutations de BRCA1, une protéine impliquée dans la résection de l'ADN et le processus de réparation des RH. La létalité synthétique est devenue un concept important dans la réparation de l'ADN et la recherche sur le cancer. Il décrit le phénomène par lequel l'inactivation simultanée de deux événements conduit à la létalité cellulaire, même si chaque événement individuellement est toléré. Le traitement contre le cancer basé sur la létalité synthétique le plus efficace qui ait été développé jusqu'à présent utilise les inhibiteurs de PARP (PARPi). PARP-1 dans une protéine impliquée dans divers processus cellulaires, dont la régulation de la réparation de l'ADN. Il a été constaté que l'inhibition de PARP-1 est synthétiquement létale avec un déficit en HR. Les tumeurs déficientes en HR, sont sensibles aux PARPi alors que leurs homologues cellulaires normaux HR-compétents tolèrent le traitement. Cependant, bien qu'il s'agisse d'une option de traitement prometteuse, de nombreux patients développent encore une résistance aux PARPi. Une façon par laquelle les tumeurs déficientes en BRCA1 développent une résistance à PARPi est la réactivation de la résection de l'ADN. En l'absence de BRCA1 fonctionnel, les inhibiteurs de la résection de l'ADN empêchent l'utilisation de HR pour la réparation des DSBs. Des mutations de perte de fonction dans ces inhibiteurs de la résection de l'ADN entraînent la réactivation de la résection de l'ADN et de la HR. Par conséquent, il est important de comprendre la relation entre les protéines qui facilitent la résection de l'ADN et celles qui l'inhibent. Avec cette compréhension, de meilleures approches pour atténuer le développement de la résistance peuvent être développées. Dans cette thèse, nous approfondissons la relation entre l'inhibition de la résection de l'ADN et le développement de la résistance aux PARPi. Nous discutons du processus de résection de l'ADN et de la façon dont divers inhibiteurs de la résection de l'ADN fonctionnent pour inhiber la réparation par RH. Nous décrivons une méthode pour développer de nouveaux inhibiteurs chimiques qui peuvent être utilisés pour cibler MRE11, une composante importante de la machinerie de résection de l'ADN. De plus, nous avons identifié un nouvel inhibiteur de la résection de l'ADN, DYNLL1, et caractérisons son rôle dans l'inhibition de la résection de l'ADN. Enfin, nous contribuons davantage à la compréhension du mécanisme d'action d'un inhibiteur connu de la résection de l'ADN, RIF1. En outre, nous identifions une nouvelle interaction synthétique létale entre RIF1 et MRE11 qui pourrait être avantageuse dans le développement d'un nouveau traitement contre le cancer avec un défaut dans l'une ou l'autre des protéines. En résumé, nous décrivons de nouveaux mécanismes d'action pour la régulation négative de la résection de l'ADN impliquant DYNLL1 et RIF1. De plus, ces résultats placent MRE11 au cœur de la régulation de la résection de l'ADN, soulignant l'importance du développement de nouveaux inhibiteurs chimiques qui le ciblent. / Genomic instability is considered to be one of the "Hallmarks of Cancer". In recent decades, research on the topic has uncovered various DNA repair processes that cells use to maintain genome stability. This has also given us a better understanding of how errors from and dysregulation of these processes can lead to cancer development. Our research group is particularly interested in the repair process for DNA double-strand breaks (DSBs), the most harmful form of DNA damage. Canonical Non-Homologous End-Joining (c-NHEJ) and Homologous (HR) Recombination are the major DSB repair pathways. In order to facilitate proper DSB repair, cells carefully regulate the choice between these two repair processes. One manner in which cells facilitate the choice between these two pathways is through the process of DNA resection. DNA resection is the degradation of DNA following DSB induction to create a long ssDNA substrate that favours HR repair. In contrast, inhibition of DNA resection favours DSB repair through the c-NHEJ pathway. Loss-of-function mutations of proteins involved in facilitating DNA resection often lead to genetic disorders and cancer development. Cancer development has often been associated with mutations in BRCA1, a protein involved in the DNA resection and HR repair process. Synthetic lethality has become an important concept in DNA repair and cancer research. It describes the phenomenon wherein the simultaneous occurrence of two events leads to unviability or lethality, in this case of the cell, even though each event individually is tolerated. In cancer research, this has been taken advantage of when developing novel treatments particularly in cancer types with a frequently occurring mutation. The most successful synthetic lethality-based cancer treatment that has been developed thus far has been PARP inhibitors (PARPi). PARP-1 in a protein involved in various cellular processes, including the regulation of DNA repair. It was found that PARP-1 inhibition is synthetically lethal with a deficiency in HR. It was found that HR-deficient tumours, especially those with a loss-of-function mutations in BRCA1, are sensitive to PARPi treatment whereas their HR-proficient normal cell counterparts tolerated the treatment. In the clinic, this meant that patients with cancers that are BRCA1-deficient can be effectively treated with PARPi. However, although a promising treatment option, many of the patients still develop PARPi resistance requiring the need for other treatment options. It has been found that one manner in which BRCA1-deficient tumours develop PARPi-resistance is through the reactivation of DNA resection. In the absence of functional BRCA1, DNA resection inhibitors prevent the use of HR for the repair of DSBs. One of the ways these tumours develop PARPi-resistance is by developing loss-of-function mutations in these DNA resection inhibitors. These mutations lead to the reactivation of DNA resection and HR. Therefore, it is important to understand the relationship between proteins that facilitate DNA resection and those that inhibit it. With this understanding, better approaches for mitigating development of resistance can be developed. To further understand the relationship between DNA resection inhibition and PARPi-resistance development, we discuss what is known in the literature about the DNA resection process and how various DNA resection inhibitors work in order to inhibit HR repair. We describe a method for developing novel chemical inhibitors that can be used to target DNA repair proteins using MRE11--an important component of the DNA resection machinery--as an example. Furthermore, we identify a novel DNA resection inhibitor, DYNLL1, and characterize its role in DNA resection inhibition. Lastly, we contribute further to the understanding of the mechanism of action of a known DNA resection inhibitor, RIF1. Furthermore, we identify a novel synthetic lethal interaction between RIF1 and MRE11 that could be advantageous in the development of novel cancer treatment with defect in either protein. In summary, we describe novel mechanisms of action for the negative regulation of DNA resection involving DYNLL1 and RIF1. Furthermore, these results put MRE11 at the heart of DNA resection regulation highlighting the importance of development of novel chemical candidates that target it.

Les viroïdes sont les pathogènes les plus simples connus à ce jour. Ils possèdent un génome d'ARN simple brin, circulaire, qui n'encode aucune protéine et qui n'est pas encapsidé. Malgré tout, ils sont capables d'infecter des plantes supérieures et de causer des symptômes suffisamment sévères pour amener d'importantes pertes économiques dans les domaines agro-alimentaire et horticole. Depuis quelques années, plusieurs études ont été réalisées pour mieux comprendre ces pathogènes obligatoires mais, jusqu'à maintenant, peu de données sont disponibles sur les petits ARN interférents (siARN) produits par les plantes à la suite d'une infection par un viroïde. Le but de ce travail est de recueillir le plus d'informations possible sur les siARN produits par le pêcher à la suite d'une infection par le viroïde de la mosaïque latente du pêcher (PLMVd). Les petits ARN non-codants de 18 à 26 nucléotides de plants de pêcher sains et infectés par PLMVd ont été clonés et séquencés.Les observations faites à partir de ces séquences montrent que seul le plant infecté produit des petits ARN homologues à PLMVd. Aussi, certaines régions du génome du viroïde semblent être plus enclines à produire des siARN. De plus, les deux polarités du génome de PLMVd semblent être susceptibles à l'interférence à l'ARN. Ensuite, certaines observations montrent que les molécules circulaires de PLMVd ainsi qu'un duplex d'ARN formé des deux polarités du génome de PLMVd sont des cibles potentielles de l'interférence à l'ARN. Enfin, à la suite de l'analyse des résultats, on peut supposer que les siARN homologues à PLMVd peuvent modifier l'expression de certains gènes végétaux. À la suite de ces observations et aux questions qu'elles ont soulevées, nous avons préparé une expérience de séquençage à haut débit des petits ARN d'un plant de pêcher sain et d'un plant infecté par PLMVd.Les résultats préliminaires montrent que le niveau d'expression de PLMVd et des petits ARN homologues à PLMVd varient selon les plants étudiés et selon le mois dans lequel les feuilles de pêcher ont été cueillies. L'ARN extrait des feuilles qui semblaient contenir la plus forte concentration de siARN a été utilisé pour les expériences suivantes.Les premiers tests pour la préparation des petits ARN pour le séquençage par la technologie Solexa d'Illumina montrent que le kit de préparation des petits ARN est efficace. En conclusion, ces résultats ouvrent la voie à un séquençage à haut débit des siARN de pécher, plus particulièrement ceux qui sont associés à l'infection par PLMVd. Ils permettent aussi d'énoncer certaines hypothèses qu'il sera intéressant de vérifier dans le futur.

Les mécanismes régissant le trafic et la localisation des ARN à l'intérieur du noyau sont encore mal compris. La protéine PHAX (Phosphorylated adaptator for RNA export) est un facteur nécessaire à l'export nucléaire des précurseurs des snARN, ainsi qu'à l'adressage des précurseur des snoRNA coiffés vers les corps de Cajal (Ohno et al., 2000 ; Boulon et al., 2004 ). De manière remarquable, la liaison de PHAX à ces ARN est strictement dépendante de leur taille, et celle-ci est perdue au-delà d'une certaine longueur d'ARN (Ohno et al., 2002). Cependant, in vitro, PHAX est capable de s'associer aux ARN, mais il le fait sans spécificité de séquence ni de taille. L'étude des mécanismes impliqués dans la distinction des petits ARN non-codants des grands ARN comme les ARN messagers, est malgré tout essentielle car elle dirige ces ARN vers des voies de maturation différentes. Lors de ma thèse j'ai mis en place un projet qui aborde deux questions : (i) déterminer comment le facteur PHAX sélectionne les petits ARN, (ii) caractériser l'ensemble des ARN liés à PHAX dans le but de découvrir de nouveaux petits ARN non-codants. J'ai observé que PHAX forme un complexe avec le CBC, comme attendu, et avec une protéine non caractérisée à l'époque, et que nous avons nommée PBP1 (PHAX binding protein 1). J'ai pu déterminer que ces quatre protéines, CBC20-CBC80-PHAX-PBP1 forment un complexe, que j'ai appelé complexe CBCAP. In vivo, ce complexe est bien associé avec les précurseurs de snARN et snoARN. De façon très intéressante, le complexe CBCAP est aussi associé à de nombreux ARNs messagers de petite taille (inferieurs à 1500pb). De manière intéressante, les ARN liés par le CBCAP sont également parmi les plus abondants dans la cellule. L'expression de ces ARN est de plus affectée suite à la déplétion des protéines PHAX ou PBP1, et, de manière surprenante, ces protéines ont souvent des effets opposés sur la stabilité de ces ARN. PHAX est préférentiellement requis pour la production des snRNA, tandis que PBP1 est plutôt nécessaire à la production des snoRNA coiffés et des ARN messagers. Le complexe CBCAP pourrait donc sélectionner les ARN selon leur taille et il distinguerait plusieurs types d'ARN (codants ou non-codants; exportés ou retenus), af in qu'ils soient orientés vers la voie de maturation adéquate. De manière remarquable, la production de PBP1 est elle-même contrôlée par des signaux de croissance cellulaire. Ainsi, PBP1 permettrait de réguler l'expression des ARN les plus abondants dans la cellule, et jouerait ainsi un rôle clef dans le contrôle de la croissance cellulaire. Au cours de ma thèse, j'ai aussi observé par analyse tilling array, la co-précipitation avec PBP1 et de PHAX avec des petits ARN non annotés. J'initie la caractérisation de ces nouveaux ARN. / RNA localisation determines the fate of RNA. However inherent transport mechanisms still remain unclear. The protein PHAX is required for snRNA and snoRNA maturation as it both exports precursors of snRNA to the cytoplasm via the recruitment of the CRM1 export machinery, and transports precursors of capped snoRNA to the cajal bodies. Interestingly, PHAX associates with and transports mainly small RNA through a mechanism that is not specific of the RNA sequence. To determine how PHAX recognises specifically small RNA, we characterised the PHAX native complex. We purified a complex that we called CBCAP, which contains the CBC (cap binding complex), the protein that we called PBP1 (PHAX binding protein 1) and the transporter PHAX. As expected, this complex is associated with precursors of snRNA and snoRNA. Interestingly, we also co-purified with CBCAP small coding RNA (under 1500bp). Furthermore, expression of these RNA is affected by PBP1 and PHA X depletion. Surprisingly, these two proteins have an opposite effect on RNA stability. PHAX is required for snRNA expression, whereas PBP1 seems to control capped snoRNA and small mRNA expression. The complex CBCAP might thus be involved in the distinction of RNA size and seems to discriminate coding from non-coding RNA in order to address them to the appropriate processing pathway.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2007-2008. / Chez C. elegans, les caractéristiques moléculaires des différentes voies des courts ARN divergent. Dans la voie du RNAi, une molécule d’ARN double-brin linéaire mène à la production de siARN, initiant la dégradation de l’ARNm. Quant aux microARN, le précurseur du microARN présente une structure « épingle à cheveux » et le microARN mature induit un blocage de la traduction de cet ARNm. Ces deux voies requièrent leurs protéines Argonautes spécifiques. Nous avons conçu une molécule d’ARNdb linéaire contenant à la fois une séquence d’un microARN et une séquence d’un siARN, et suggérons que la spécificité des Argonautes n’est pas déterminée par la molécule de départ. Nous tentons aussi de comprendre le rôle des Argonautes ALG-1 et ALG-2. Une immunoprécipitation et une analyse des facteurs protéiques et ribonucléiques associés ont été effectués. Cette expérience pourrait aussi s’avérer un outil simple permettant l’identification de nouvelles cibles potentielles des microARN. / The molecular characteristics of the RNAi and microRNA pathways are different. In the RNAi pathway, fully base-paired dsRNA molecules trigger the production of small interfering RNAs (siRNAs), which lead to the degradation of the complementary targeted mRNA. On the other hand, the stem-looped miRNA precursor is processed in mature miRNA, which then imperfectly interacts with the mRNA target, leading to the blocking of its translation. In the worm C. elegans, each of the RNAi and miRNA pathways needs its specific Argonautes proteins. RNAi requires RDE-1, while ALG-1 and ALG-2 act in the miRNA pathway. The restriction of siRNAs and miRNAs to specific Argonaute proteins might reflect the recognition of the trigger by specific factors targeting it to the correct Argonaute protein. To better understand the importance of the trigger in the selection of the adequate Argonaute and pathway, we designed a dsRNA trigger containing both miRNA and siRNA sequences. This chimeric molecule can rescue successfully the loss of function of the miRNA let-7, and can also initiate the gfp gene silencing by RNAi. We demonstrated that RDE-1 and the dsRNA-binding protein RDE-4 are essential for RNAi induced with our trigger, but are not involved in the let-7 function of the chimera molecule. On the other hand, we showed that ALG-2 is strictly required for the miRNA function, but not for the RNAi function. Interestingly, we also found that the let-7 miRNA processed from our molecule has a limited lifetime, while the RNAi response, initiated from the same dsRNA, is maintained for a longer period. We suggest that the specificity of the Argonautes and thus the choice of the small RNA pathway is not determined by the type of RNA trigger, but rather by their respective molecular response. Furthermore, we also tried to understand the roles of ALG-1 and ALG-2. An immunoprecipitation of these proteins and an analysis of the protein and RNA interactors were carried out.

Les microARN (miARN) sont de petits ARN endogènes de 21-23 nucléotides (nt) impliqués dans la répression traductionnelle d'ARN messagers (ARNm) spécifiques par la reconnaissance de sites de liaison (SL) dans la région 3' non-traduite (3'NT) chez la plupart des eucaryotes. Dans le cerveau de patients atteints de la maladie d'Alzheimer, l'expression de la protéine BACE est augmentée d'environ 3 fois, malgré des niveaux inchangés d'ARNm, suggérant la perte possible d'une régulation par les miARN. De fait, la région 3'NT de mBACEl régule l'expression du gène rapporteur Renilla luciférase (Rluc), auquel il est couplé, à la baisse par plus de 70 % dans les lignées cellulaires murines neuronale (N2a) et fibroblastique (NIH 3T3). Une analyse bioinformatique a révélé deux SL potentiels pour des miARN dans la région 3'NT de mBACEl, soit pour miR-298 et miR-328. Nous avons démontré que ces miARN lient de façon spécifique leur SL présumé par EMSA in vitro. Ces interactions sont déstabilisées par la perturbation de l'appariement de la région 5' du miARN. Le SL de miR-328 est capable de médier la répression de l'expression de Rluc in vivo, alors que la mutation des SL abolit cette répression, validant ainsi la fonctionnalité du SL. Finalement, une surexpression ou une neutralisation de miR-298 et miR-328 font varier les niveaux de mBACEl endogène à la baisse et à la hausse, respectivement. Nos résultats suggèrent l'implication de miR-298 et miR-328 dans la régulation de l'expression de BACE, et offrent une nouvelle perspective étiologique de la maladie d'Alzheimer.

Chez la majorité des eucaryotes, les petits ARN (miRNA et siRNA) jouent des rôles essentiels au cours du développement, dans les réponses adaptatives aux stress, et dans la maintenance de la stabilité génétique. Les plantes codent quatre enzymes RNaseIII de type DICER-LIKE (DCL). DCL1, produit les miRNAs, tandis que DCL2, DCL3 et DCL4 produisent des siRNAs des tailles diverses. Les plantes codent également des enzymes appelées RNASE-THREE-LIKE (RTL) auxquelles il manque certains domaines spécifiques aux DCLs, et dont la fonction est largement inconnue.Des plantes sur-exprimant RTL1 montrent des défauts morphologiques, et n'accumulent pas les siRNAs produits par DCL2, DCL3 ou DCL4, indiquant que RTL1 est un suppresseur général des voies de siRNA chez les plantes. L’activité de RTL1 nécessite un domaine RNaseIII fonctionnel. RTL1 ne s'exprime naturellement que faiblement dans les racines, mais l'infection virale induite fortement son expression dans les feuilles, ce qui suggère que l’induction de RTL1 est une stratégie générale utilisée par les virus pour contrer la défense antivirale basée sur siRNAs. En accord avec cette hypothèse, les plantes transgéniques sur-exprimant RTL1 sont plus sensibles à l'infection par le TYMV que des plantes de type sauvage, probablement parce que RTL1 empêche la production des siRNAs dirigés contre les RNA viraux. Cependant, les plantes transgéniques sur-exprimant RTL1 ne sont pas plus sensibles à l'infection par le TCV, TVCV ou le CMV, qui codent les suppresseurs de RNA silencing (VSR) plus puissants que le TYMV. En effet, le VSR de TCV inhibe l'activité de RTL1, suggérant que l'induction de l’expression de RTL1 par les virus et l’amortissement de l’activité de RTL1 par leurs VSRs est une double stratégie permettant d’établir une infection avec succès. Des plantes sur-exprimant RTL2 ou des mutants rtl2 ne montrent aucun défaut morphologique, et ne montrent pas de changement majeur du répertoire des petits ARNs endogènes. Toutefois, la sur-expression de RTL2 augmente l’accumulation des petits ARNs exogènes dans des essais d’expression transitoire, et cette activité nécessite un domaine RNaseIII fonctionnel. Il est donc possible que RTL2 clive certains substrats pour faciliter l’action des enzymes DCL. / Small RNAs, including miRNA and siRNA, play essential regulatory roles in genome stability, development and stress responses in most eukaryotes. Plants encode four DICER-LIKE (DCL) RNaseIII enzymes. DCL1 produces miRNAs, while DCL2, DCL3 and DCL4 produce diverse size classes of siRNA. Plants also encode RNASE THREE-LIKE (RTL) enzymes that lack DCL-specific domains and whose function is largely unknown. Arabidopsis plants over-expressing RTL1 exhibit morphological defects and lack all types of small RNAs produced by DCL2, DCL3 and DCL4, indicating that RTL1 is a general suppressor of plant siRNA pathways. RTL1 activity requires a functional RNaseIII domain. RTL1 is naturally expressed only weakly in roots, but virus infection strongly induces its expression in leaves, suggesting that RTL1 induction is a general strategy used by viruses to counteract the siRNA-based plant antiviral defense. Accordingly, transgenic plants over-expressing RTL1 are more sensitive to TYMV infection than wild-type plants, likely because RTL1 prevents the production of antiviral siRNAs. However, TCV, TVCV and CMV, which encode stronger suppressors of RNA silencing (VSR) than TYMV, are insensitive to RTL1 over-expression. Indeed, TCV VSR inhibits RTL1 activity, suggesting that inducing RTL1 expression and dampening RTL1 activity is a dual strategy used by viruses to establish a successful infection. Plants over-expressing RTL2 and rtl2 mutants do not exhibit morphological defects and do not show major changes in the endogenous small RNA repertoire. However, RTL2 over-expression enhances the accumulation of exogenous siRNAs in transient assays, and this activity requires a functional RNaseIII domain. Therefore, it is possible that plant RTL2 processes certain substrates to facilitate the action of DCL enzymes.

Dans la première partie j'ai analysé des jeux de données de RNA-seq de transcriptome de petits ARNs disponibles dans les bases de données publiques. J'y ai observé 2 points intrigants : - une grande partie des lectures (bien que courtes) ne peux pas être alignée sur le génome de référence sans discordance et cette fraction non-alignable est parfois majoritaire. - de nombreuses lectures ont des tailles autours de 15-18nt qui ne correspondent à aucun type de petits ARNs connues, cette fraction est également majoritaires dans certains cas. Ces expériences sont souvent conçues pour la détection des miRNAs et l'analyse bioinformatique de ces données passent toujours par un alignement sur le génome de référence ou sur des séquences connues pour donner des petits ARNs. J'ai donc simplement éliminé la contrainte d'alignement dans l'analyse de ces données et effectué un regroupement des lectures par similarité (à la manière des ESTs). Ce regroupement donne une vision différente des données dans laquelle la notion de position génomique n'est plus centrale et ouvre la possibilité d'y découvrir des phénomènes non-standard. La deuxième partie est tirée d'une collaboration avec le laboratoire U675 INSERM. J'ai fait l'analyse bioinformatique des gènes dérégulés par la répression par RNAi du gène REST dans une lignée de neuroblastome de souris (N18). Ce gène est un facteur de transcription qui réprime les gènes neuronaux dans les cellules non neuronales. Ce répertoire de gènes dérégulés est potentiellement constitué de gènes clefs dans la biologie des neurones. / In first part of this thesis I have analysed small RNA-seq transcriptome data. I have noticed : - a large fraction of reads can't be aligned perfectly on reference genome - lot of reads are very short (15-18 nt) and don't match on previously known functionnal small RNAs. These experiments are designed for miRNA discovery and bioinformatics analysis of these data use alignments on genome or on known small RNA precursors sequences. I have eliminated the alignment and I have clustered these sequences. This clustering let me to observe these data with a new view in wich the genomic location is not central and open the gate to discover unconventional events. The second part is the analysis of deregulate genes by the silencing of the gene REST/NRSF in mouse N18 cell line. This gene is a transcription factor and it works as a repressor of neuronal genes in non neuronal cells. This deregulate genes repertoire potentially contains key genes in neuron biology. We found in this repertoire a network of genes centered on SWI/SNF complex including SMARCA2. This gene was associated to schizophrenia (SZ) in association studies and structural variation studies. In this network we found another genes associated to SZ. We show that these genes exhibit positive evolution in primate compare to rodents.

Les éléments transposables (ET) ont un impact majeur sur le fonctionnement etla dynamique des génomes, à l’échelle de l’individu et de l’espèce. Le cilié Parameciumest un modèle original pour l’étude des ET. Chaque individu unicellulaire a un génomegerminal qui subit, lors des processus sexuels, des réarrangements massifs, comprenantl’élimination des ET et de leurs vestiges à copie unique, pour former un génome somatiqueoptimisé pour l’expression des gènes. La programmation épigénétique de cesréarrangements implique des petits ARN dans un processus complexe de soustractiongénomique.Au cours de ma thèse, j’ai effectué des analyses bioinformatiques et biostatistiques dedonnées hétérogènes à l’échelle du génome pour : (i) Identifier et analyser des propriétésintrinsèques, de dizaines de milliers de vestiges d’ET à copie unique, appelés "InternalEliminated Sequences" (IES). (ii) Comprendre le rôle de déterminants génétiques et dedifférents facteurs épigénétiques dans le ciblage et l’élimination des IES.L’ensemble de ces analyses met en lumière la co-Évolution des ET et des mécan-Ismes de défense de l’hôte. / Transposable elements (TE) have major impact on the function and dynamicsof genomes, both at the level of the individual and of the species. The ciliate Parameciumprovides an original model for studies of TE. Each individual unicell has a germlinegenome that undergoes massive rearrangements at each sexual generation including thephysical elimination of TE and their single copy remnants, yielding a somatic genomestreamlined for gene expression. The epigenetic programming of the rearrangementsinvolves small RNAs in a complex process of genomic subtraction.During my thesis, I carried out bioinformatic and biostatistical analyses of heteroge-Neous, genome-Scale datasets in order to : (i) Identifiy and study the intrinsic propertiesof tens of thousands of TE remnants know as "Internal Eliminated Sequences" (IES).(ii) Explore the roles of genetic determinants and epigenetic factors in the targeting andelimination of the IESs.Taken together, the studies illustrate the co-Evolution of TE and host defense mecha-Nisms.

Chez les métazoaires, la mobilisation des éléments transposables est régulée par de petits ARN non codants appelés piARN pour "PIWI interacting RNA". Cette répression est très étudiée dans la lignée germinale adulte où elle est particulièrement efficace. Néanmoins, la mobilisation de ces éléments doit être régulée tout au long du développement de la lignée germinale, qui transmet l’information génétique à travers les générations. Durant ma thèse, j’ai utilisé le modèle D. melanogaster pour étudier la répression des éléments transposables au cours du développement de la lignée germinale femelle. J’ai ainsi pu montrer qu’une répression fonctionnelle par les piARN existe dès la fin de l’embryogenèse et que les gènes liés à la régulation chez l'adulte sont également nécessaires pour la répression au cours du développement. L’analyse de données de séquençage haut débit m’a permis de mettre en évidence la production de novo de piARN fonctionnels dans les gonades en formation. De plus, comme dans les ovaires adultes, j'ai pu remarquer une répression incomplète, ressemblant à la variégation, à tous les stades du développement. Des expériences de lignage cellulaire suggèrent fortement qu'une mémoire épigénétique précoce est initiée dans les cellules germinales embryonnaires et maintenue jusqu'au stade adulte. L'implication de l'Heterochromatin Protein 1a (HP1a) dans la production des piARN télomériques montrée par séquençage des piARN pourrait expliquer ce phénomène . Les données présentées ici montrent que piARN et leurs partenaires protéiques sont les composants d'un système de répression épigénétique continu tout au long de la vie des cellules germinales. / In metazoan germ cells, transposable element activity is repressed by small noncoding PIWI-associated RNAs (piRNAs). Numerous investigations in Drosophila have enlightened the mechanism of this repression in the adult germline. However, very little is known about piRNA-mediated repression during germline development. Nevertheless, to maintain the integrity of the genome, repression should occur throughout the lifespan of germ cells. During my PhD, I show that piRNA-mediated repression is active in the female germline, from late embryonic to pupal primordial germ cells, and that genes related to the adult piRNA pathway are required for repression during development. rhino-dependent piRNAs, exhibiting the molecular signature of the piRNA pathway "ping-pong" amplification step, are detected in larval gonads, arguing for de novo biogenesis of functional piRNAs during development. I also show that production of telomeric piRNAs depends on Heterochromatin Protein 1a (HP1a). Furthermore, as in adult ovaries, I observe an incomplete, bimodal and stochastic repression resembling variegation at all developmental stages. Clonal analyzes of this incomplete silencing strongly suggest that a cellular memory of an early repression decision is initiated in embryonic germ cells and further maintained until the adult stage. Taken together, the data presented here show that piRNAs and their associated proteins are epigenetic components of a continuous repression system throughout germ cell development.

Parmi les petits ARN non codants, les fragments dérivant d’ARNt (tRF) ont été identifiés dans tous les embranchements de la vie. Cependant, très peu de donnée existe sur les tRF de plantes. Les populations de tRF issues de plusieurs banques de petits ARN (différents tissus, plantes soumises à des stress abiotiques, ou fractions immunoprécipitées avec la protéine ARGONAUTE1) ont été analysées. Les populations sont essentiellement constituées de tRF-5D ou des tRF-3T (clivage dans la boucle D ou T respectivement) et elles varient d’une banque à l’autre. Par une approche in silico suivie de tests de clivage in vitro, des RNases T2 d’A. thaliana (RNS) ont été identifiées comme étant capables de cliver les ARNt dans la région de l’anticodon, de la boucle D et de la boucle T. Lors de l’étude de l’expression des RNS, nous avons observé que deux d’entre elles sont fortement exprimées à un stade de maturation tardif des siliques. Ainsi, la population en tRF issue de stades de développement avancés des siliques a été analysée. Des expériences de carences en phosphate nous ont permis de démontrer l’implication d’une des RNS dans la genèse de tRF dans A. thaliana. Au final, nos données ouvrent de nouvelles perspectives quant à l’implication des RNS et des tRF comme des acteurs majeurs dans l’expression des gènes chez les plantes. / Among the small ncRNAs, tRNA-derived RNA fragments (tRFs) were identified in all domains of life. However, only few data report on plants tRFs. Short tRF were retrieved from A. thaliana small RNA libraries (various tissues, plants submitted to abiotic stress or argonaute immunoprecipitated fractions). Mainly tRF-5D or tRF-3T (cleavage in the D or T region respectively) were found, and fluctuations in the tRF population were observed.Using in vitro approaches, A. thaliana RNase T2 endoribonucleases (RNS) were shown to cleave tRNAs in the anticodon region but also in the D or T region. Through a whole study of RNS expression, we show that two RNS are also strongly expressed in the siliques at a late stage of development. Thus, we analyzed the tRF population of this particular developmental stage. Upon phosphate starvation, we demonstrate also the implication of one RNS in the production of tRFs in planta. Altogether, our data open new perspectives for RNS and tRFs as major actors of gene expression inplants.