Le complexe cohésine maintient associées les chromatides sœurs depuis la réplication jusqu’à leur ségrégation en mitose. Une question majeure est de comprendre comment la cohésion est établie lors de la phase S. Chez les mammifères et S. pombe, les cohésines sont associées de manière labile aux chromosomes pré-réplicatifs et l’établissement de la cohésion en phase S s’accompagne de la stabilisation de l’association des cohésines aux chromosomes. L’objectif de ce travail est de comprendre comment la dynamique des cohésines est régulée et comment son inhibition créée la cohésion.En G1 les cohésines associées aux chromosomes s’échangent avec le pool soluble et leur dissociation dépend de Pds5 et Wapl. La première partie de ce travail présente les résultats d’un crible génétique visant à identifier de nouveaux régulateurs de la dynamique des cohésines.L’établissement de la cohésion nécessite l’acétyltransférase Eso1 mais pas en contexte Δwpl1, indiquant que la seule mais essentielle fonction d’Eso1 est de s’opposer à celle de Wapl. L’acétylation de Smc3 par Eso1 contribue mais n’est pas suffisante pour contrecarrer Wapl, suggérant l’existence d’un autre événement dépendant d’Eso1. En G1, Pds5 agit avec Wapl pour dissocier les cohésines des chromosomes mais après la phase S, Pds5 est requise pour leur maintien sur les chromosomes et pour la cohésion à long terme. Pds5 co-localise avec la fraction stable de cohésines mais pas Wapl. Nous suggérons un modèle dans lequel la cohésion est créée par deux événements d’acétylation couplés à la progression de la fourche de réplication conduisant à l’éviction de Wapl des cohésines destinées à produire la cohésion. / Following DNA replication, sister chromatids are connected by cohesin to ensure their correct segregation during mitosis. How cohesion is created is still enigmatic. The cohesin subunit Smc3 becomes acetylated by ECO1, a conserved acetyl-transferase, and this change is required for cohesion. As in mammals, fission yeast cohesin is not stably bound to G1 chromosomes but a fraction becomes stable when cohesion is made. The aim of this work was to understand how cohesin dynamics is regulated and how the change in cohesin dynamics creates cohesion.In G1 chromatin bound cohesin exchange with the soluble pool and the unloading reaction relies in part on Wapl. The first part of this study reports on the identification of G1/S factors as new candidate regulators of cohesin dynamics.Following S phase a stable cohesin fraction is made. The acetyl-transferase Eso1 is not required for this reaction when the wpl1 gene is deleted. Yet, it is in wild-type cells, showing that the sole but essential Eso1 function is counteracting Wapl. Eso1 acetylates the cohesin sub-unit Smc3. This renders cohesin less sensitive to Wapl but does not confer the stable binding mode, suggesting the existence of a second Eso1-dependent event. The cohesin sub-unit Pds5 act together with Wapl to promote cohesin removal from G1 chromosomes but after S phase Pds5 is essential for cohesin retention on chromosomes and long term cohesion. Pds5 co-localizes with the stable cohesin fraction whereas Wapl does not. We suggest a model in which cohesion establishment is made by two acetylation events coupled to fork progression leading to Wapl eviction while keeping Pds5 on cohesin complexes intended to make cohesion.

Las especies reactivas del oxígeno (ROS), superóxido (O2o-), peróxido de hidrógeno (H2O2), y radical hidroxilo (OHo), se generan a partir de la reducción parcial del oxígeno molecular durante procesos metabólicos como la respiración o tras la exposición a ciertos agentes ambientales como las radiaciones UV. Estas ROS pueden reaccionar con biomoléculas como lípidos, proteínas y DNA e inactivar su función, por lo que las células han desarrollado actividades enzimáticas que se encargan de mantener niveles no-tóxicos de estos oxidantes. Se llama estrés oxidativo a la situación en la cual se produce un incremento en la concentración intracelular de ROS como consecuencia de un aumento en la generación o una disminución en la degradación de las mismas. En respuesta a estrés oxidativo, la célula activa rutas de señalización y factores de transcripción específicos que activan la expresión de proteínas antioxidantes encargadas de reestablecer los niveles redox intracelulares y de reparar los desperfectos causados por estos oxidantes. La levadura Schizosaccharomyces pombe es un organismo modelo ideal para el estudio de las respuestas a estrés oxidativo en las células eucariotas ya que posee sensores específicos a estrés oxidativo como el factor de transcripción Pap1 (pombe AP-1-like) y rutas de respuesta global a estrés, como las descritas en las células de mamífero, que son activadas por diferentes tipos de estrés. En el centro de esta ruta de respuesta global a estrés se encuentra la MAPK (Mitogen-activated protein kinase) Sty1. El factor de transcripción Pap1, de localización citoplasmática basal, se acumula en el núcleo en respuesta a estrés oxidativo. Este cambio de localización subcelular es debido a la inhibición del exporte nuclear dependiente de Crm1, aunque se desconocía el mecanismo molecular utilizado por este factor de transcripción para sensar y responder a oxidantes como H2O2 y dietilmaleto (DEM). Los resultados obtenidos indican que H2O2 oxida de forma reversible dos residuos de cisteína de Pap1 induciendo, seguramente, la formación de un puente disulfuro intramolecular, mientras que, DEM actúa como un agente alquilante que modifica de forma irreversible los residuos de cisteína del dominio C-terminal de Pap1. El gen que codifica para el factor de transcripción Pap1 fue aislado inicialmente como un gen que, en elevado número de copias, confería a las células un fenotipo de resistencia a ciertas drogas como estaurosporina. Esto es debido a que, tras acumularse en el núcleo en respuesta a estrés oxidativo, Pap1 activa la transcripción de genes implicados tanto en la respuesta antioxidante como en la resistencia a multidrogas. Todos aquellos genes que, al igual que pap1 fueron identificados por su implicación en la resistencia a multidrogas, codifican para proteínas que regulan la actividad del factor de transcripción Pap1. hba1 fue el único gen relacionado con resistencia a multidrogas, cuyo producto génico, una proteína con un dominio de unión a Ran (Ran-binding domain), Hba1, no había sido relacionado con la actividad de Pap1. Uno de los objetivos de mi trabajo experimental era el de determinar si Hba1 tenía un papel en la regulación de la actividad de Pap1. Nuestros resultados indican que la proteína Hba1, localizada en el nucleoplasma de la célula, participa en el exporte nuclear mediado por Crm1 de ciertas proteínas como el factor de transcripción Pap1 y la MAPK Sty1, aunque no de otras como la proteína PKI. Por ello, la pérdida de función de Hba1, por sobreexpresión o deleción del gen hba1, induce la localización nuclear constitutiva de Pap1 y Sty1 en ausencia de estrés. Esta localización nuclear de Pap1 es suficiente para la activación transcripcional de sus genes diana. Por lo tanto, el fenotipo de resistencia aumentada a multidrogas de las cepas en las que se ha perdido la actividad de la proteína Hba1, es debido a la acumulación de Pap1 en el núcleo en condiciones de no-estrés.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2004. / Härtill 4 uppsatser.

L'interférence à l'ARN (RNAi) est un mécanisme cellulaire connu pour inhiber l'expression de gènes avec une grande spécificité de séquence. Chez la levure Schizosaccharomyces pombe, ce processus induit des modifications de structure de la chromatine et implique une interaction entre un ARN naissant et un petit ARN associé au complexe du RNAi, RITS (RNA-induced Initiation of Transcriptional gene Silencing). RITS cible les régions répétées et non codantes et joue un rôle essentiel dans l'intégrité de l'hétérochromatine de ces sites génomiques. Une étude a mis en évidence la présence de la sous-unité Argonaute 1 du complexe RITS, ainsi qu'une marque de l'hétérochromatine, la méthylation de la lysine 9 de l'histone H3 (H3K9me), au niveau de la chromatine de deux gènes méiotiques, mei4 et ssm4. Ceci suggérait une nouvelle fonction du RNAi dans la différenciation sexuelle. Au cours de ma thèse, j'ai montré que la protéine de liaison à l'ARN Mmi1 (Meiotic mRNA interception protein 1), permet à RITS de s'associer spécifiquement à la chromatine et à l'ARN messager de ces gènes méiotiques. La protéine Mmi1 orchestre une répression post-transcriptionnelle de gènes méiotiques spécifiques, une activité de « silencing » essentielle au contrôle de la différenciation sexuelle. Nous avons mené une analyse de l'ensemble du transcriptome dans une souche déficiente pour Mmi1, ce qui nous a conduits à l'identification de nouveaux ARNm méiotiques ciblés directement par Mmi1 et le RNAi. Curieusement, la chromatine des gènes méiotiques correspondants ne présente pas systématiquement la marque épigénétique répressive H3K9me, ce qui suggère que le RNAi pourrait réprimer certains gènes codants seulement au niveau post-transcriptionnel. En parallèle, en combinant des techniques de génétique, de biologie moléculaire et de physiologie cellulaire, nous mettons en évidence un probable rôle direct du RNAi dans l'inhibition de la différenciation sexuelle. Nous proposons que le RNAi pourrait coopérer avec Mmi1 pour bloquer de manière efficace une partie du programme transcriptionnel méiotique durant le cycle végétatif. Cette régulation serait essentielle pour l'activation appropriée de ce programme au cours de la progression de la différenciation sexuelle. / RNA interference (RNAi) is a cellular process known for inhibiting gene expression in a sequence-specific manner. In the fission yeast Schizosaccharomyces pombe, this process induces modifications in chromatin structure and is assumed to involve an interaction between nascent transcripts and a small RNA contained in the RNAi complex, RITS (RNA-induced Initiation of Transcriptional gene Silencing). RITS targets repeated and non-coding regions, and is essential for heterochromatin integrity at these genomic sites. In one study, RITS complex subunit Argonaute 1, and a heterochromatin mark, methylation of histone H3 on lysine 9 (H3K9me), were detected on chromatin of two meiotic genes, mei4 and ssm4. This finding suggested a possible new function for RNAi in sexual differentiation. During my PhD studies, I found that a RNA-binding protein, Mmi1 (Meiotic mRNA interception protein 1), enables RITS to specifically associate with the chromatin and messenger RNAs of these meiotic genes. Mmi1 protein triggers a post-transcriptional repression of specific meiotic genes, a silencing activity essential for the control of sexual differentiation. We conducted a genome wide transcriptomic analysis from a mmi1Δ strain, and uncovered additional meiotic mRNAs that are directly targeted by both Mmi1 and RNAi. Intriguingly, chromatin of the corresponding meiotic genes does not necessarily display the repressive epigenetic mark H3K9me, suggesting that RNAi might silence some protein-coding genes only at a post-transcriptional level. In parallel, combining genetic, molecular biology and physiological techniques, we highlighted a potentially direct role for RNAi in the inhibition of sexual differentiation. We propose that RNAi cooperates with Mmi1 to efficiently block expression of the early meiotic transcriptional programme during vegetative growth. This regulation might be essential for the proper timing of activation of this programme during sexual differentiation progression.

Mes travaux de recherche portent sur le contrôle du cycle cellulaire chez la levure de fission,  Schizosaccharomyces pombe. Chez S. pombe, cette régulation est assurée principalement par une protéine kinase cycline-dépendante (CDK), nommée Cdc2. Au cours du cycle cellulaire, cette enzyme s’associe avec différentes cyclines (Cig1, Cig2, Puc1 et Cdc13), formant ainsi une variété de complexes CDK-cycline qui confèrent des activités spécifiques à chaque phase du cycle. Cependant, il a été montré que ce réseau complexe peut être simplifié et remplacé par un système minimal, qui consiste en la fusion des deux gènes cdc2 et cdc13, indépendant d’un grand nombre de régulations endogènes. Cette découverte a ainsi permis d'établir un nouveau modèle pour le contrôle du cycle cellulaire eucaryote. Dans ce travail nous avons d’une part, voulu comprendre pourquoi la régulation du cycle cellulaire s’est complexifiée au cours de l’évolution, étant donné qu’une grande partie du circuit endogène semble dispensable. Dans ce but, j’ai investigué les limites du système minimal, quand les cellules sont exposées à différents stress. De manière surprenante, nous avons découvert que la simplification du réseau des CDKs confère aux cellules une résistance au stress réplicative. Nous avons montré que ce phénotype était indépendant de la régulation de l’inhibiteur Rum1 et des points de contrôles. Il résulte plutôt du fait que le cycle cellulaire soit régulé uniquement par Cdc13. Nous avons trouvé que le programme de réplication était inchangé dans les minimale qui présentaient moins de dommage à l’ADN comparé aux cellules sauvages. Nos data suggèrent que l’activité des CDKs associée au cyclines de phase G1/S, représente un moyen alternatif de moduler la réponse au stress. D’autre part, en utilisant le même système dans lequel l’activité des CDKs peut être finement modulée par l’inhibiteur. Nous avons démontré que la transcription périodique des gènes dépendait d’une régulation quantitative par les CDKs. Par conséquence nous proposons le model, l’opposé de ce qui a été suggéré chez la S. cerevisiea. Dans notre model, la progression du cycle cellulaire ainsi que la transcription périodique des gènes sont toutes les deux sous le contrôle de l’activité des CDKs. / The cyclin-dependent protein kinases (CDKs) are at the core of cell cycle control. In fission yeast, cell proliferation is regulated by CDK1/Cdc2 in association with the four cyclins Cdc13, Cig1, Cig2 and Puc1 at different stages of the cell cycle. However, this complex endogenous system can be replaced by a minimal module consisting of a fusion between Cdc2 and Cdc13 in the absence of G1/S cyclins. Surprisingly, this minimal CDK network drives the entire cell cycle in a wild type manner. Since a number of aspects of cell cycle control in fission yeast appear to be dispensable, we asked why similarly simplified circuits were not selected over the complex endogenous network during evolution. This led us to investigate the limits of such minimal systems, in particular when challenged by different stresses. Unexpectedly, we uncovered that simplification of the CDK network confers resistance to replication stress. We showed that this phenotype is independent from the CDK inhibitor Rum1 and the existing checkpoint pathways. It solely relies on operating the entire cell cycle with a single cyclin, Cdc13, and is associated with reduced genome instability when replication is challenged. However, it is not the consequence of changes in replication organisation along the chromosomes. Our data suggest that G1/S cyclin-associated Cdc2 activity may represent an alternative as yet unknown means of modulating cellular response to DNA stress. We also took advantage of a derivative of the minimal cell cycle network, in which Cdc2 is made sensitive to specific chemical inhibition. As a result, CDK activity can be externally modulated and cell cycle phases can be precisely controlled. Using this system, we re-visited the interplay between CDK and periodic transcription, a highly conserved process that is critical for proper cell proliferation. In contrast with previous studies in budding yeast, we demonstrate that periodic transcription in fission yeast is not independent from cell cycle progression. On the contrary, our work reveals that cell cycle transcriptional oscillations rely on quantitative changes in CDK activity levels. We therefore propose a new model, in which cell cycle progression and periodic transcription are intimately coupled through their common dependency on a unique input, namely CDK activity levels.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der genetischen Optimierung der Spalthefe S. pombe für die biotechnologische Produktion von Fremdproteinen. Hierbei werden vor allem zwei Aspekte näher untersucht, zum einen die Stabilität des zu produzierenden Proteins und zum anderen die Bildung von Disulfidbrücken. Von anderen Organismen ist bekannt, dass die N-terminale AS im Verbund mit einem Lysinrest ein Protein destabilisieren kann. Das Modellprotein vVEGF besitzt an Position 2 einen Lysinrest (K2) und damit ein Hauptmerkmal eines derartigen Destabilisierungselementes. Falls das Protein dem Ubiquitin-vermittelten Abbau unterliegt, ist es wahrscheinlich, dass K2 eine essenzielle Rolle für die Stabilität dieses Proteins spielt. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass K2 in S. cerevisiae destabilisierend wirkt, während es in S. pombe keinen destabilisierenden Effekt hat. Dieses Ergebnis spricht dafür, dass es Unterschiede im Ubiquitin-vermittelten Abbau von Proteinen in diesen beiden Hefen gibt. Der Schwerpunkt dieser Arbeit lag auf der Analyse und Optimierung der Bildung von Disulfidbrücken in S. pombe. Disulfidbrücken stellen eines der wichtigsten Elemente der korrekten Proteinfaltung dar und werden in Eukaryonten vorwiegend im oxidierenden Milieu des ER in das naszierende Protein eingeführt. Aus diesem Grunde wurden Proteindisulfid-isomerasen (PDIs) und ER-oxidoreduktin (Ero)-ähnliche Proteine, die die Schlüssel-komponenten der Bildung von Disulfidbrücken in Eukaryonten darstellen, näher untersucht. In S. pombe finden sich insgesamt drei PDI-Homologe (SpPdi1p, SpPdi2p und SpPdi3p) sowie zwei Ero-Homologe (SpEro1a p und SpEro1b p). Mit Ausnahme des nicht glycosylierten SpPdi2p, sind alle Proteine Membran-assoziierte glycosylierte Komponenten des ER. SpPdi2p und SpPdi3p sowie SpEro1a p und SpEro1b p liegen in vivo teilweise in oxidiertem Zustand vor. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass SpEro1b p, nicht jedoch SpEro1a p in der Lage ist, die temperatursensitive S. cerevisiae ero1-1-Mutante funktionell zu komplementieren. Interessanterweise ergab die Untersuchung konservierter Cysteine mittels gerichteter Mutagenese einerseits Unterschiede zwischen SpEro1a p und SpEro1b p sowie andererseits zwischen den S. pombe Ero-Proteinen und den Ero-Proteinen anderer Spezies. Im Gegensatz zu Ero1b p wird Ero1a p durch reduzierenden Stress und Hitzestress induziert. Dies deutet darauf hin, dass SpEro1b p für die Bildung von Disulfidbrücken unter normalen Wachstumsbedingungen nötig ist, während SpEro1a p vornehmlich bei der Adaption der Zellen an Stressbedingungen erforderlich ist. Abschließend konnte gezeigt werden, dass die gesteigerte Expression von SpEro1a p und SpEro1b p zu einer deutlich erhöhten Ausbeute des disulfidhaltigen heterologen Proteins Orf19p-HA führt. Dieser Befund impliziert, dass in S. pombe die Oxidation der Disulfidbrücken für die Faltung von Proteinen vermutlich limitierend ist.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der genetischen Optimierung der Spalthefe S. pombe für die biotechnologische Produktion von Fremdproteinen. Hierbei werden vor allem zwei Aspekte näher untersucht, zum einen die Stabilität des zu produzierenden Proteins und zum anderen die Bildung von Disulfidbrücken. Von anderen Organismen ist bekannt, dass die N-terminale AS im Verbund mit einem Lysinrest ein Protein destabilisieren kann. Das Modellprotein vVEGF besitzt an Position 2 einen Lysinrest (K2) und damit ein Hauptmerkmal eines derartigen Destabilisierungselementes. Falls das Protein dem Ubiquitin-vermittelten Abbau unterliegt, ist es wahrscheinlich, dass K2 eine essenzielle Rolle für die Stabilität dieses Proteins spielt. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass K2 in S. cerevisiae destabilisierend wirkt, während es in S. pombe keinen destabilisierenden Effekt hat. Dieses Ergebnis spricht dafür, dass es Unterschiede im Ubiquitin-vermittelten Abbau von Proteinen in diesen beiden Hefen gibt. Der Schwerpunkt dieser Arbeit lag auf der Analyse und Optimierung der Bildung von Disulfidbrücken in S. pombe. Disulfidbrücken stellen eines der wichtigsten Elemente der korrekten Proteinfaltung dar und werden in Eukaryonten vorwiegend im oxidierenden Milieu des ER in das naszierende Protein eingeführt. Aus diesem Grunde wurden Proteindisulfid-isomerasen (PDIs) und ER-oxidoreduktin (Ero)-ähnliche Proteine, die die Schlüssel-komponenten der Bildung von Disulfidbrücken in Eukaryonten darstellen, näher untersucht. In S. pombe finden sich insgesamt drei PDI-Homologe (SpPdi1p, SpPdi2p und SpPdi3p) sowie zwei Ero-Homologe (SpEro1a p und SpEro1b p). Mit Ausnahme des nicht glycosylierten SpPdi2p, sind alle Proteine Membran-assoziierte glycosylierte Komponenten des ER. SpPdi2p und SpPdi3p sowie SpEro1a p und SpEro1b p liegen in vivo teilweise in oxidiertem Zustand vor. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass SpEro1b p, nicht jedoch SpEro1a p in der Lage ist, die temperatursensitive S. cerevisiae ero1-1-Mutante funktionell zu komplementieren. Interessanterweise ergab die Untersuchung konservierter Cysteine mittels gerichteter Mutagenese einerseits Unterschiede zwischen SpEro1a p und SpEro1b p sowie andererseits zwischen den S. pombe Ero-Proteinen und den Ero-Proteinen anderer Spezies. Im Gegensatz zu Ero1b p wird Ero1a p durch reduzierenden Stress und Hitzestress induziert. Dies deutet darauf hin, dass SpEro1b p für die Bildung von Disulfidbrücken unter normalen Wachstumsbedingungen nötig ist, während SpEro1a p vornehmlich bei der Adaption der Zellen an Stressbedingungen erforderlich ist. Abschließend konnte gezeigt werden, dass die gesteigerte Expression von SpEro1a p und SpEro1b p zu einer deutlich erhöhten Ausbeute des disulfidhaltigen heterologen Proteins Orf19p-HA führt. Dieser Befund impliziert, dass in S. pombe die Oxidation der Disulfidbrücken für die Faltung von Proteinen vermutlich limitierend ist.

L’étude qui vous est présentée dans ce mémoire est réalisée chez l’organisme Schizosaccharomyces pombe et elle porte sur la caractérisation de la protéine Nab2, une protéine liant les queues poly(A) ainsi que sur son implication dans la régulation génique. Tout d’abord, il faut savoir qu’il existe quatre modes de régulation (transcriptionnel, post-transcriptionnel, traductionnel et post-traductionnel) dans lesquels interviennent différents types de protéines, en particulier des protéines liant les queues poly(A) des ARN, aussi connues sous le nom de PABPs. Ces protéines reconnaissent l’ARN à l’aide de différents domaines de liaison et elles se subdivisent en deux catégories : les PABPs nucléaires ou cytoplasmiques, représentées respectivement par PABPN1 et PABPC1 chez les mammifères. Comprendre la fonction des PABPs revêt un intérêt particulier puisqu’elles sont impliquées à différents stades de la régulation génique. Des maladies ont aussi été associées à deux PABPs nucléaires humaines, PABPN1 et ZC3H14, mais aucune association entre leur fonction réciproque et la maladie n’a pu être établie. Une des façons de comprendre leur rôle est d’étudier celui de leurs orthologues respectifs. Chez la levure à fission, un orthologue de PABPN1 a été caractérisé et il s’agit de Pab2. S. pombe possède cependant une seconde PABP nucléaire, Nab2, qui est caractérisée dans ces travaux. Des méthodes in vivo et in vitro ont été utilisées afin de confirmer le statut de la protéine, à savoir qu’il s’agit bel et bien d’une PABP nucléaire et que celle-ci est non essentielle. L’identification de partenaires protéiques de Nab2 par spectrométrie de masse a aussi permis de relier Nab2 avec des processus de régulation génique tels que l’épissage et la dégradation. Puisque Pab2 est aussi associée à des fonctions en lien avec la dégradation, il est possible de faire un parallèle entre ces deux protéines et de supposer qu’elles interagissent ensemble. La deuxième partie de ces travaux porte donc sur l’étude de la relation fonctionnelle entre Nab2 et Pab2 et elle a permis de montrer un mécanisme de régulation opportuniste basé sur la liaison de la cible ARN par l’une ou l’autre de ces PABPs. En effet, l’étude de la régulation du gène modèle RPL30-2 indique que Nab2 et Pab2 ont des rôles opposés puisqu’ils sont respectivement des régulateurs positifs et négatifs de l’expression de son transcrit.

Les travaux décrits dans ce mémoire visent à élucider le rôle de la protéine Pab2 dans la régulation des gènes méiotiques. La méiose est un phénomène conservé à travers l'évolution chez les organismes eucaryotes. Chez les eucaryotes unicellulaires comme la levure, la méiose accomplie [i.e. accomplit] autant un rôle de reproduction sexuelle qu'un rôle de protection de l'organisme. Chez la levure à fission Schizosaccharomyces pombe , le processus de méiose résultant de la reproduction de deux individus génère des spores, des structures résistantes aux conditions environnementales détrimentales. Lorsque la cellule enclenche la méiose, plusieurs centaines de gènes sont temporellement induits pour exprimer des gènes spécifiques aux processus méiotiques. Afin de s'assurer que des gènes méiotiques ne soient pas exprimés pendant la mitose au détriment de la cellule, des mécanismes de surveillance doivent rigoureusement surveiller l'expression de ces gènes. Afin d'éclaircir le rôle de Pab2 dans cette surveillance, nous avons utilisé une approche génétique combinée à des essais biochimiques. Des expériences d'immunoprécipitation de la chromatine combinées à des essais de substitution de promoteur ont démontré que la régulation de Pab2 sur les gènes méiotiques est posttranscriptionnelle. De plus, des expériences d'immunoprécipitation de la protéine Pab2 suivies d'analyse d'ARN ont démontré que la protéine Pab2 forme un complexe in vivo avec les ARN qu'elle régule. Des analyses dans le laboratoire ont démontré que Pab2 possède une interaction fonctionnelle et physique avec des composantes de l'exosome. Afin de déterminer l'implication de l'exosome dans la régulation des gènes méiotiques, nous avons utilisé différentes souches de levure [i.e. levures] possédant des délétions dans les gènes des composantes de l'exosome ou des facteurs coopérant avec ce complexe, en présence ou absence de Pab2. Ces expériences ont démontré que l'exosome nucléaire, particulièrement la sous-unité Rrp6, était majoritairement responsable de la dégradation des transcrits méiotiques, et ce sans l'aide de complexes coopérateurs comme le TRAMP. Afin de déterminer le facteur de sélectivité de la régulation par Pab2 et par l'exosome, nous avons utilisé des souches thermosensibles pour la protéine Mmi 1, un autre agent posttranscriptionnel impliqué dans la surveillance de l'expression des gènes méiotiques. Ces expériences ont démontré que Pab2 coopère avec Mmi1 dans la dégradation des transcrits méiotiques. Notamment, l'augmentation de l'expression des gènes méiotiques en absence de Pab2 est suffisante pour contourner la voie dépendante de meiRNA, qui est un ARN non-codant essentiel à l'initiation de la méiose. Ces résultats constituent l'évidence que la protéine Pab2 liant les queues poly(A) participe au maintient du silence de l'expression des gènes méiotiques pendant la mitose.

Ubiquitin is an essential 76 amino acid protein which can be conjugated to lysine residues on a variety of substrates via its C-terminal diglycine motif. This conjugation allows the protein to act as a molecular tag in a range of processes, including regulation of chromatin compaction, signalling cascades and DNA repair. In addition, ubiquitin moieties are capable of forming chains through the successive conjugation to lysine residues within ubiquitin itself. One of the most well characterized functions of ubiquitin is its role in protein quality control and degradation. Tetra-ubiquitin chains, most commonly through a lysine-48 linkage, are responsible for directing proteins to the 26S proteasome for degradation. This process is of importance both in the removal of miss-folded proteins, and in the regulated destruction of specific targets, such as the cyclins. The 90kDa AAA-ATPase Cdc48/p97/VCP is an essential protein that forms a hexameric complex, which interacts with a wide variety of ubiquitinated substrates. The specificity of Cdc48 is modulated by a series of different cofactors, which together allow Cdc48 to operate in several different contexts, from removal of misfolded proteins from the ER, to regulating securin stability. The role of two Cdc48 cofactors, Ubx4 and Ubx5, was studied in an attempt to dissect their function and to determine how they may modulate the function of Cdc48. Neither protein was found to be essential, as knockouts of either were found to be viable with no major defect in growth rate. The work also describes the findings of a yeast two-hybrid screen to identify potential substrates for both cofactors. Delivery of ubiquitinated proteins to the proteasome is mediated by shuttling factors, which are able to bind to both ubiquitin and the proteasome, and hence mediate the interaction between both. The shuttling factor Dph1 binds ubiquitin via a C-terminal UBA domain, while its N-terminal UBL domain mediates its interaction with the proteasome. This work identified a novel interaction between the Sti1 domains of Dph1 and the N-terminal region of a mitochondrial localized AAA-ATPase, homologous to the Saccaromyces cerevisiae protein Msp1. In addition, cell fractionation experiments revealed the presence of Dph1 at the mitochondria. This interaction provides hints that Mlp1 may be involved in the removal of ubiquitinated proteins from the mitochondria, and their delivery to the proteasome. The thesis begins to try and attempt to identify possible substrates of this proposed mitochondria associated degradation pathway, and looks for ways in which the hypothesis may be tested.