La régulation de l’apoptose est importante dans le maintient de l’homéostasie cellulaire et l’intégrité du matériel génétique. L’apoptose est un mécanisme cellulaire qui élimine les cellules endommagées. Le bon fonctionnement de cette voie biologique est crucial pour contrer la propagation des cellules avec leurs anomalies génétiques. La dérégulation des gènes codants pour des composantes de la voie intrinsèque de l’apoptose est fréquemment observée chez divers types de cancers, incluant la leucémie. Nous proposons que des polymor¬phis¬mes fonctionnels localisés dans la région régulatrice (rSNP) des gènes impliqués dans la voie d’apoptose intrinsèque auraient un impact significatif dans l’oncogenèse en modifiant le taux d’expression de ces gènes. Dans cette étude, nous avons validé, à l’aide d’une combinaison d’approches in silico et in vitro, l’impact fonctionnel de la variabilité génétique sous la forme d’haplotypes (rHAPs), au niveau du promoteur proximal, de 11 gènes codant pour des composantes de la voie intrinsèque de l’apoptose. Pour ce faire, nous avons sous-cloné les rHAPs majeurs dans un vecteur contenant le gène rapporteur luciférase (pGL3b). Ces constructions furent utilisées dans des essais de transfections transitoires dans 3 lignées cellulaires (Hela, Jeg3 et Jurkat). Nous avons observé qu’au moins 2 rHAPs influencent significativement l’activité transcriptionelle de façon allèle spécifique. Ces rHAPs sont associés aux gènes YWHAB et YWHAQ. Les analyses de retard sur gel d’électrophorèse (EMSA) ont permis d’identifier 2 sites de liaison ADN-protéine différentielles dans les rHAPs du gène YWHAB. La variabilité du niveau d’expression des gènes étudiés pourrait contribuer à la susceptibilité interindividuelle de développer un cancer, tel que la leucémie de l’enfant. / The regulation of apoptosis is important in maintaining cellular homeostasis and the integrity of the genetic material. Apoptosis is a cellular mechanism that eliminates damaged cells. The operation of this biological pathway is crucial to counter the spread of cells and their genetic abnormalities. Deregulation of genes encoding components of the intrinsic pathway of apoptosis is frequently observed in various types of cancers, including leukemia. We propose that functional polymorphism located in the regulatory region (rSNP) of genes involved in the intrinsic apoptosis pathway would have a significant impact in oncogenesis by altering the expression levels of these genes. In this study, we validated, using a combination of in silico and in vitro approaches, the functional impact of genetic variability (analyzed as haplotypes, rHap) at the proximal promoters of 11 genes encoding components of the intrinsic apoptosis pathway. To do this, we subcloned the major rHaps in a vector containing the luciferase reporter gene (pGL3b). These constructs were used in transient transfection assays in three human cell lines (HeLa, Jurkat and JEG3). We observed that at least 2 rHaps significantly influence the transcriptional activity of a specific allele. These rHaps are associated with genes YWHAB and YWHAQ. Electrophoretic mobility shift assays (EMSA) have identified 2 sites for differential DNA-protein binding with the rHaps of YWHAB. Variability in the level of expression of the genes studied could contribute to interindividual susceptibility to developing cancer, such as childhood leukemia.

La susceptibilité ou la résistance aux cancers peuvent impliquer plusieurs mécanismes, incluant l’apoptose, la croissance cellulaire et la différenciation, la réplication et la réparation de l’ADN. Mon projet porte plus particulièrement sur l’apoptose. Une dérégulation dans les voies d’activation de l’apoptose entraîne une accumulation de cellules déréglées, créant ainsi un environnement propice à l’instabilité génétique et au développement du cancer. Comme l’apoptose est une voie biologique hautement régulée, nous proposons l’hypothèse que des polymorphismes « fonctionnels » dans les régions de régulations des gènes (rSNPs) perturberaient cette voie à cause de taux variables de transcrits et des protéines correspondantes dû à la modification des sites de reconnaissances des facteurs de transcription. Les principaux objectifs de mon projet sont : (i) identifier les SNPs présents dans la région promotrice des gènes d’apoptose; (ii) déterminer les haplotypes de promoteurs les plus fréquents présents dans la population générale; (rHaps) (iii) vérifier leurs impacts fonctionnels sur l’expression génique par des essais in vitro (gène rapporteur et retard sur gel). Cette étude permettra d’identifier des rSNPs et rHaps ayant un impact sur le niveau d’expression des gènes d’apoptose, au moins dans un contexte in vitro. Ces différences alléliques au niveau de l’expression de ces gènes d’apoptose pourraient contribuer à la susceptibilité interindividuelle de développer un cancer. / Cancer susceptibility can involve many different mechanisms, including apoptosis, cell growth, cell differentiation, DNA replication and DNA repair. My project focuses on the apoptosis pathway. Decreased apoptosis level can lead to the accumulation of dysregulated cells, creating a favourable environment for genetic instability and tumorigenesis. Since apoptosis is a highly regulated pathway, the hypothesis of this project is that functional polymorphisms (rSNPs) in the regulatory regions of apoptosis genes such as promoters could create or disrupt transcription factor binding sites and modify their transcription levels. The main objectives of my project are: (i) Identify rSNPs in promoter regions of apoptosis genes; (ii) Calculate the frequent promoter haplotypes (rHaps) in general population; (iii) Validate their functional impact on gene expression with in vitro assays (gene reporter and gel shift). This study will allow identification of rSNPs and rHaps that could influence apoptosis gene expression levels, at least in the in vitro context. These allelic differences of expression in apoptosis genes could contribute to interindividual cancer susceptibility.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Phakopsora pachyrhizi Syd.& P.Syd. est le plus important fléau du soja (Glycine max (L.) Merrill). Introduit au Brésil dans les années 2000, ce champignon s’est rapidement répandu sur les deux continents Américains. Seule l’utilisation de fongicides associée à des pratiques culturales strictes permet de maintenir le niveau de production. L’utilisation répétitive de ces fongicides ainsi que la plasticité génétique de ce champignon ont rapidement entraîné une diminution d’efficacité de certaines molécules. Par ailleurs, la plupart des résistances verticales identifiées dans les ressources naturelles du soja restent inefficaces contre certains isolats du champignon. La compréhension des mécanismes de l’immunité des plantes permet de proposer des solutions biotechnologiques pour le contrôle des maladies. L’utilisation antérieure du système barnase/barstar induisant une mort cellulaire artificielle, a permis de générer des pommes de terre résistantes à Phytophtora infestans. Cette technologie est basée sur l’expression de la barnase une ribonucléase toxique pour les cellules, et la barstar un inhibiteur de la barnase. Il a été proposé d’évaluer ce système pour le contrôle de P. pachyrhizi. Le point critique de cette approche est de trouver le bon rapport de l’expression des gènes barnase/barstar. Pour ce faire la barnase sera placée sous le contrôle d’un promoteur induit par le pathogène, permettant une régulation spatiotemporelle. La recherche de tels promoteurs a été effectuée en utilisant des données transcriptomiques et bibliographiques. Des sojas stables exprimant les différentes fusions promoteur:GFP ont été créées afin d’étudier l’ expression spatiotemporelle de ces promoteurs en présence du champignon. Les promoteurs pGmCHIT1 (de G. max) et pgst1 (de Solanum tuberosum) contrôlant respectivement l’expression d’une chitinase et d’une glutathione-S-transférase ont été identifiés comme induits par le pathogène. L’impact de différents stress sur ces deux promoteurs a été évalué. Les constructions génétiques « barnase/barstar » comprenant les différentes combinaisons des promoteurs ont été générées. Nicotiana benthamiana a été utilisé pour exprimer transitoirement les construits et évaluer leur phytotoxicité en absence du pathogène. Un seul construit contenant le promoteur gst1 s’est avéré non phytotoxique. Il a été transféré avec succès dans le soja. Ces sojas n’ont pas montré de gain de tolérance à la rouille. Une proposition d’amélioration du système barnase/barstar est discutée afin de mieux cerner les possibilités et les limites de ce système pour le contrôle de la rouille du soja / Phakopsora pachyrhizi Syd.& P.Syd, the fungus responsible for Asian soybean rust, is the most devastating soybean (Glycine max (L.) Merrill) pathogen. First observed in the 2000s in Latin America, the pathogen has spread throughout the Americas. The control of this pathogen depends on the use of fungicides and strict agricultural practices. The repetitive use of the 3 classes of fungicides and the genome plasticity of the pathogen have led to a decreased efficacy of certain molecules. Although vertical resistance genes have been mapped in the soybean germplasm, most of them are not effective against all Asian soybean rust isolates. A deeper understanding of plant immunity facilitates the development of biotechnological approaches for plant disease control. Artificial cell death was previously developed to control Phytophthora infestans development in potato. The technology was based on a barnase ribonuclease that is highly toxic to the plant cell and that consequently needed to be expressed only in the presence of the pathogen. The lethal expression of barnase was counterbalanced by barstar, a highly specific inhibitor of barnase. We propose to evaluate this technology in soybean to control P. pachyrhizi. The key objective is the modulation of the ratio of barnase/barstar based on the identification of an adequate inducible promoter to control the expression of barnase. The previous literature and transcriptomic data were used to identify candidate promoters for barnase expression. Stable transgenic soybean expressing the different promoter:GFP fusions were generated to test the spatiotemporal activity of the promoters in the presence of the pathogen. pGmCHIT1 (from G. max) and pgst1 (from Solanum tuberosum) promoters controlling a chitinase and a glutathione-Stransferase, respectively, were identified as induced by soybean rust. The impacts of different stresses on these promoters were evaluated. Molecular constructs with different promoters driving the barnase and barstar gene combination were generated. Nicotiana benthamiana was used to evaluate construct toxicity in the absence of the pathogen. One single construct containing the promoter pgst1 was shown to be non-phytotoxic. This construct was successfully introduced in soybean plants. The generated soybeans were challenged with rust, but no protection was observed. Based on these results, we discuss how to improve the barnase/barstar system to control soybean rust

Thèse doctorat : Biologie Moléculaire : Nancy 1 : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences de la Vie et de la Santé : Lille 1 : 2004. / N° d'ordre (Lille 1) : 3411. Résumé en français et en anglais. Article en anglais reproduit dans le texte. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. p. 103-118.

La susceptibilité ou la résistance aux cancers peuvent impliquer plusieurs mécanismes, incluant l’apoptose, la croissance cellulaire et la différenciation, la réplication et la réparation de l’ADN. Mon projet porte plus particulièrement sur l’apoptose. Une dérégulation dans les voies d’activation de l’apoptose entraîne une accumulation de cellules déréglées, créant ainsi un environnement propice à l’instabilité génétique et au développement du cancer. Comme l’apoptose est une voie biologique hautement régulée, nous proposons l’hypothèse que des polymorphismes « fonctionnels » dans les régions de régulations des gènes (rSNPs) perturberaient cette voie à cause de taux variables de transcrits et des protéines correspondantes dû à la modification des sites de reconnaissances des facteurs de transcription. Les principaux objectifs de mon projet sont : (i) identifier les SNPs présents dans la région promotrice des gènes d’apoptose; (ii) déterminer les haplotypes de promoteurs les plus fréquents présents dans la population générale; (rHaps) (iii) vérifier leurs impacts fonctionnels sur l’expression génique par des essais in vitro (gène rapporteur et retard sur gel). Cette étude permettra d’identifier des rSNPs et rHaps ayant un impact sur le niveau d’expression des gènes d’apoptose, au moins dans un contexte in vitro. Ces différences alléliques au niveau de l’expression de ces gènes d’apoptose pourraient contribuer à la susceptibilité interindividuelle de développer un cancer. / Cancer susceptibility can involve many different mechanisms, including apoptosis, cell growth, cell differentiation, DNA replication and DNA repair. My project focuses on the apoptosis pathway. Decreased apoptosis level can lead to the accumulation of dysregulated cells, creating a favourable environment for genetic instability and tumorigenesis. Since apoptosis is a highly regulated pathway, the hypothesis of this project is that functional polymorphisms (rSNPs) in the regulatory regions of apoptosis genes such as promoters could create or disrupt transcription factor binding sites and modify their transcription levels. The main objectives of my project are: (i) Identify rSNPs in promoter regions of apoptosis genes; (ii) Calculate the frequent promoter haplotypes (rHaps) in general population; (iii) Validate their functional impact on gene expression with in vitro assays (gene reporter and gel shift). This study will allow identification of rSNPs and rHaps that could influence apoptosis gene expression levels, at least in the in vitro context. These allelic differences of expression in apoptosis genes could contribute to interindividual cancer susceptibility.

La régulation de l’apoptose est importante dans le maintient de l’homéostasie cellulaire et l’intégrité du matériel génétique. L’apoptose est un mécanisme cellulaire qui élimine les cellules endommagées. Le bon fonctionnement de cette voie biologique est crucial pour contrer la propagation des cellules avec leurs anomalies génétiques. La dérégulation des gènes codants pour des composantes de la voie intrinsèque de l’apoptose est fréquemment observée chez divers types de cancers, incluant la leucémie. Nous proposons que des polymor¬phis¬mes fonctionnels localisés dans la région régulatrice (rSNP) des gènes impliqués dans la voie d’apoptose intrinsèque auraient un impact significatif dans l’oncogenèse en modifiant le taux d’expression de ces gènes. Dans cette étude, nous avons validé, à l’aide d’une combinaison d’approches in silico et in vitro, l’impact fonctionnel de la variabilité génétique sous la forme d’haplotypes (rHAPs), au niveau du promoteur proximal, de 11 gènes codant pour des composantes de la voie intrinsèque de l’apoptose. Pour ce faire, nous avons sous-cloné les rHAPs majeurs dans un vecteur contenant le gène rapporteur luciférase (pGL3b). Ces constructions furent utilisées dans des essais de transfections transitoires dans 3 lignées cellulaires (Hela, Jeg3 et Jurkat). Nous avons observé qu’au moins 2 rHAPs influencent significativement l’activité transcriptionelle de façon allèle spécifique. Ces rHAPs sont associés aux gènes YWHAB et YWHAQ. Les analyses de retard sur gel d’électrophorèse (EMSA) ont permis d’identifier 2 sites de liaison ADN-protéine différentielles dans les rHAPs du gène YWHAB. La variabilité du niveau d’expression des gènes étudiés pourrait contribuer à la susceptibilité interindividuelle de développer un cancer, tel que la leucémie de l’enfant. / The regulation of apoptosis is important in maintaining cellular homeostasis and the integrity of the genetic material. Apoptosis is a cellular mechanism that eliminates damaged cells. The operation of this biological pathway is crucial to counter the spread of cells and their genetic abnormalities. Deregulation of genes encoding components of the intrinsic pathway of apoptosis is frequently observed in various types of cancers, including leukemia. We propose that functional polymorphism located in the regulatory region (rSNP) of genes involved in the intrinsic apoptosis pathway would have a significant impact in oncogenesis by altering the expression levels of these genes. In this study, we validated, using a combination of in silico and in vitro approaches, the functional impact of genetic variability (analyzed as haplotypes, rHap) at the proximal promoters of 11 genes encoding components of the intrinsic apoptosis pathway. To do this, we subcloned the major rHaps in a vector containing the luciferase reporter gene (pGL3b). These constructs were used in transient transfection assays in three human cell lines (HeLa, Jurkat and JEG3). We observed that at least 2 rHaps significantly influence the transcriptional activity of a specific allele. These rHaps are associated with genes YWHAB and YWHAQ. Electrophoretic mobility shift assays (EMSA) have identified 2 sites for differential DNA-protein binding with the rHaps of YWHAB. Variability in the level of expression of the genes studied could contribute to interindividual susceptibility to developing cancer, such as childhood leukemia.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L'étape initiale dans l'expression génique est la transcription de l'ADN génomique du gène en ARN. La transcription être initiée par l'assemblage d'ARN pol II autour du site de début de transcription, qui est également connues comme promoteurs. Cependant, la transcription est nécessite un autre gène distal des régions, des amplificateurs, qui sont augmenté ainsi la probabilité de la transcription. Amplificateurs et les promoteurs sont généralement définis par leur éloigné des sites d'initiation de la transcription et souvent distingués par les modifications des histones. Récemment, des études, il a été de plus en plus ont révélé de grandes similitudes entre les amplificateurs et les promoteurs. Les résultats antérieurs ont suggéré la possibilité que certains promoteurs de gènes peuvent afficher les fonctions activatrices. Cependant l'étendue de ce type de promoteurs et si elles fonctionnent réellement réglementé l'expression des gènes distales sont restés insaisissable.Mon projet est réalisé en vue de répondre à ces questions. En exploitant un essai amplificateurs reporter à haut débit, je démêler une partie sous-estimée du promoteur de base présentant une activité d'activateur, définie comme Epromoters. Ils présentent des propriétés distinctes par rapport à des amplificateurs et des promoteurs classiques distales, sont associés à la réponse au stress et d'interagir plus souvent avec d'autres promoteurs. En utilisant CRISPR complète / cas9 approche de suppression I a démontré que Epromoters sont généralement impliqués dans l'activation des gènes distales. Nos résultats identifient d'abord une nouvelle catégorie de promoteurs avec activité in vivo dans amplificateurs. / The initial step of gene expression is the transcription of genomic DNA of the gene into RNA. The transcription can only be initiated by the assembly of RNAPII machinery around transcription start site of a gene, known as core promoter. However, transcription also requires other gene-distal regulatory DNA regions, known as enhancers. Enhancers and promoters are traditionally distinguished by their histone modifications. Recently, there has been increasing number of studies revealing broad similarities between enhancers and promoters. Previous findings have suggested the possibility that some gene promoters display enhancer activity. However, the questions of how can we identify this type of promoter in genome-wide and whether they actually function to regulated the expression of distal genes are remained elusive.My project has carried out aiming to answer these above questions. Firstly, I have optimized the technique that has developed in the lab, named CapStarr-seq, which used as an approach to exploiting a high-throughput enhancer activity. Performing CapStarr-seq in human cell lines, I unraveled an underestimated proportion of promoter displaying enhancer activity, defined as Epromoters. They display distinct properties as compared to distal enhancers and classical promoters, are associated with stress response genes and interact more frequently with other promoters. Moreover, by using comprehensive CRISPR/Cas9 genomic deletion approach, I demonstrated that Epromoters are generally involved in the activation of distal genes. Taken together, our results first identify a new category of promoters with dual promoter and enhancer functions.