Le récepteur de la vitamine D (VDR) est un facteur de transcription activé par la forme active de la vitamine D3. VDR est une cible thérapeutique potentielle pour de multiples pathologies telles que les maladies auto-immunes et neurodégénératives et certains cancers. VDR module l’expression de gènes par le recrutement sélectif de corégulateurs. Les données structurales disponibles à ce jour pour des complexes de récepteur nucléaire-corégulateurs sont très limitées. Cette étude se focalise sur l’architecture du complexe formé par VDR et un grand fragment du coactivateur MED1, une sous-unité du complexe Médiateur qui fait le lien entre les récepteurs nucléaires et la machinerie basale de transcription. Les résultats obtenus nous sont permis de caractériser l'interaction du récepteur avec le coactivateur et de révéler l'architecture globale du complexe. Ce travail fournit une base solide pour la détermination structurale d’autres complexes impliqués dans le contrôle de la transcription. / The vitamin D nuclear receptor (VDR) is a transcription factor activated by the biologically active form of vitamin D3. VDR is a potential candidate to treat neurodegenerative and autoimmune disorders, and cancer. VDR modulates the expression of vitamin D3-regulated genes by selective recruitment of coregulators of transcription which are, in turn, attractive targets in epigenetic-oriented drug discovery. Available structural data for receptor-coregulator complexes are limited; investigation of such complexes is highly important. The present work focuses on the architecture of the complex between VDR and a large part of the coactivator MED1, a subunit of the Mediator complex linking nuclear receptors to the basal transcription machinery. Obtained results revealed important details of the interaction, as well as the overall organization of the complex. This work provides a solid background for the structural investigation of similar complexes involved in the transcriptional control.

Le criblage virtuel est largement employé pour la recherche de nouveaux médicaments.La sélection de structures pour les méthodes de criblage virtuel basées sur la structure reste problématique. Nous avons montré que les propriétés physico-chimiques du site de liaison, critères simples et peu coûteux en temps de calcul, pouvaient être utilisées pour guider celle-ci.L’évaluation des méthodes de criblage virtuel, critique pour vérifier leur fiabilité, repose sur la qualité de banques d’évaluation. Nous avons construit la NRLiSt BDB, n’incluant que des données vérifiées manuellement et prenant en compte le profil pharmacologique des ligands. Une étude à l’aide du logiciel Surflex-Dock montre qu’elle devrait devenir la base de données de référence, pour l’évaluation des méthodes de criblage virtuel et pour rechercher de nouveaux ligands des récepteurs nucléaires. L’application d’un protocole hiérarchique de criblage in silico/in vitro, a permis d’identifier de nouveaux composés inhibiteurs de l’IL-6, potentiellement utilisables dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde. Les résultats in vitro devront être confirmés par des tests in vivo. / Virtual screening is widely used in drug discovery processes.Structure selection in structure-based virtual screening methods is still problematic. We showed that simple and “low cost” binding site physico-chemical properties could be used to guide structure selection.The evaluation of virtual screening methods, necessary to ensure their reliability, relies on benchmarking databases quality. We created the NRLiSt BDB, gathering only manually curated data and taking into account ligands pharmacological profiles. A study using Surflex-Dock showed that the NRLiSt BDB should become the reference, both for the evaluation of virtual screening methods and for the identification of new ligands of the nuclear receptors.The use of a in silico/invitro hierarchical approach screening allowed to identify new IL-6 inhibitors, that could be used in rheumatoid arthritis treatment. In vitro results should be confirmed in vivo.

Les "protéine arginine méthyltransférases" (PRMT) sont impliquées dans de nombreux processus cellulaires : transcription, maturation et transport des ARN, traduction, transduction du signal, réplication et réparation de l'ADN, et apoptose. Différents travaux ont montré que des dérégulations de ces mécanismes impliquant les PRMT peuvent induire certains cancers, faisant de ces enzymes de nouvelles cibles potentielles en chimiothérapie. Il s’avère donc crucial de comprendre le mode d’action des PRMT à l’échelle atomique, à la fois au niveau fondamental et pour le développement de nouveaux médicaments. Les travaux décrits ici s’intéressent à la protéine PRMT4/CARM1 et s’appuient sur des études structurales par bio-cristallographie, pour comprendre les mécanismes de la réaction de méthylation catalysée par CARM1 et découvrir des inhibiteurs spécifiques, mais aussi sur des études en solution, pour caractériser l’interaction entre CARM1 et ses substrats. / Protein arginine methyltransferases (PRMTs) are involved in several cellular mechanisms: transcription, RNA maturation and transport, translation, signal transduction, DNA replication and repair, and apoptosis. Different studies showed that deregulation of those mechanisms involving PRMTs can induce some cancers, making these enzymes new potential targets for chemotherapy. It is therefore crucial to understand the mode of action of PRMTs at the atomic scale, both at the fundamental level and for the development of new drugs. The studies described here focus on PRMT4/CARM1 and rely on structural studies by bio-crystallography, in order to understand the methylation mechanisms catalyzed by CARM1 and to discover specific inhibitors, but also on in vitro studies, to characterize the interaction between CARM1 and its substrates.

Les récepteurs nucléaires sont des facteurs de transcription régulant l’expression de gènes impliqués dans plusieurs processus physiologiques. En général, ces récepteurs sont activés par une interaction avec un ligand spécifique, mais leur activité peut également être modulée par des modifications post-traductionnelles comme la SUMOylation. Notre laboratoire a récemment trouvé que le récepteur des estrogènes ER est une cible de cette modification sur un site de SUMOylation atypique nommé pSuM. Ce site non-consensus se retrouve également sur Nor-1, un récepteur nucléaire impliqué dans une variété de processus physiologiques comme le métabolisme du glucose, la prolifération cellulaire ainsi que la survie neuronale. Pour l’instant, le rôle de ce motif atypique reste inconnu et aucune évidence n’indique que Nor-1 est SUMOylé dans la littérature. Nos objectifs étaient donc de déterminer le potentiel de SUMOylation de Nor-1 sur son pSuM dans un contexte neuronal et de caractériser l’effet de la SUMOylation sur l’activité transcriptionnelle de Nor-1 ainsi que l’expression de gènes cibles. Nos résultats ont démontré que Nor-1 peut effectivement être SUMOylé sur son pSuM, que cette SUMOylation est dépendante d’une phosphorylation de la sérine-139 et que la voie des MAPK augmente l’état global de SUMOylation de Nor-1 ainsi que son expression protéique. De plus, les résultats ont indiqués que Nor-1 peut conjuguer deux isoformes de SUMO, soit SUMO-1 et SUMO-2. Les résultats démontrent également que la SUMOylation augmente l’activité transcriptionnelle de Nor-1 et que la SUMOylation de son site pSuM est importante pour le maintien de son activité transcriptionnelle basale. Nos résultats préliminaires suggèrent que la SUMOylation du pSuM de Nor-1 affecte l’expression de gènes cibles comme l’énolase-3 ce qui propose un rôle de la SUMOylation de Nor-1 dans la régulation du métabolisme des neurones. En conclusion, les résultats de ce projet permettent d'identifier un nouveau processus de SUMOylation impliqué dans la régulation des récepteurs nucléaires et de Nor-1 suggérant un rôle de ce processus de SUMOylation atypique dans plusieurs réseaux géniques et processus physiologiques. / Nuclear hormone receptors are transcription factors that regulate the expression of many genes implicated in a wide variety of physiological functions. They are generally activated by an interaction with a specific ligand but their activity can also be modulated by post-translational modifications such as SUMOylation. Recently, our laboratory identified ER as a SUMOylation target on an atypical SUMOylation motif named pSuM. This non-consensus SUMOylation motif was also found on Nor-1, a nuclear receptor implicated in physiological processes such as glucose metabolism, cellular proliferation and neuronal survival. Until now, the function of this pSuM motif is still unknown and there are no evidence that Nor-1 is a target of SUMOylation. Therefore, the objectives of this work were to determine the SUMOylation potential of Nor-1 on his pSuM in a neuronal context and to characterize the effect of SUMOylation on Nor-1 transcriptional activity and target genes expression. Our results showed that Nor-1 can indeed be SUMOylated on his pSuM, that this SUMOylation was dependent on serine-139 phosphorylation, and that the MAPK pathway augmented the global SUMOylation state of Nor-1 and its protein expression levels. Furthermore, we demonstrated that Nor-1 can conjugate SUMO-1 and SUMO-2. Our results also indicated that SUMOylation activates the transcriptional activity of Nor-1 and that the pSuM site of Nor-1 was important in maintaining its basal transcriptional activity. Preliminary results suggests that Nor-1 SUMOylation on the pSuM has an impact on the expression of target genes such as enolase-3, suggesting a potential role for Nor-1 in the regulation of the metabolism of neurons. In conclusion, the results presented in this work identify a new SUMOylation process implicated in regulating Nor-1 and nuclear receptors activities, suggesting an extended role of this atypical SUMOylation process in many gene networks and physiological processes.

Depuis le début des années 1990, de nombreuses équipes de recherche ont consacré leurs travaux à étudier les effets des perturbateurs endocriniens (PEs) sur l'homme et les espèces animales. Plusieurs polluants libérés dans l’environnement tels que les pesticides, les herbicides, les plastifiants industriels ou les résidus de médicaments ont ainsi le potentiel de perturber les équilibres hormonaux des organismes, induisant ainsi de graves conséquences sur leur développement et leur reproduction. Pour lutter contre ces dommages, diverses réglementations spécifiques et des systèmes de criblages se mettent en place pour détecter ces molécules. Ces systèmes doivent être rapides et fiables et les poissons téléostéens comme le medaka ou le poisson zèbre constituent d'excellents modèles pour détecter la présence de ces molécules et étudier leurs effets in vivo. Durant cette thèse nous avons étudié l’impact de certains PEs sur le développement embryonnaire en utilisant le poisson zèbre et le médaka comme modèle. Nous avons pu caractériser l'action du Bisphenol A sur la formation des otholites de l’oreille interne du poisson zèbre. En alliant des approches pharmacologiques et génétiques, nous avons identifié le récepteur nucléaire orphelin ERR comme une nouvelle cible in vivo de cette molécule. En parallèle, nous avons développé des lignées transgéniques rapportrices de médaka permettant de détecter la présence de polluants à activités androgénique ou anti-androgénique ce qui accroît ainsi la gamme des outils disponibles pour évaluer la présence des PEs dans les effluents liquides. / Since the early 1990s, many research teams have devoted their work to study the effects of endocrine disruptors (EDCs) in humans and animal species. Many pollutants released into the environment such as pesticides, herbicides, industrial plasticizers or drug residues have the potential to disrupt bodies’ hormonal balances, thus inducing a severe impact on their development and reproduction. To fight against these damages, various specific regulations and screening systems are setting up to detect these molecules. These systems must be fast, reliable. Teleost fish such as medaka and zebrafish are excellent models to detect the presence of these molecules and study their effects in vivo. In this thesis, we studied the impact of certain EDCs on the embryonic development using zebrafish and medaka as models. We characterized the action of Bisphenol A on the otoliths formation in the inner ear of zebrafish. By combining genetic and pharmacological approaches, we identified the orphan nuclear receptor ERRγas a new target of this molecule in vivo. In parallel, we have developed reporter transgenic lines of medaka to detect the presence of pollutants containing androgenic or anti-androgenic activities and thereby increasing the range of tools available to assess the presence of EDCs in liquid effluents.

Les mutations du gène suppresseur de tumeur MEN1 sont connues depuis de nombreuses années, pour être à l'origine du syndrome des Néoplasies endocriniennes multiples de type 1 (Syndrome des NEM1). Ce syndrome constitue une maladie héréditaire associée à une perte d'hétérozygotie progressive du gène MEN1, affectant principalement les organes endocrines. Plus récemment, l'implication du gène MEN1 a émergé dans la tumorigénèse d'autres organes, et plus particulièrement dans dans le cancer du sein et le cancer de la prostate, où son rôle reste encore très controversé. Pour mieux déterminer le rôle joué par menin dans les cellules prostatiques (oncogène ou gène suppresseur), mon projet de thèse avait donc pour but de caractériser un nouveau modèle murin d'invalidation du gène Men1 spécifiquement dans les cellules luminales de la glande prostatique, le modèle Men1F/F Nkx3.1CreERT2+/-. Les examens anatomopathologiques réalisés sur ce nouveau modèle murin ont montré que la perte d'expression du gène Men1 conduisait à une accélération de la tumorigénèse dans la glande prostatique par rapport aux souris contrôles. D'autre part les analyses moléculaires issues de l'étude de notre nouveau modèle murin, ont montré que l'expression du récepteur aux androgènes (RA) était diminué dans les cellules déficientes pour le gène Men1 . Des analyses menées in vitro ont montré que la protéine menin, codée par le gène MEN1, joue le rôle de régulateur transcriptionnel du RA. De la même manière, mes travaux ont mis en évidence, que la protéine menin semble réguler l'expression du récepteur aux estrogènes alpha (RE?), en liant la région promotrice de ce dernier dans des lignées cellulaires du cancer du sein. De plus, les analyses cliniques ont révélé que l'expression réduite de menin corrélée avec la survenue du sous type luminal B du cancer du sein, connue pour exprimer faiblement le RE??Ainsi mes travaux de thèse ont permis de conforter notre hypothèse sur le rôle oncosuppressif du gène MEN1 dans le glande prostatique. D'autre part, nous avons mis en évidence l'implication de la protéine menin dans la régulation de l'expression des récepteurs nucléaires, dans le cancer du sein et de la prostate / For a long time, mutations of the MEN1 gene have been known to be responsible of the Multiple Endocrine Neoplasia type 1 (MEN1 syndrome), a hereditary disease affecting mainly endocrine organs. Recent advances highlighted the involvement of the MEN1 gene in the development of the breast cancer and prostate cancer. Nevertheless, the role played by the MEN1 gene in prostate cancer still remains unclear, described as on oncogene by some studies, or as a tumor suppressor by others. To further adress this issue, we generated a novel and inductible mouse model, Men1F/F-Nkx3.1Cre-/+, in which the Men1 gene can be specifically disrupted in luminal prostatic cells upon tamoxifen injection. Anatomopathologic examination of our model showed that the Men1 gene disruption accelerate the tumorigenesis in the prostatic gland compared to the control mice. Moreover, molecular analyses showed that the expression of androgen receptor (AR) decreased in Men1-deficient cells. In vitro study perfomed in prostate cancer cell lines showed that menin protein encoded by the Men1 gene is involved in the transcriptionnal regulation of AR.Similarly, my work showed that menin protein also involved in the transcriptionnal regulation of the estrogen receptor alpha (ER?) expression, through its binding on the promoter of the ER??gene. Moreover, clinical study revealed that decrease in menin expression correlates with the occurrence of luminal B subtype of breast cancer, in which ER??expression is reduced. Thus this thesis work, allowed to better characterized the oncosuppressive role of the Men1 gene in the prostatic gland. This work, also highlighted for the first time the involvement of menin protein in the regulation of nuclear receptor expression, in prostate and breast cancer

Les récepteurs nucléaires des xénobiotiques et les enzymes métaboliques P450 (CYP) constituent les principaux éléments contrôlant la biotransformation des médicaments, ainsi que le maintien de des barrières physiologiques au niveau périphérique, plus particulièrement, dans le foie et dans l’intestin. Plusieurs études ont mis en évidence la présence des CYP ainsi que les récepteurs nucléaires contrôlant leur expression, tels que le Constitutive Androstane Receptor et le Pregnane Xenobiotic Receptor (CAR et PXR). Des résultats précédant indiquent la surexpression des CYP2E1 et CYP3A4 dans des tissus et des cellules isolées du cerveau de patients épileptiques pharmacorésistants. L’importance de ces résultats réside dans le rôle du CYP2E1 et CYP3A4 dans la biotransformation de plusieurs médicaments antiépileptiques (MAE) suggérant ainsi un mécanisme de pharmacorésistance aux médicaments. Contrairement aux autres récepteurs nucléaires, les fonctions physiologiques des récepteurs nucléaires des xénobiotiques au niveau vasculaire sont mal connues. Nos résultats montrent des changements spatio-temporaux de l’expression des CYP2E1 et CYP3A4 dans le cerveau après une crise aigüe et pendant le processus d’épileptogenèse chez la souris. Une exposition in vivo et in vitro au MAE Phénytoïne induit une augmentation du niveau du CYP2E1. Le Phénobarbital et la Carbamazépine n’ont pas eu d’effet. Les souris privées des récepteurs nucléaires des xénobiotiques (PXR KO et CAR KO) ne présentent pas de changement de niveau basal des CYP dans le cerveau. Cependant, les souris CAR KO présentent des dysfonctionnements neuronaux (altération de la mémoire, comportement anxieux et une diminution de l’intensité des rythmes EEG entre 3.5-7 Hz) et des modifications caractérisées par une augmentation de perméabilité vasculaire et une dispersion des neurones hippocampiques. L’ensemble des résultats indique une régulation dynamique des CYP dans le cerveau avec une extension de l’impact des récepteurs des xénobiotiques à des fonctions neurovasculaires. / Xenobiotic nuclear receptors and P450 metabolic enzymes (CYP) are pivotal controllers of drug biotransformation and barrier functions in peripheral organs, including the intestine and the liver. Accumulating evidence suggested that, in human, central nervous system cells express significant levels of P450 enzymes and their upstream regulators e.g. Constitutive Androstane and Pregnane Xenobiotic Receptors (CAR, PXR). We previously showed the increased and ectopic CYP2E1 and CYP3A4 expression in brain specimens or cells obtained from drug resistant epileptic patient. These results are significant as CYP2E1 and CYP3A4 are responsible for the metabolism of several antiepileptic drugs (AED), therefore, suggesting a possible new mechanism of drug resistance. However, the exact determinants of CYP expression in the epileptic brain remain unknown. In addition, the exact role of nuclear xenobiotic receptor in the brain is understudied. The latter represents a significant knowledge gap as nuclear receptors other than the xenobiotic ones were shown to contribute to physiological neurovascular functions. Our results show spatio-temporal changes of CYP2E1 and CYP3A4 brain expression occuring after status epilepticus and during epileptogenesis in mice. Exposure to the AED phenytoin, phenobarbital, but not carbamazepine, increased brain CYP2E1 expression in vivo and in vitro. Lack of the specific xenobiotic receptors CAR and PXR did not impact basal CYP brain levels. However, we found an unexpected contribution of CAR to neuronal dysfunctions (memory impairment, anxiety like-behavior and decrease 3.5-7 Hz EEG waves) and neurovascular development, as indicated by increase vascular permeability and hippocampal neuronal dispersion. These results depict a dynamic regulation of P450 enzymes in the brain also expanding the impact of xenobiotic receptors to previously unexplored neurovascular functions.

Les récepteurs nucléaires sont membres d'une famille de protéines activées par des ligands et qui régulent la transcription de nombreux gènes. Le récepteur nucléaire RevErbα est constitutivement inhibiteur de la transcription de gènes cibles via le recrutement du complexe corépresseur NCor-HDAC3 (Nuclear CoRepressor et Histone DeAcetylase 3). Ce complexe joue un rôle important dans le contrôle de l'horloge circadienne et de la glucogenèse via la régulation de la transcription des gènes codant pour les enzymes G6Pase (Glucose-6-Phosphatase) et PEPCK (PhosphoEnol Pyruvate Carboxy Kinase). Ces deux enzymes sont impliquées dans la glucogénèse qui est dérégulée en cas de diabète de type 2. Ce travail est basé sur l'investigation de l'interaction du récepteur nucléaire RevErbα avec deux corépresseurs: son partenaire établit NCor et SMRT (Silencing Mediator for Retinoid and Thyroid Receptors). Malgré ce qui est rapporté dans la littérature, c'est à dire que SMRT et RevErbα n'interagissent pas fonctionnellement in vivo, nous avons choisis d'étudier cette interaction à cause de la similarité de séquence entre les deux corépresseurs, mais également parce que les peptides des deux corépresseurs ont été rapportés comme interagissant avec d'autre récepteurs nucléaire. Afin d'étudier ces interactions, nous avons utilisé deux techniques complémentaires basées sur l'émission de fluorescence: Une technique in vitro qui est l'anisotropie de fluorescence et une technique de microscopie de fluorescence in cellulo appelée Number & Brightness. En plus de cette étude de l'interaction entre le récepteur nucléaire et les corépresseurs, nous nous sommes intéressé à déterminer l'effet de plusieurs ligands sur cette interaction. Trois ligands ont été testés: l'hème qui est rapporté comme étant le ligand naturel de RevErbα et deux ligands synthétiques et non naturels de RevErbα (SGN et SD7). Grâce à l'anisotropie de fluorescence (in vitro), nous avons confirmé et quantifié l'interaction entre le domaine de liaison au ligand (LBD) de RevErbα et un peptide NCor contenant le domaine d'interaction majeur (ID1 pour RevErbα et nous avons déterminé l'effet des trois ligands sur cette interaction. Nous avons également quantifié l'interaction entre RevErbα et d'autres peptides provenant de NCor et correspondant aux autres domaines d'interaction (ID2 et ID3) pour sa liaison à RevErbα. Nous avons déterminé que l'hème et le SD7 ont un effet déstabilisateur de la liaison de RevErbα à NCor in vitro, alors que le ligand SGN améliore la stabilité de complexe. Nous avons également confirmé une interaction entre RevErbα et un peptide corépresseur issu de SMRT. Afin d'étudier l'interactions des protéines pleine taille dans un contexte plus fonctionnel, nous avons utilisé le 2 photons-2 couleurs Number & Brightness. C'est une technique de microscopie à fluorescence basée sur la fluctuation de l'intensité de fluorescence pour étudier les interactions spécifiques de RevErbα avec NCor et SMRT pleine taille in cellulo ainsi que l'effet des ligands, précédemment mentionné, sur ces interactions. Dans les conditions choisies pour notre étude, nous avons déterminé que RevErbα interagit fortement avec NCor in cellulo et que cette interaction est améliorée par le ligand SGN. En revanche, l'hème et le SD7 n'ont pas d'effet observable sur ce complexe. Nous avons également montré pour la première fois que RevErbα forme des complexes avec le corépresseur SMRT pleine taille in cellulo. La continuité de ce travail pourrait être ciblée sur l'identification de ligands qui augmenterait le recrutement du complexe corépresseur NCor-HDAC3 sur RevErbα, menant ainsi à la diminution de l'expression des gènes cibles. En définitive, un ligand tel que celui-ci pourrait être d'un grand intérêt dans la recherche de la diminution de glucose dans le sang dans les cas de diabètes de type 2. / Nuclear receptors are members of ligand-inducible factors that regulate the transcription of many genes. Nuclear receptor RevErbα constitutively inhibits the transcription of target genes via the recruitment of the corepressor complex NCor-HDAC3 (Nuclear CoRepressor and Histone DeAcetylase 3). This complex plays an important role in controlling the circadian clock and glucogenesis via regulation of the transcription of the G6Pase (Glucose-6-Phosphatase) and PEPCK (PhosphoEnol Pyruvate Carboxy Kinase) genes, both coding for proteins involved in glucogenesis, which is central to type 2 diabetes. Here we have investigated the interaction of the nuclear receptor RevErbα with two corepressors: its establish partner, NCor and SMRT (Silencing Mediator for Retinoid and Thyroid Receptors). Despite literature reports that SMRT and RevErbα do not interact functionally in vivo, we choose to study this interaction because of sequence similarity between the two corepressors, because peptides of both corepressors were reported to interact with other nuclear receptors. To investigate these interactions, we used two complementary fluorescence techniques: In vitro assays based on fluorescence anisotropy and an in cellulo fluorescence microscopy technique called Number & Brightness. In addition to the interactions between the CoRs and the RN, we were interested in determining the effects of several ligands on these interaction. Three ligands were tested: heme, which is reported to be the natural ligand of RevErbα and two synthetic and non-naturals ligands of RevErbα (SGN and SD7). By fluorescence anisotropy (in vitro) we confirmed and quantitated the interaction between purified RevErbα Ligand Binding Domain (LBD) and an NCoR peptide containing the major interaction domains (ID1) for RevErbα and revealed the effect of the three ligands on this interaction. We quantitated as well, the interaction between RevErbα and other peptides from NCor corresponding to the other interaction domains (ID2 and ID3) for it binding to RevErbα. We found a destabilizing effect of heme and SD7 binding to RevErbα on it interaction with NCor in vitro, whereas the ligand SGN enhanced the complex stability. We also confirmed an interaction between RevErbα and a SMRT peptide corepressor in vitro. In order to examine these interactions in a more functionally relevant context using full length proteins, we used 2 photon 2 colors Cross Number and Brightness (N&B), an fluorescence microscopy technique based on fluorescence intensity fluctuations to study specific interactions of full length RevErbα with NCor and SMRT in cellulo as well as the effect of several ligands above mentioned. Under the conditions of our studies, we find that RevErbα and NCor interact strongly in cellulo, and we observed a slight enhancement of this interaction by the SGN ligand. No effect of heme or SD7 was observed on the complex. We show as well for the first time that RevErbα forms complexes with the full length SMRT corepressor in cellulo. Future extensions of these studies could be aimed at identifying ligands that enhance the recruitment of the corepressor complex NCor/HDAC3 by RevErbα, thus leading to a decrease expression of the target genes. Ultimately such a ligand could be of interest in the quest to decrease blood glucose levels in type 2 diabetes.

Le bisphénol A (BPA) est une molécule dérivée du plastique, considéré comme un perturbateur endocrinien (PE) pour sa capacité de liaison aux récepteurs nucléaires (RNs). Il est associé à des troubles neurodéveloppementaux, probablement en raison de la présence de certains RNs dans le cerveau des vertébrés. Les PEs peuvent également affecter les invertébrés marins, dont les ascidies, mais leur mode d'action reste inconnu. Mon projet de thèse a pour but d’étudier la toxicité du BPA sur le développement embryonnaire de l'ascidie Phallusia mammillata. Tout d’abord, j’ai évalué l’expression des RNs de P. mammillata et j’ai trouvé que 5 d’entre eux (COUP, ERR, PPAR, PXR/VDR) sont exprimés dans le cerveau de l’ascidie (= vésicule sensorielle) ou à proximité (TR). Ils correspondent majoritairement aux orthologues humains connus pour lier le BPA. Puis, j’ai évalué la toxicité du BPA au cours du développement et constaté qu’il est toxique de façon dose-dépendante. En effet, j’ai montré que de faibles doses de BPA induisent une toxicité neurodéveloppementale en affectant la différenciation de l'organe sensoriel pigmenté de l’ascidie. Ce phénotype est spécifique aux bisphénols. Enfin, l’étude d’agonistes et d’antagonistes de l’estrogen-related receptor (ERR) a montré des phénotypes correspondant à ceux obtenus avec le BPA. J’ai trouvé que Pm-ERR est exprimé dans la vésicule sensorielle de la larve, autour de l'organe sensoriel pigmenté. Il semble donc que Pm-ERR est impliqué dans ce phénotype. Toutefois, la présence des autres RNs que j’ai identifiés soulève la possibilité de leur implication dans le développement de l’ascidie et/ou de la toxicité de PEs. Ils ne doivent donc pas être négligés. / Bisphenol A (BPA) is a plastic-derived molecule that is now considered an endocrine disruptor (ED). BPA impair hormonal systems via binding to nuclear receptors (NRs) and it has been linked to neurodevelopmental disorders, possibly due to the presence of some NRs in the vertebrate brain. BPA has been reported to affect marine invertebrates such as ascidians, but how is BPA acting is not known. My PhD project is aimed at deciphering the toxicity of BPA on embryonic development of the marine invertebrate chordate Phallusia mammillata (Tunicata). Firstly, I assessed the embryonic expression of P. mammillata NRs and found that 5 are expressed within the ascidian brain (also called sensory vesicle, SV) (COUP, ERR, PPAR, PXR/VDR) or nearby (TR). Interestingly, the human orthologues of most of these NRs are known to bind BPA. Secondly, I assessed BPA toxicity during P. mammillata embryonic development and found that BPA is toxic in a dose-dependent manner. I also show that at micromolar doses BPA induces neurodevelopmental toxicity by impairing differentiation of the ascidian pigmented sensory organ (PSO). I further show that this phenotype is specific to bisphenols. Finally, estrogen-related receptor (ERR) agonists and antagonists partially phenocopied BPA phenotype. Interestingly, I found that Pm-ERR is expressed in the larval SV close to the ascidian PSO, thus suggesting an involvement of Pm-ERR in the BPA phenotype. Furthermore, the complex pleiotropic action of BPA together with the presence of other NRs in the ascidian larval brain raises the possibility that these NRs are involved both in ascidian brain development and EDs toxicity, thus they should not be overlooked.

L'abondance d'éléments génétiques mobiles dans le génome humain a un impact critique sur son évolution et son fonctionnement. Même si la plupart des éléments transposables sont inactifs en raison de l'accumulation de mutations, le rétrotransposon LINE-1 (Long Interspersed Element-1 ; ou L1) continue de se mobiliser et d'influer sur notre génome. Il a ainsi contribué à l'évolution de l'homme moderne, mais aussi à l'apparition de maladies génétiques. Les séquences du rétrotransposon L1 correspondent à 17% de la masse totale de l’ADN humain. Une copie active de L1 est capable de se mobiliser de manière autonome par un mécanisme de type «copier-coller» qui met en jeu un intermédiaire ARN et une étape de transcription inverse. Cependant, peu de choses sont connues sur les voies cellulaires impliquées dans la mobilité de L1. Notre laboratoire a découvert, par des cribles double-hybride, une interaction entre la protéine ORF2p de L1 et le récepteur α associé aux œstrogènes (ERRα), un membre de la famille des récepteurs nucléaires. Ici, nous avons confirmé et étendu cette observation à plusieurs autres membres de la superfamille des récepteurs de stéroïdes en utilisant un test de double-hybride fluorescent (F2H) en culture cellulaire. Pour mieux comprendre le rôle potentiel d’ERRα dans le cycle de rétrotransposition de L1, nous avons effectué des expériences de suppression et de surexpression qui suggèrent qu’ERRα est un régulateur positif de la rétrotransposition. Collectivement, ces données relient les voies de signalisation des stéroïdes avec la régulation post-traductionnelle de la rétrotransposition de L1, ce qui suggère un modèle par lequel ERRα et probablement autres récepteurs nucléaires peuvent recruter le RNP L1 vers des emplacements chromosomiques spécifiques. / The abundance of genetic mobile elements in our DNA has a critical impact on the evolution and function of the human genome. Even if most transposable elements are inactive due to the accumulation of mutational events, the Long INterspersed Element-1 (LINE-1 or L1) retrotransposon continues to diversify and impact our genome, being involved in the evolution of modern humans and in the appearance of genetic diseases or in tumorigenesis. L1 forms 17% of human DNA. It is autonomously active being replicated through an RNA-mediated ‘copy-and-paste’ mechanism. The L1 element encodes two proteins, ORF1p and ORF2p, which associate with the L1 mRNA to form L1 ribonucleoprotein particles, the core of the retrotransposition machinery. However, little is known about the cellular pathways involved in L1 replication. Our laboratory has discovered by yeast 2-hybrid screens an interaction between L1 ORF2p and the estrogen-related receptor α (ERRα), a member of the nuclear receptor family. Here, we confirmed and extended this observation to several other members of the steroid receptor superfamily using a fluorescent two-hybrid assay (F2H) in human cultured cells. To get further insight into the potential role of ERR in L1 replication cycle, we performed ERR siRNA-mediated knock-down and overexpression experiments, which suggest that ERR is a positive regulator of retrotransposition. Moreover, the artificial tethering and concentration of ERR to a large and repetitive genomic array inhibits retrotransposition. Collectively, these data link steroid signaling pathways with the post-translational regulation of L1 retrotransposition, suggesting a model by which ERRα, and probably several other nuclear receptors, can recruit the L1 RNP to specific chromosomal locations, acting as tethering factors.