Cette thèse présente le bilan de cinq projets de recherche visant à une meilleure compréhension des mécanismes qui contribuent à la régulation pondérale. Ces projets s'inscrivent dans la perspective selon laquelle le poids corporel est l'objet d'une régulation, un modèle appelé pondérostat. Les raisons qui justifient le choix de ce modèle comme fondement théorique de cette thèse, ainsi que les arguments des adversaires de ce modèle sont discutés. Le premier projet, basé sur une enquête menée auprès de 150 participants, a montré que les personnes perdant du poids activement présentent des réponses très différentes de celles perdant du poids passivement. Les résultats montrent que les personnes en situation de signal d'erreur, et seulement elles, tendent à présenter un score d'agressivité plus élevé. Le deuxième projet est une expérience menée chez le rat pour vérifier l'effet du calcium alimentaire sur la consigne pondérale, mesurée par la méthode d'amassement. Les résultats montrent que la consigne pondérale n'est pas influencée par la teneur en calcium de la diète, ce qui contribue à invalider l'hypothèse selon laquelle le calcium alimentaire pourrait contribuer à prévenir la prise de poids ou à encourager la perte de poids. Le troisième projet, dans lequel l'énergie ingérée et déféquée par 31 rats soumis à des diètes différentes a été mesurée pendant 6 semaines, a montré que l'efficacité de l'absorption intestinale n'est pas sous le contrôle du pondérostat. Le quatrième projet consistait à soumettre à un test d'alliesthésie négative dix patients ayant subit une dérivation bilopancréatique avec gastrectomie pariétale et inversion duodénale deux ans plus tôt. Les résultats montrent que leur poids corporel est toujours au-dessus de leur consigne et que leur amaigrissement, déjà substantiel, va probablement se poursuivre, ce qui confirme l'efficacité fonctionnelle de cette chirurgie et la justifie. Le dernier projet, basé sur l'analyse du contenu du panier d'épicerie de 100 participants en supermarché, montre que les personnes qui luttent pour perdre du poids achètent davantage d'aliments palatables. Ainsi, le signal d'erreur peut induire un ajustement de la composition de la prise alimentaire. Pris ensemble, ces résultats contribuent à valider le modèle du pondérostat comme explication de la stabilité et des variations du poids corporel. / This thesis presents five research projects aiming a deeper understanding of the mechanisms involved in body weight regulation. Those projects are based on the paradigm stipulating that body weight is maintained stable through a regulatory process, the ponderostat. The justification of the choice of this model as underlying theory of this thesis against the arguments of the opponents of this model is discussed. The first study was conducted with 150 participants. Results showed important differences between persons achieving weight-loss actively and persons loosing weight passively. Persons living under an error signal présent higher aggressiveness scores. The second project aimed at assessing the effect of dietary calcium over body weight set-point in rats. The results showed that the rats' set-point was not influenced by the calcium content of the diet. Such a result tends to oppose the theory that calcium has "anti-obesity" properties. In the third project, the energy ingested and defecated by rats fed on different diets was assessed during six weeks. The results showed that intestinal absorption efficiency is not under the control of the ponderostat. In the fourth project, we investigated the responses of morbidly obese patients two years after bariatric surgery: bilopancreatic diversion with duodenal switch. Two years after the surgery, their body weight seemed to remain over their body weight set-point. They are thus likely to continue to loose weight, even tough they already lost about half of their pre-surgery weight. In the last project, we analyzed the impact of weight loss on supermarket food choice by analyzing the grocery basket composition of 100 participants, using their grocery receipts. The results showed that body weight error signal can influence food choice. Together, those results contribute to the validation of the ponderostat model as an explanation for the body weight stability.

La biogenèse ribosomale débute avec la transcription de l'ARN ribosomal (ARNr). La structure du nucléole, la formation des ribosomes et le recrutement des centaines de protéines et de Small Nucleolar Ribonucleic Acid (snoRNA) qui sont essentiels pour la biogenèse ribosomale dépendent de l'activité transcriptionnelle des gènes d’ARNr. Les génomes haploïdes murins et humains possèdent à peu près 200 copies de gènes d’ARNr présents sur le bras court de cinq chromosomes acrocentriques. Ces loci correspondent aux Nucleolar Organizer Regions (NORs) et restent en majorité hypocondensés par rapport au reste des chromosomes durant la mitose. Au commencement de chaque cycle cellulaire, les nucléoles se reforment autour des gènes d’ARNr actifs. Ces gènes d’ARNr sont transcrits par l'ARN polymérase I, ce qui nécessite la formation d'un complexe de pré-initiation de la transcription (Pre-Initiation Complex, PIC). À partir d'expériences in vitro, deux facteurs basaux pour l'ARN polymérase I ont été identifiés: Selectivity Factor 1 (SL1) et Upstream Binding Factor (UBF). Le complexe SL1 contient la protéine TATA-box Binding Protein (TBP) ainsi que plusieurs TBP-Associated Factor (TAF) qui permettent de reconnaître les séquences promotrices des gènes d’ARNr. Les données existantes à ce jour suggèrent qu'UBF est un facteur architectural qui permet la formation d'une structure nucléoprotéique, l'enhancesome, dans laquelle un dimère d'UBF forme une boucle d'ADN de 360° d'environ 140 paires de bases (pb) d'ADN, et de ce fait, aide à la formation du PIC. UBF a également été impliqué dans la régulation de l'élongation de la transcription. Cependant, il n'a pas encore été déterminé si UBF accomplit ces deux fonctions in vivo et si UBF est essentiel pour la transcription des gènes d'ARNr. Pour résoudre cette question fondamentale, nous avons généré des souris ainsi que des cellules murines qui portent une mutation conditionnelle du gène Ubf. L'inactivation du gène Ubf a entraîné un arrêt développemental au stade morula, ceci révélant l'importance du facteur pour la prolifération des cellules et pour le développement embryonnaire. L'inactivation conditionnelle du gène Ubf en culture cellulaire a mené à l'arrêt de la transcription ribosomale, à l'absence de formation du complexe PIC sur les gènes d’ARNr, à la mise en état inactif des gènes d’ARNr sans méthylation de l'ADN, à l'altération de la structure nucléolaire et à la formation d'une structure nucléaire qui contient les facteurs de l'initiation de la transcription et de la maturation des ARNr mais qui est dépourvue des NORs. L'inactivation conditionnelle d'Ubf dans les cellules a conduit à un arrêt de la prolifération cellulaire et à l'apoptose des cellules de manière indépendante p53, et ceci exclusivement dans les cellules transformées de manière oncogénique. Ces résultats suggèrent qu'UBF constituerait une cible de choix pour la chimiothérapie. / Ribosomal biogenesis starts with transcription of ribosomal RNA (rRNA). Nucleolus structure, ribosomes formation and recruitment of hundreds of proteins and snoRNAs Small Nucleolar Ribonucleic Acid essential for ribosomal biogenesis depend on transcription of rRNA. Human and mouse haploid genomes contain around 200 copies of rDNA genes on the short arms of five acrocentric chromosomes. These loci correspond to the NORs Nucleolar Organizer Regions and stay undercondensed during mitosis as compared with the rest of the chromosomes. At the beginning of each cell cycle, nucleoli are reformed around rDNA genes. rDNA genes are transcribed by RNA polymerase I, which requires the formation of the PIC. Two RNA polymerase I basal transcription factors were identified; SL1 Selectivity Factor 1 and UBF Upstream Binding Factor. The SL1 complex contains the TBP TATA-box Binding Protein protein and the TAF TBP-Associated Factor allowing the promoter sequences recognition on rDNA genes. Data suggest that UBF is an architectural factor that allows the formation of a nucleoproteic structure, the enhancesome, in which a UBF dimer forms a DNA loop of 360° of almost 140 bp of DNA and in this way aids PIC formation. However, UBF has also been implicated in the regulation of transcription elongation. But whether or not UBF actually performs either of these functions in vivo, or indeed is even essential for the transcription of the rRNA genes at all is still unknown. To resolve this fundamental question we have generated mice and mouse cells conditionally lacking the single copy Ubf gene. Inactivation of the Ubf gene in mouse leads to developmental arrest at morula stage, this revealing the factor's importance for cell proliferation and embryonic development. Conditional inactivation of Ubf gene in cell culture leads to shut-down of ribosomal transcription, to failure of PIC formation loss on rDNA genes, to a DNA methylation-independent inactivation of rDNA genes, to nucleolus structure alteration and to the formation of a sub-nuclear structure containing the initiation of transcription and the processing factors lacking the NORs. Conditional inactivation of Ubf gene in cells leads to a proliferation cell arrest and to a p53-independent apoptosis exclusively in oncogenically transformed cells, suggesting that UBF could represent a unique target for chemotherapy.

La thyroïde capte et concentre l’iodure afin de produire les hormones thyroïdiennes T3 et T4. L’iodure est capté au pôle basolatéral du thyrocyte par le symporteur Na+/I- (NIS) et transporté jusqu'au pôle apical de la cellule où il est oxydé par la thyroperoxydase (TPO). La forme oxydée de l’iodure se lie à des résidus tyrosyls de la thyroglobuline (Tg), contenue dans la thyroïde, qui couplés donneront naissance à la T3 et la T4. L’iodation et le couplage sont possibles grâce à la thyroperoxydase et à la présence d’un système générateur d’H2O2. Celui-ci est composé des protéines à sept hélices transmembranaires Duox1 et Duox2 présentant 83% de similitude de séquence entre elles et possédant deux motifs EF-hand ainsi qu’un site de liaison au FAD et quatre sites de liaison au NADPH. Dans la thyroïde humaine, l’ARN messager de Duox2 est plus exprimé que celui de Duox1. Jusqu'il y a peu de temps, nous n'avions à notre disposition aucun anticorps spécifique de l’une ou l’autre des Duox. Il n'était donc pas possible de déterminer si cette différence d’expression se retrouve au niveau protéique. Les PCCl3 sont une lignée de thyrocytes de rat possédant un système générateur d’H2O2 fonctionnel. Contrairement aux cultures primaires de thyrocytes humains, ces cellules peuvent être transfectées facilement. L’introduction de siRNAs spécifiques de Duox1 ou Duox2 de rat, via des vecteurs plasmidiques, a permis de démontrer que le peroxyde d’hydrogène produit par les PCCl3 est principalement généré par Duox1. En effet, l’inhibition de l’expression de Duox1 est directement corrélée à la diminution de production d’H2O2. Cette inhibition n’interfère pas avec d’autres fonctions de la cellule thyroïdienne puisque les cellules invalidées pour Duox1 sont toujours capables de capter l’iodure. De plus, la réintroduction de l’expression de Duox1 par transduction lentivirale permet de restaurer la production de peroxyde d’hydrogène. Faute d’une maturation correcte des protéines Duox à la membrane plasmique, il a longtemps été impossible de reconstituer un système générateur d’H2O2 actif par transfection de Duox1 et/ou Duox2 en système hétérologue. En 2006, les protéines activatrices des protéines Duox1 et Duox2, respectivement appelées DuoxA1 et DuoxA2, ont été identifiées. Leur co-expression avec les enzymes Duox permet à ces dernières de migrer à la membrane et d’être actives. La distribution tissulaire des protéines DuoxA est parallèle à celle des Duox. La découverte des protéines activatrices a permis d’étudier spécifiquement la régulation de l’activité de Duox1 et de Duox2. La production d’H2O2 de Duox1 est positivement régulée par la voie de l’AMPc via des phosphorylations par la protéine kinase A (PKA). La génération d’H2O2 de Duox2 est sous le contrôle de la voie des phosphatidylinositols-Ca2+ conduisant à l’activation de la protéine kinase C (PKC). L’activation de Duox2 est également corrélée à une modification de l’état de phosphorylation de la protéine. Dans les thyrocytes humains, le récepteur de la TSH est couplé aux protéines Gs et Gq/11. La TSH liée à son récepteur est donc capable d’activer la voie de l’AMPc et la voie des phosphatidylinositols-Ca2+. Dans les thyrocytes humains en culture primaire, l’activation de la PKA et de la PKC mène également à une augmentation de la phosphorylation des protéines Duox. En conclusion : 1) Duox1 est majoritairement responsable de la production d’H2O2 dans la lignée de thyrocytes de rat PCCl3 ; 2) l’activité de Duox1 humain co-exprimé avec son activateur en cellules Cos-7 est régulée positivement par la voie de l’AMPc via des phosphorylations par la PKA ; 3) l’activité de Duox2 humain co-exprimé avec son activateur en cellules Cos-7 est stimulée par la voie des phosphatidylinositols-Ca2+ via des phosphorylations par la PKC ; 4) les thyrocytes humains expriment les deux protéines Duox. La production d’H2O2 est augmentée suite à l’activation de la voie de l’AMPc et de la voie des phosphatidylinositols-Ca2+. Les protéines Duox sont phosphorylées au niveau basal et cette phosphorylation est augmentée suite à l’activation de la PKA ou de la PKC.

Les pays réforment leurs services publics de l’eau en introduisant un nouveau système de régulation, soit la gestion intégrée des ressources en eau gire par le haut (centralisation) ou par le bas (décentralisation) ou intermédiaire. Quelle est la dynamique derrière ce choix ?On étudiera les apports de la religion, du droit, de l’économie, de la science politique et de la gestion à la régulation qu’elle combine avec les apports des théories du courant néo-institutionnel et de la bureaucratie pour créer ses outils comme la yardstick competition, la ring fencing competition et la price-cap regulation.Seront ensuite étudiés le service public, la public utility et le service universel et les spécificités de l’eau, du gaz, de l’électricité et des télécommunications pour mettre en relief les caractéristiques du service de l’eau.Pour déceler la politique du choix d’un système de régulation dans le service public de l’eau, on adoptera une étude quantitative basée sur les grounded theories et sur la narration analytique. Appliquée à l’étude de cas approfondie du service public de l’eau dans deux pays à modèles de référence, dans six pays à modèles hybrides et à deux modèles hybrides de référence, on aura un modèle qualitatif avec des core et des ancillary dynamics. Les techniques quantitatives confirmeront/infirmeront cette dynamique. Un questionnaire sera testé sur une banque de données sur le service public de l’eau dans 106 pays et un modèle quantitatif en ressort.Enfin, la comparaison des deux modèles qualitatif et quantitatif produira le modèle final de la dynamique du choix d’un système de régulation dans le service public de l’eau qui sera argumenté théoriquement. / Countries are reforming their water public utilities in order to introduce a new regulatory system called Integrated Water Resources Management (IWRM). IWRM may be centralized, decentralized or in-between. What is the dynamic behind this rationale?We will examine the contributions of religion, law, economics, political science and management to regulation. These contributions shall be combined with those of neo-institutional and bureaucracy theories in order to create some regulatory tools such as yardstick competition, ring fencing competition and price-cap regulation.We will also study public service, public utility and universal service. We will also examine water, gas, electricity and telecommunications characteristics in order to highlight the water utility specificities.We will use grounded theories and analytic narrative elements in studying in-depth the water public utility regulation in two countries with reference models, in six countries with hybrid models and two international reference hybrid models. A qualitative model with core and ancillary dynamics will be sketched.Quantitative techniques will confirm/infirm this dynamic through a questionnaire that will be tested on a database consisting of 106 countries in order to produce a quantitative model of this dynamic.Finally, the qualitative and quantitative models will be compared in order to produce a final model of water public utility dynamics of regulation which will be theoretically discussed.

L’étiologie et le développement des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI), dont la maladie de Crohn (MC) et rectocolite hémorragique (RCH), sont encore mal compris. Il s’agit de maladies multifactorielles caractérisées par une dérégulation de la réponse immunitaire des muqueuses chez des individus génétiquement prédisposés, sous l’influence de facteurs environnementaux. À ce jour, seuls le tabagisme et l’appendicectomie sont décrits comme capables d’influencer le développement des MICI. Le rôle du tabac est ambivalent : il protège de la RCH mais aggrave le risque d’apparition de la MC. Néanmoins, malgré une littérature relativement abondante, il est à l’heure actuelle impossible d’assigner définitivement des propriétés immunomodulatrices particulières au tabac. De plus, aucun des modes d’actions du tabac proposés n’explique l’ambivalence observée entre la MC et la RCH. L’hypothèse la plus probable est celle d’un effet du tabac différent sur le côlon et l’intestin grêle.Partant de ces observations cliniques, ce travail a pour but de caractériser un (ou plusieurs) des mécanismes impliqués dans le rôle immunomodulateur du tabac d’une part au niveau du côlon et d’autre part au niveau de l’iléon, afin de réaliser une analyse différentielle sur ces deux organes.Deux modèles d’étude ont été mis en place sur des souris C57Bl/6. Les souris sont pré-exposées pendant 2 semaines à la fumée de cigarette via un protocole standardisé qui permet de mimer au mieux le tabagisme humain. Lors de la troisième semaine, l’inflammation est provoquée soit au niveau du côlon (traitement au DSS (Dextran Sodium Sulfate)), soit au niveau du grêle (traitement à l’indométacine). Chez les souris sauvages, l’exposition à la fumée de cigarette réduit significativement l’expression clinique de la colite et diminue l’expression des cytokines pro-inflammatoires Th1/Th17 dans le côlon. Cette protection est spécifique au côlon : aucune différence n’a pu être observée sur les paramètres cliniques de l’inflammation dans le modèle d’iléite.L’analyse des populations cellulaires met en évidence une augmentation de la proportion de lymphocytes iNKT au niveau du foie et du côlon (mais pas au niveau du grêle) des souris exposées. Ces cellules sont indispensables à l’effet protecteur lié à la fumée de cigarette au niveau du colon. En effet, la protection contre la colite au DSS liée à la fumée est abolie chez des souris déficientes en cellules NKT fonctionnelles. Par contre, dans le modèle d’iléite à l’indométacine, les souris déficientes en NKT montrent une sensible diminution de l’inflammation iléale lorsqu’elles sont exposées à la fumée de cigarette.Ces résultats semblent indiquer que les cellules iNKT joueraient un rôle différent en fonction de leur localisation dans le tractus intestinale, ou que des sous-populations différentes de cellules iNKT seraient impliquées dans le contrôle immunitaire dans le côlon et l’intestin grêle.Ce travail démontre clairement que, expérimentalement, la fumée de cigarette protège les souris de la colite mais pas de l’iléite. Pour la première fois, les cellules iNKT ont été identifiées comme ayant un rôle majeur dans la protection du côlon liée à la fumée de cigarette, tout en jouant potentiellement un rôle différent au niveau de l’iléon.Cette thèse apporte des données nouvelles et originales dans le domaine de la régulation de l’inflammation intestinale notamment par la fumée de cigarette, un facteur environnemental largement répandu. En outre, cibler les cellules iNKT pourrait constituer un nouveau moyen de contrôle de l’inflammation intestinale. La conception de nouvelles molécules agissant sur la polarisation des cellules iNKT pourrait faire l’objet d’une nouvelle voie thérapeutique visant à diminuer l’inflammation colique, en particulier au cours de la RCH. / Current hypothesis on the pathogenesis of inflammatory Bowel disease suggests that the disease development implicates a deregulated dialogue between the intestinal flora and components of both the innate and adaptive immune systems in genetically susceptible individuals and under the influence of environmental factors. To dateonly cigarette smoking and appendectomy have been shown to play a significant role. The effect of smoking appears to be ambivalent: it protects from ulcerative colitis (UC) but worsens Crohn’s disease (CD). Moreover, in CD it has been proposed that smoking might influence the disease location: CD patients who smoke were found to have a higher frequency of ileal disease and a lower frequency of colonic involvement. However, the molecular basis of the opposite effect of smoking in CD and UC still remain unexplained. Tobacco smoke molecules seem to possess various immunomodulatory properties but currently no clear conclusion can be drawn from in vitro and in vivo studies. To date, the influence of cigarette smoke on immune cells profile in the intestine remains unknown. The aim of this project was to characterize the effect of CS in murine models of intestinal inflammation, and the underlying mechanism implied in impact of CS in the colon and in the ileum at the cellular and molecular levels. To address this question, we developed a new model of exposition to CS using InExpose® exposure system (Scireq Inc) which allows us to accurately reproduce human smoking habits. We applied this protocol of exposure in two different animal models of intestinal inflammation: 1) the commonly used model of dextran sodium sulphate (DSS)-induced colitis and 2) the indomethacin-induced jejuno-ileitis model. C57BL/6 mice were pre-exposed to CS during two weeks before induction of one or another model of intestinal inflammationFirstly, we demonstrated in WT mice that CS exposure improved DSS-induced colitis but not indomethacin-induced ileitis. The colonic improvement was associated with a decrease in Th1/Th17 proinflammatory cytokines expression in the colon. This protection linked to CS exposure was specific to the colon since no modification of clinical and inflammatory parameters were observed in the jejuno-ileitis model.Secondly, we analyzed leukocyte population under CS exposure condition compared to control un-exposed mice. We showed by flow cytometry analysis that, in particular, iNKT cells were recruited by cigarette smoke in the colon and the liver (but not the small bowel) after CS exposure in non-inflammatory condition. To access the role of iNKT cells in CS dependant colonic protection, mice deficient in NKT cells (CD1dKO and J18KO mice) were exposed to the same protocols than WT mice. In NKT cell-deficient mice, CS exposure failed to improve colitis and to decrease the expression of proinflammatory cytokines. This implies that iNKT cells may be a major actor in the CS-dependent protection against DSS colitis. On the other hand, in NKT cell-deficient mice CS exposure seems to improve indomethacin-induced ileitis. This result indicates that iNKT cells could act differently according intestinal location or that the populations of iNKT in the different compartment of intestinal tracts may differ.In conclusion, this study demonstrated that mainstream CS exposure protects mice from experimental colitis but not from experimental ileitis. For the first time, we have identified iNKT cells as major player of the CS-dependent protection in colonic inflammation, whereas they might have a different role in the ileum. Therefore, our study contributes to better elucidate the impact of smoking, as a widespread environmental factor in IBD. Targeting iNKT cells would represent a novel therapeutic way. Design of new molecules acting on iNKT cells polarization could reproduce the effects of CS and allow decreasing the inflammation in the colon.

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La régulation post-transcriptionnelle joue un rôle essentiel dans le contrôle du développement des animaux et des maladies. Parmi les mécanismes de régulation posttranscriptionnelle identifiés à ce jour, les microARNs jouent un rôle central. Ils constituent une large classe de courts ARNs régulateurs qui ont été découverts chez le nématode C. elegans et ont été répertoriés chez tous les métazoaires. Les microARN sont transcrits par l'ARN polymérase II sous forme d'un long transcrit primaire et vont subir deux étapes de clivage successives pour former le microARN mature. Le microARN mature est pris en charge par une protéine Argonaute pour former un complexe effecteur, le miRISC. Les microARN s’associent avec la région 3' non traduite de leurs ARNm cibles pour réprimer leur traduction et/ou initier leur dégradation. L'orchestration dynamique de ces processus n'est pas bien comprise, mais on pense actuellement qu'elle dépend en grande partie d'un partenaire clé des Argonautes, GW182. Les cellules germinales sont la source d’ARNm maternels dont la régulation est essentielle aux premières étapes de l’embryogénèse. Le maintien de la stabilité de ces transcrits est assuré par des mécanismes posttranscriptionnels. Les microARNs sont abondants dans la lignée germinale et donc pourraient potentiellement participer à cette régulation. C’est ce qui nous amène à étudier la fonction des microARNs dans les cellules germinales. L’objectif de mon doctorat a été de comparer les mécanismes moléculaires utilisés par les microARN dans les cellules germinales et somatiques afin de mieux comprendre comment ils régulent l’expression des gènes. Grâce à une combinaison d’analyses protéomiques et de rapporteurs de l’activité des microARN in vivo, nous avons pu disséquer la composition et la fonction des miRISC germinaux et somatiques. Nous avons découvert un mécanisme de répression indépendant de GW182 qui réprime et stabilise les cibles de microARN. De façon intéressante, nous démontrons que des sites de liaison des miARN sont suffisants pour localiser un transcrit germinal à la région périnucléaire. Finalement, nous identifions GLH-1, une composante des granules P germinaux, comme étant un cofacteur de la fonction des microARN germinaux. Collectivement, mes travaux de doctorat nous ont permis de contribuer à améliorer les connaissances des mécanismes de la régulation des gènes par les microARN. / Post-transcriptional regulation plays a key role in controlling animal development and diseases. Among all post-transcriptional regulatory mechanisms identified to date, microRNAs play a central role. They constitute a large class of short non-coding RNAs that were discovered in C. elegans and have been reported in all metazoans. MicroRNAs are transcribed by RNA polymerase II as a long primary transcript that will undergo two successive cleavage steps to form the mature microRNA. The mature microRNA is the loaded onto an Argonaute protein to form an effector complex, the miRISC. MicroRNAs associate with the 3' untranslated region of their target mRNAs to repress their translation and/or initiate their degradation. The dynamic orchestration of these processes is not well understood, but at the moment is thought to be largely dependent on a key Argonaute partner, GW182. In developmental contexts such as oogenesis and early embryogenesis, the expression of maternally supplied mRNAs is tightly controlled. In oocytes, translational repression rather than irreversible mRNA decay, is preferred to accumulate and maintain a pool of maternal mRNAs whose timely expression is critical later in development. MicroRNAs are abundant in the germ line and therefore could potentially participate in this regulation. This leads us to study the function of microRNAs in germ cells. The aim of my PhD was to compare the molecular mechanisms used by microRNAs in germline and somatic cells to better understand how they regulate gene expression. Using a combination of proteomic analyzes and in vivo microRNA activity reporters, we were able to dissect the composition and function of germline and somatic miRISCs. We uncover a GW182- independent silencing mechanism used by germline miRNAs to both repress and unexpectedly stabilize their target mRNA. Interestingly, miRNA binding sites are sufficient to localize a germline reporter transcript to the perinuclear region. Finally, we identify GLH-1, a germline P granule component, as an miRISC cofactor involved in the repression of germline microRNA targets. Collectively, my doctoral work helps us gain new insights about the mechanisms used by microRNAs to regulate gene expression.

Certains marqueurs inflammatoires augmentent en concentration chez les sujets avec maladie coronarienne athérosclérotique. Le système inflammatoire pourrait également être modifié par un effort exhaustif prolongé (marathon) ou l'activité physique régulière. L'impact d'un exercice court et intense sur l'activation du système inflammatoire, chez les sujets sains d'âge mûr, sans évidence d'ischémie myocardique, n'est pas bien défini, tout comme l'évaluation de leur condition vasculaire. Chez ces sujets, une épreuve d'effort maximale sur tapis roulant a causé l'augmentation de ces marqueurs et médiateurs inflammatoires : protéine C-réactive (CRP), interleukine-6 (IL-6), interleukine-18 (IL-18) et myeloperoxydase (MPO). Pour la première fois, il est démontré que l'exercice bref et intense activerait significativement le système inflammatoire, chez des sujets matures asymptomatiques sans évidence d'ischémie à l'exercice. Immédiate et transitoire, cette réaction suggère une réponse physiologique de l'organisme. Dans un deuxième temps, des mesures échographiques vasculaires estimant la fonction endothéliale et l'épaisseur de l'intima-média carotidienne ont été prises, lesquelles contribueront aux connaissances portant sur la condition vasculaire et viennent compléter notre investigation sur le portrait inflammatoire du sujet sain d'âge mûr.

Le facteur induit par l’hypoxie 1 (Hypoxia-inducible factor-1, HIF-1) est un facteur de transcription clé dans la réponse cellulaire au stress hypoxique. Entre autres, HIF-1 permet le maintien de l’homéostasie de l’oxygène en situations hypoxiques par l’activation de plusieurs gènes impliqués dans divers processus cellulaires et physiologiques. Outre son rôle physiologique important, HIF-1 est également impliqué dans la pathogenèse de nombreuses maladies. Ce facteur est un complexe constitué de deux sous unités, α et β. Contrairement à HIF-1β qui est constitutive, HIF-1α est hautement sensible à l’oxygène. En condition normale d’oxygène, la sous-unité HIF-1α est dégradée par le protéasome à la suite de son hydroxylation. Cependant, en hypoxie, l’hydroxylation et la dégradation de HIF-1α sont inhibées, ce qui se traduit par une stabilisation de HIF-1α et une activation du complexe transcriptionnel HIF-1. Divers autres mécanismes permettent également un contrôle précis de l’activité de HIF-1 afin d’assurer une réponse adaptative adéquate à l’hypoxie. Les travaux présentés dans cette thèse visent à élucider des nouveaux mécanismes de régulation de la sous-unité HIF-1α. Dans un premier temps, nous démontrons la contribution de la prolyl isomérase Pin1 dans la régulation post-traductionnelle de HIF- 1α. Nos travaux indiquent que l’isomérisation de HIF-1α par Pin1 joue un rôle clé dans la régulation de l’activité du complexe HIF-1 et permet une régulation différentielle de ses gènes cibles. Dans un deuxième temps, nous montrons un rôle crucial de Pin1 dans la régulation transcriptionnelle de HIF-1α. Plus précisément, nous montrons l’implication de Pin1 dans la régulation de l’activité de régulateurs positifs de l’expression de HIF-1α, les facteurs de transcription Sp1 et Sp3, ainsi que l’impact de cette régulation sur l’activation du promoteur du gène HIF-1A. Finalement, nous présentons le composé PD184161, un inhibiteur de la voie p42/p44 MAPK, comme un puissant inhibiteur sélectif de la sous-unité HIF-1α. En ce sens, PD184161 permet de bloquer spécifiquement l’accumulation de la protéine HIF-1α induite par des activateurs non-hypoxiques via un mécanisme dépendant de la stabilité mais indépendant de la voie p42/p44 MAPK. Bref, la détermination des nouveaux mécanismes moléculaires modulant l’activité du facteur HIF-1 dans diverses conditions permet une meilleure compréhension des modes de régulation des voies de signalisation hypoxique induites par HIF-1 dans des conditions physiologiques ou pathologiques et aura, par conséquent, un impact majeur sur le développement des stratégies thérapeutiques efficaces. / Hypoxia-inducible factor (HIF-1) is a key transcription factor for the cellular response to hypoxic stress. HIF-1 allows the maintenance of oxygen homeostasis under hypoxic situations by activating several genes involved in various cellular and physiological processes. In addition to its important physiological role, HIF-1 is also implicated in the pathogenesis of many diseases. This factor is a complex composed of two subunits, α and β. In contrast to HIF-1β which is constitutive, HIF-1α is highly sensitive to oxygen. Under normal oxygen conditions, the HIF-1α is degraded by the proteasome following its hydroxylation. In contrast, and under hypoxia, hydroxylation and degradation of HIF-1α are impeded, resulting in HIF-1α stabilization and activation of the HIF-1 transcriptional complex. To ensure an adequate adaptive response, different molecular mechanisms play important regulatory roles for the precise control of HIF-1 activity. The work presented in this thesis aims to elucidate new mechanisms implicated in the regulation of the HIF-1α subunit. We begin by demonstrating the contribution of the prolyl isomerase Pin1 in the post-translational regulation of HIF-1α. Our results indicate that HIF-1α isomerization by Pin1 plays a central role in the regulation of HIF-1 complex activity and leads to a differential regulation of its target genes. Then, we show the pivotal role played by Pin1 in the transcriptional regulation of HIF-1α. More precisely, we provide a comprehensive investigation of the involvement of Pin1 in regulating the activity of positive regulators of HIF-1α expression, the transcription factors Sp1 and Sp3, and the impact of this regulation on HIF-1A gene promoter activation. Finally, we present the compound PD184161, a p42/p44 MAPK pathway inhibitor, as a potent selective inhibitor of the HIF-1α subunit. Indeed, PD184161 specifically blocks HIF-1α protein accumulation induced by nonhypoxic activators through a mechanism dependent on HIF-1α stability but independent of p42/p44 MAPK pathway activation. In summary, the determination of novel molecular mechanisms modulating the HIF-1 transcription factor activity under various conditions leads to a better understanding of hypoxic signaling pathways induced by HIF-1 under both physiological, or pathological, conditions. Therefore, these studies may have an important impact on the development of effective therapeutic strategies in this field.

Différentes stratégies permettent de tirer des conclusions à partir des données générées par des biopuces d'ADN dans l'étude de la dynamique de l'estradiol (E2) sur le transcriptome de la glande mammaire de souris vierges. Nous avons retenu 2 stratégies soit effectuer un classement des processus cellulaires des gènes régulés et tirer profit des courbes de régulation en fonction du temps. Nous avons de plus, utilisé 2 méthodes de normalisation des données (MAS5.0 et RMA) afin d'évaluer leurs similitudes et leurs disparités, ce qui a permis d'aller vers une meilleure compréhension de leurs impacts sur les résultats obtenus. Par l'observation des patrons d' expression suite à l'action de l'E2, les similarités entre MAS5.0 et RMA sont correctes. Cependant, c'est lorsque l'écart entre les intensités du traitement et du contrôle est faible que les dissemblances sont les plus manifestes c' est-àdire là où discriminer entre la variabilité biologique et technique est la moins évidente.