L’inhibition, par p16INK4a, de la progression du cycle cellulaire est considérée comme liée à un arrêt de la progression en phase G1 du à l’inhibition de l’activité de CDK4/6. Nous montrons que l’expression ectopique de p16INK4a dans trois lignées cellulaires malignes, p16-/- et pRb+/+, issues de tissus différents, provoque un allongement de la durée de la phase S et du cycle cellulaire total. L’ensemble de nos travaux sur p16INK4a sauvage et son mutant p16G101W indique que p16INK4a induit un allongement de la phase S i) indépendamment de l’origine tissulaire des cellules analysées et ii) en partie lié aux conséquences de l’inhibition de l’activité de CDK4/6 et peut-être des MAP-kinases. Dans sa localisation nucléaire, p16INK4a interviendrait dans la régulation du cycle cellulaire indépendamment de sa liaison à CDK4. L’expression de CDK1 est inhibée par p16INK4a dans les trois lignées analysées. Dans les cellules MCF7 et U87, cette inhibition est post-transcriptionnelle, médiée par la région 3’non traduite de l’ARNm de CDK1, et est associée à une modification de l’équilibre d’expression, tissu-spécifique, des microARN régulant potentiellement CDK1. Nous démontrons que CDK1 est une cible de miR- 410 et miR-650 induits par p16INK4a et le rôle de l’inhibition de la voie pRb/E2F par p16INK4a dans l’induction de miR-410. Ainsi, p16INK4a régule l’expression des gènes à différents niveaux en modifiant l’équilibre fonctionnel des facteurs de transcription et, en conséquence, des miARN. / The inhibition of cell cycle progression by p16INK4a, have been considered to result from arrest in G1 phase due to inhibition of CDK4/6 activity. We show that ectopic expression of p16INK4a in three human malignant cell lines, p16-/- and pRb +/ +, derived from different tissues, led to an increase in the length of S phase and of the entire cell cycle. Our studies using wild-type p16INK4a and p16G101W mutant indicated that p16INK4a induces a lengthening of S phase i) independently of tissue origins and ii) partly linked to the inhibition of CDK4/6 activity and possibly MAP-kinases. In the nucleus, p16INK4a may intervene in regulating the cell cycle independently of binding to CDK4. The expression of CDK1 is inhibited by p16INK4a in three cell lines analyzed. In MCF7 and U87cells, this inhibition is post-transcriptional, mediated by the 3' non translated region of CDK1 mRNA, and is associated with changes in the balance of the expression of microRNAs, which regulate potentially CDK1. We demonstrate that CDK1 is a target of miR-410 and miR-650, both induced by p16INK4a and the role of the inhibition of pRb/E2F pathway by p16INK4a in the induction of miR-410. Thus, p16INK4a regulates gene expression at different levels by modifying the functional balance of transcription factors and, consequently, the microRNAs

L'inflammation est considérée comme un promoteur de la cancérogenèse. La cyclooxygénase-2 (COX-2), la forme inductible de la famille des cyclooxygénases est un médiateur important de l'inflammation. Cette enzyme est constitutivement exprimée dans un grand nombre de cancers tels que les cancers du sein, du colon ou de la prostate. De nombreuses études mettent en évidence que COX-2 est surexprimée lors des étapes pré-néoplasiques. La COX-2 représente de ce fait une cible thérapeutique potentielle en chimioprévention et également pour le traitement des cancers. L'utilisation d'inhibiteurs synthétiques de COX-2 qui ciblent l'activité enzymatique est le seul traitement clinique actuellement disponible pour réduire l'activité de COX-2. Cependant, ces agents présentent des effets secondaires sévères, ce qui limite leur prise chronique chimiopréventives ou au cours des traitements anti-cancéreux. Une stratégie alternative pour cibler la fonction de COX-2 est d'inhiber son expression. Un grand nombre d'études montrent que certains produits naturels (la curcumine, le resveratrol ou l'apigénine par exemple) inhibent, préférentiellement l'expression de COX-2, sans être toxique. Notre projet analyse l'effet de l'acide cinnamique, un produit naturel extrait de la plante Cinnamonium cassia, sur l'expression de COX-2 au cours de la cancérogenèse dans le but d'évaluer son intérêt en chimioprévention. Nous avons utilisé comme modèle les cellules mammaires non carcinogènes, MCF10A stimulées avec un ester de phorbol, le 12-phorbol myristate 13-acetate (PMA), qui induit l'expression de COX-2. Nous avons observé une diminution de l'expression de COX-2 au niveau de l'ARNm et de la protéine après le traitement avec différentes concentrations d'acide cinnamique (1 et 10μM). L'analyse des mécanismes impliqués dans la diminution de l'expression de COX-2 a mis en évidence que l'acide cinnamique régule l'expression de COX-2 de façon post-transcriptionnelle en réduisant la stabilité de son ARNm. Cet effet est associé à une prévention de la diminution de l'expression de microARN (miR)-16 et une inhibition de l'expression de p38 induite par l'acide cinnamique en réponse au traitement avec le PMA. / Inflammation is considered a cancer-promoting factor. Cyclooxygenase-2 (COX-2), the inducible form of the family of cyclooxygenases is an important mediator of inflammation, which has been found constitutively expressed in many forms of cancer including breast, colon or prostate. A number of studies show that COX-2 is stably expressed since the early pre-neoplastic stages. This encourages us to consider COX-2 as a potential target in chemoprevention as well as in the treatment of cancer. Synthetic inhibitors of COX-2, which target enzymatic activity, are the only clinical strategy to counteract COX-2. However, these compounds present severe side effects, a fact that limits their prolonged intake, like requested in chemoprevention or during anti-cancer treatment.An alternative strategy to target COX-2 is at the level of its expression. A number of studies show that several natural compounds including curcumin, resveratrol or apigenin preferentially target COX-2 expression without showing toxicity.Our study analyses the effect of cinnamic acid, a natural compound derived from Cinnamonium cassia on COX-2 expression during carcinogenesis, with the final aim to evaluate its potential in chemoprevention/therapy.For our chemopreventive purposes, we used the non-carcinogenic breast cell line MCF10A, stimulated by the phorbol ester 12-phorbol myristate 13-acetate (PMA), which typically induces COX-2. We show a reduction of induced COX-2 expression after treatment with different concentrations of cinnamic acid (1 and 10μM). The analysis of the mechanisms involved in COX-2 protein expression decrease shows that cinnamic acid regulated COX-2 expression at the post-transcriptional level by reducing COX-2 mRNA stability. This effect is associated with the ability of cinnamic acid to prevent downregulation of miR-16 expression and p38 activation in response to PMA treatment.

Les protéines de liaison à l’ARN PUMILIO 1 et 2 (PUM1/2) exercent un rôle central dans le maintien des cellules souches chez les Invertébrés en se fixant, en association avec des partenaires protéiques, sur la région 3’ UTR de certains ARNm, régulant ainsi leur devenir. A ce jour, le rôle de PUM1/2 dans les cellules souches/progénitrices hématopoïétiques (CSPHs) a été peu étudié. La perte de la coordination entre auto-renouvellement et différenciation des CSPHs peut aboutir à des hémopathies chez l'Homme, d’où la nécessité de comprendre les mécanismes sous-jacents. Notre équipe a mis en évidence, par une approche de shARN, que l’invalidation des protéines PUM1/2 dans les CSHs humaines et murines conduit à une réduction de leur expansion, associée à une apoptose accrue et un arrêt du cycle cellulaire en phase G0/G1, et aussi à une perte du potentiel clonogénique in vitro et du potentiel de reconstitution in vivo. L’objectif de notre travail a consisté à : a/ évaluer les effets de la surexpression de PUM1/2 dans les CSPHs, b/ déterminer l’implication de PUM1/2 dans les processus leucémiques, c/ étudier les mécanismes moléculaires responsables de l’activité de PUM1/2 en identifiant les cibles et les partenaires protéiques par une approche de protéomique globale. Nos résultats suggèrent qu’une surexpression modérée de PUM1 (2/3 fois) dans les cellules CD34+ limite la perte du potentiel clonogénique alors qu’une expression plus élevée (5/10 fois et plus) est toxique. L’analyse de l’expression de PUM1/2 par RT-qPCR dans les échantillons de Leucémies Aigue Myeloïdes (LAM) (GOELAMSthèque) montre une augmentation significative dans les échantillons les plus immatures (LAM0-2) comparés aux contrôles sains. La perte de PUM1/2 par shARN dans les cellules primaires de leucémies ainsi que dans des lignées issues de différents processus leucémiques réduit fortement leur survie. La recherche des partenaires associés à PUM par spectrométrie de masse a permis de découvrir Argonaute2 et MOV10 (tous les 2 impliqués dans la machinerie des miRNA), ainsi que des protéines de liaison aux ARNs, ELAV1 déjà connue pour son implication dans le maintien des CSH murines et IMP3, impliqué dans de nombreux cancers et dans la régulation du cycle cellulaire. L’invalidation de IMP3 ou ELAV1 dans les CSPHs conduisent, in vitro, aux mêmes effets observés avec la perte du PUM 1/2, une diminution de l’expansion avec une augmentation de l’apoptose, et la perte du potentiel clonogénique. Enfin, nous avons identifié FoxP1 (Forkhead box P1) comme nouvelle cible directe de PUM1/2, dont le rôle est encore très peu décrit dans l’hématopoïèse. L’étude fonctionnelle de FoxP1 sur les CSPHs par shARN mime les effets observés avec les facteurs PUM1/2. De plus, la surexpression de FoxP1 restaure partiellement les activités antiprolifératives et pro-apoptotiques générées par les shPUM1/2. Enfin, le profil d’expression de FoxP1 dans les LAM corrèle avec le profil d’expression de PUM1/2. Nos résultats confirment le rôle majeur joué par les protéines PUM1/2 en partie via la régulation positive de FoxP1 qui contribue au maintien les CSPHs normales et pathologiques. / Pumilio 1 and 2 (PUM1/2) RNA-binding proteins exert a central role in stem cell maintenance among Invertebrates by binding the 3'UTR of mRNA targets in association with protein partners, thus regulating mRNA stability/translation. Nothing is known regarding normal and pathologic hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs). Loss of coordination between self-renewal and differentiation of HSPCs can lead to leukemia in humans, hence the need to understand the mechanisms. Our team has highlighted the fundamental role played by the post-transcriptional regulators Pumilio (PUM) 1/2 on normal HSPC properties. By a shRNA approach, PUM 1/2 knockdown in human and murine HSPCs leads to: a/ a reduced expansion associated with an increased apoptosis and a cell cycle arrest in G0/G1 phase, b/ the loss of their clonogenic capacity and their in vivo reconstitution potential. The objective of our work is to: a/ evaluate the effects of PUM 1/2 overexpression in HSPC, b/ determine PUM1/2 involvement in leukemic processes; c/ investigate the molecular mechanisms responsible of PUM activity in HSPC by identifying protein targets and partners. Our results showed that a moderate overexpression of PUM1 (2 to 3 fold) in normal CD34+ HSPCs limits the loss of their clonogenic potential, while a higher expression (5 to 10 fold or more) is toxic. The expression analysis of PUM1/2 transcripts in Acute Myeloid Leukemia (AML) (GOELAMSthèque) showed a significant increase in the most immature samples (AML0-2) as compared to healthy controls. PUM1/2 knockdown by shRNA in AML cells significantly reduced their survival. The same effect was observed in cell lines from several leukemic processes. We identified various PUM-associated partners by mass spectrometry, Argonaute2 and MOV10 (involved in the miRNA machinery), and the RNA-binding proteins IMP3 (involved in several cancer and in cell cycle regulation) and HuR/ELAV1 (already known to be involved in murine HSPCs maintenance). IMP3 or ELAV1 knockdown in HSPCs in vitro lead to the same effect of a PUM1/2 invalidation, a decreased expansion with an increased apoptosis and the loss of clonogenic potential. Finally, we identify the forkhead box P1 (FOXP1) transcription factor as a new direct target up-regulated by PUM1 and PUM2. Functional study of FoxP1 knockdown by shRNA in HSPCs mimic PUM1/2 activities. Moreover, FOXP1 overexpression partially rescued shPUM antiproliferative and pro-apoptotic effects. Also, the PUM1/2 and FOXP1 expression levels in leukemic primary cells were measured by RT-qPCR and revealed a positive correlation. Our results reveal that PUM1/2 are direct positive regulators of FOXP1 which contributes to the maintenance of normal and leukemic HSPCs.

Dans le cadre de l’étude de la régulation de la synthèse de la cytokine pro-inflammatoire TNF-alpha dans les cellules myéloïdes stimulées aux lipopolysaccharides, nous avons pu mettre en évidence que l’effet anti-inflammatoire du nicotinamide (NAM) sur la production de cette cytokine s’opère au niveau de l’état de phosphorylation de la MAPK p38. Une diminution de la concentration intracellulaire de NAD entraine également une inhibition de la phosphorylation de la MAPK p38 en réponse aux lipopolysaccharides. De plus, une étude pharmacologique plus ciblée suggère que les sirtuines, une famille d’enzymes consommatrices de NAD, sont impliquées dans cette régulation. Nos résultats indiquent que ce processus s’effectuerait par un contrôle de l’expression des gènes mkp-1 et pac-1 codant pour des « dual-phosphatases » modulant l’état de phosphorylation des MAPKs. Enfin, nos données indiquent que l’effet anti-inflammatoire du NAM s’opère aussi par une régulation de l’efficacité traductionnelle du messager du TNF-alpha impliquant un raccourcissement de la queue poly(A) du messager. En conclusion, l’ensemble de nos données montre une complexité importante dans la régulation de la production de TNF-alpha dans les cellules myéloïdes par des enzymes consommatrices de NAD, dont les sirtuines. / Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les organismes bactériens sont en contact direct avec leur environnement et doivent donc constamment s’acclimater aux variations de celui-ci. Pour cela, plusieurs leviers de régulations peuvent être actionnés. Récemment, la régulation post-transcriptionnelle par les ARN régulateurs a été proposée comme un mécanisme de régulation rapide et peu coûteux pour la cellule. Chez le phytopathogène Dickeya dadantii, la régulation de la virulence a quasi exclusivement été étudiée au niveau transcriptionnel et l’implication des ARN régulateurs dans la virulence reste très peu connue. Pour cela, nous avons tout d’abord étudié le rôle des chaperons à ARN dans la pathogénie de D. dadantii et mis en évidence leur implication dans de nombreux facteurs de virulence comme la production d’enzyme de dégradation de la paroi végétale. Puis, nous avons développé une nouvelle méthode d’identification d’ARN à partir de données RNA-seq. Cette méthode a été développée pour tirer profit des séquençages réalisés en paired-end, permettant de séquencer les deux extrémités d’un transcrit. Son évaluation dans sa capacité à détecter de manière précise des ARN connus a montré une performance supérieure aux méthodes de détection existantes. Enfin, cette nouvelle méthode a été appliquée sur des données de séquençage de petits transcrits. Cette analyse nous a permis d’identifier plus d’un millier d’ARN régulateurs potentiels, dont plusieurs pourraient être impliqués dans la régulation de la virulence. Ces travaux ont donc permis de mettre en lumière l’existence d’une régulation post-transcriptionnelle chez D. dadantii et de proposer des pistes concernant les acteurs et mécanismes concernés / Bacterial organisms are directly exposed to environmental conditions and have to respond to environmental stress. To do so, several regulation network are known. Recently, post transcriptional regulation with small RNAs was suggested to be a fast and cheap in energy regulation mechanism. In the phytopathogen Dickeya dadantii, investigations on pathogenic process mostly focused on its control by transcriptional regulators. Knowledge of post-transcriptional regulation of the virulence factors is still in its infancy.To this end, we first studied the impact of RNA chaperones in the virulence of D. dadantii and showed that they were involved in the regulation of several virulence factors, like production of cell wall degrading enzyme. Then, we developed a new method to detect sRNAs from paired-end bacterial RNA-seq data. This method take paired end sequencing into account, which allow the sequencing of the both ends of each fragment. A comparative assessment showed that this method outperforms all the existing methods in terms of sRNA detection and boundary precision. Finally, this method was applied to sequencing data. With this analysis, more than one thousand sRNAs has been detected, with the identification of several candidates potentially involved in virulence.Thereby, this work highlight the existence of post-transcriptionnal regulation in D. dadantii and suggest candidates and mechanisms involved in this regulation

Les ARNs non-codants régulateurs (ARNnc) regroupent des acteurs majeurs de la régulation de l'expression des gènes, retrouvés de manière ubiquitaire dans l'ensemble des domaines du vivant. Chez les bactéries ils sont également appelés sRNAs, jouent des rôles clefs dans de nombreuxprocessus physiologiques et adaptatifs. Ces sRNAs ont été mis en évidence par des méthodes expérimentales haut-débit (microarray, tilling-array...) dans plusieurs espèces bactériennes d'intérêt. Ils agissent majoritairement au niveau post-transcriptionnel via une interaction physique avec un ou plusieurs ARNs messagers(s) cibles(s). Cependant, les informations sur les ARNmet les fonctions potentielles de ces sRNAs restent très parcellaires à ce jour. De plus, les profils d'évolution des sRNAs ont été peu étudiés chez les bactéries pathogènes. Le travail réalisé dans cette thèse repose sur l'hypothèse que l'évolution des sRNAs et leur coévolution avec d'autres éléments fonctionnels dans un ensemble de génomes, peut permettre de mieux comprendre leurs histoires évolutives, mais également de caractériser leurs fonctions potentielles et peut-être d'aider à identifier le ou les ARNm cibles avec lesquels ils interagissent. Dans ce but, nous avons conçu et implémenté une stratégie de phylogénomique robuste et géné- rique permettant d'analyser l'évolution et la coévolution des sRNAs et des ARNm cibles dans un ensemble de génomes bactériens annotés, à partir de leur profil de présence-absence. Cette méthode a été appliquée à l'analyse de l'évolution et de la coévolution de 154 sRNAs trans régulateurs de Listeria monocytogenes EGD-e. Elle nous a permis d'identifier 52 sRNAs accessoires dont la majo- rité étaient présents dans l'ancêtre commun des souches de Listeria et ont été perdus au cours de l'évolution. Nous avons ensuite détecté une coévolution significative entre 23 sRNAs et 52 ARNm et nous avons reconstruit le réseau de coévolution des sRNAs et ARNm de Listeria. Ce réseau contient un hub principal de 12 sRNAs qui coévoluent avec des ARNm codant pour des protéines de la paroi ainsi que des facteurs de virulence. Parmi eux nous avons pu identifier 4 sRNAs coévoluant avec 7 gènes codant pour des internalines qui sont connues pour regrouper d'importants facteurs de virulence chez Listeria. De plus, l'ARN rli133, qui coévolue avec plusieurs gènes impliqués dans le pouvoir pathogène de Listeria, contient des régions compatibles avec des interactions physiques directes inhibitrices pour la majorité de ses partenaires de coévolution. / Non coding RNAs (ncRNA) are main actors of gene expression regulation and are found ubiquitously in all domains of life. In bacteria, ncRNAs play key roles in a wide range of physiological and adaptive processes. These "small non coding RNAs" (sRNAs) are identified by high-throughput experimental methods (microarray, tilling-array, ...) in several bacteria species of interest. They mainly act at post-transcriptional level through physical interactions with one or several mRNA(s). Nevertheless, the available informations about mRNA targets and sRNAs functions, remain very limited. In addition, evolutionary patterns of sRNAs have been poorly studied in pathogenic bacteria. The main hypothesis of my PhD work is therefore that analysis of evolution and coevolution between sRNAs and other functional elements in a given genomes set, may allow to understand their evolutionary histories, to better characterize their putative functions, and may also help to identify their potential mRNA(s) target(s). For this purpose, we designed and developed a robust and generic phylogenomic approach to analyze evolution and coevolution between sRNAs and mRNA from their presence-absence profiles, in a set of annotated bacterial genomes. This method was thereafter used to analyze evolution and coevolution of 154 Listeria monocytogenes EGD-e trans regulatory sRNAs in 79 complete genomes of Listeria. This approach allowed us to discover 52 accessory sRNAs, the majority ofwhich were present in the Listeria common ancestor and were subsequently lost during evolution of Listeria strains. We then detected significant coevolutions events between 23 sRNAs and 52 mRNAs and reconstructed the coevolving network of Listeria sRNA and mRNA. This network contains a main hub of 12 sRNAs that coevolves with mRNA encoding cell wall proteins and virulence factors. Among them, we have identified 4 sRNAs coevolving with 7 internalin-coding genes that are known to group important virulence factors of Listeria. Additionaly, rli133, a sRNA that coevolve with several genes involved in Listeria pathogenicity, exhibits regions compatible with direct translational inhibitory physical interactions for most of its coevolution partners.

La traduction est une étape clef de l’expression des gènes, et mon travail a consisté à étudier l’implication de la protéine ribosomique S1 d’Escherichia coli dans l’initiation de la traduction des ARNm structurés. Mes résultats montrent que 1) S1 est requise pour la formation du complexe d’initiation des ARNm portant une séquence SD faible et/ou des structures stables, 2) elle est dotée d’une activité chaperonne, débobinant les ARNm afin de les placer dans le canal de décodage ; et 3) le ribosome favorise son action. Par la suite, j’ai montré un rôle inattendu de S1 dans la régulation post-transcriptionnelle médiée par les ARNnc. En effet, la dégradation rapide de l’ARNm sodB, induite par l’ARNnc RyhB en absence de fer, est perdue dans une souche dont l’extrémité C-terminale de S1 a été supprimée, montrant ainsi un lien fonctionnel entre S1 et le dégradosome. Ainsi, S1 exerce de multiples fonctions qui se placent au carrefour de la traduction et de la régulation de l’expression des gènes / The translation is a key step for the gene expression, and the aim of my PhD was to analyze the involvment of Escherichia coli ribosomal protein S1 in the translation initiation of structured mRNAs.My results show that 1) S1 is required for the establishment of the active translation initiation complex involving mRNAs with a weak SD sequence and/or stable structures, 2) S1 has a RNA chaperone activity, unwinding the mRNA in order to accommodate it in the decoding channel, and 3) the ribosome promotes its activity.In the second part of my thesis, I unexpectedly showed that S1 is involved in the ncRNAmediated regulation. Indeed, the fast degradation of sodB mRNA, induced by RyhB ncRNA under iron depletion, is impaired in a strain depleted of the C-terminal part of S1 protein, thus highlighting a functional link between S1 and the degradosome.All in one, my results show that S1 is endowed with multiple functions, at the cross-road between translation and regulation of gene expression.

Une absence ou une réduction de l’expression des gènes de prédisposition au cancer du sein BRCA1 et BRCA2 est retrouvée dans un tiers des cancers du sein sporadiques. Cependant, les mécanismes entraînant une inactivation de leur expression déjà identifiés comme la présence de mutations somatiques, l’hyperméthylation de leur promoteur ou encore la perte d’hétérozygotie (LOH) ne suffisent pas, à eux-seuls, à expliquer cette forte diminution. Nous avons donc émis l’hypothèse d’une régulation de l’expression des gènes BRCA par les microARNs (miR). Suite à une analyse bioinformatique, validée par des tests luciférase, nous avons montré l’interaction directe de miR-146a et miR-146b-5p avec la 3’UTR de BRCA1. Ces miRs diminuent le taux de protéine BRCA1 lors de leur surexpression et l’augmentent lors de leur inhibition. Nous avons montré également le rôle joué par ces miRs dans la prolifération cellulaire et dans la réparation par recombinaison homologue, fonctions pour lesquelles BRCA1 est requise. Nous avons retrouvé ces 2 miRs surexprimés dans les lignées mammaires et les tumeurs triple-négatives qui ont un profil semblable aux tumeurs développées chez les porteuses de mutations BRCA1. Dans une deuxième partie nous avons analysé si ces deux microARNs jouaient aussi un rôle dans les cancers du sein familiaux. Notre étude du SNP rs2910164 : G>C situé dans le gène de miR-146a, nous a permis de montrer que sa présence ne modifie pas le risque de développer un cancer du sein chez les porteuses de mutation BRCA1 et BRCA2. Nous avons également entrepris de rechercher si certains gènes codant pour des miRs pouvaient être de nouveaux gènes modificateurs du risque tumoral chez les porteuses BRCA, et/ou de nouveaux allèles de prédisposition au cancer du sein / An absence or a reduction of the expression of the BRCA1 and BRCA2 breast cancer predisposition genes is found in one third of sporadic breast cancers. However, the mechanisms leading to the inactivation of their expression that have been already identified like the presence of somatic mutations, hypermethylation of the promoter or loss of heterozygosity at the BRCA loci are not sufficient to explain this large diminution. We therefore hypothesised that the expression of the BRCA genes could be regulated by microRNAs (miR). Following a bioinformatics analysis, validated by luciferase tests, we have shown a direct interaction of miR-146a and miR-146-b-5p with the 3’UTR of BRCA1. These miRs decrease the BRCA1 protein rate when they are overexpressed and increase it when they are inhibited. Furthermore we have demonstrated the role played by these miRs in cell proliferation and DNA repair by homologous recombination, two mechanisms for which BRCA1 is required. We have found these two miRs overexpressed in mammary cell lines and in triple-negative breast tumors that have a profile similar to that of the tumors developed by BRCA1 mutation carriers. In a second part, we analysed if these two microRNAs also play a role in familial breast cancers. An association study of the rs2910164 : G>C SNP located in the gene for miR-146a, has permitted us to show that its presence does not seem to modify the risk to develop breast cancer in BRCA1 and BRCA2 mutation carriers. We have also undertaken to determine if some miR genes could modify tumor risk in BRCA mutation carriers, and/or could represent new breast cancer predisposing alleles

La transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) est un processus physiologique décrit dans le développement embryonnaire et chez l'adulte au cours de la cicatrisation. La TEM est également détournée dans le contexte pathologique au cours de l'invasion tumorale et les mécanismes moléculaires qui la contrôlent font à ce jour l'objet d'intenses investigations. Cette étude décrit le rôle du gène de la lignée germinale NANOS-3 dans la régulation de l'invasion tumorale broncho-pulmonaire associée à la TEM. Nous démontrons que l'expression de Nanos-3 est corrélée à l'agressivité des cancers bronchiques non à petites cellules (CBNPC) humains in vivo et qu'il est surexprimé pendant la TEM induite in vitro. De plus, la surexpression de Nanos-3 dans les lignées tumorales bronchiques augmente leurs capacités invasives in vitro en induisant la TEM alors que son inhibition induit l'effet opposé et promeut la transition mésenchymo-épithéliale (TME). Au cours de cette étude, nous rapportons également des mécanismes à la fois transcriptionnels et post-transcriptionnels de régulation des cibles de Nanos-3. Ainsi, nous montrons que Nanos-3 réprime la transcription du gène CADHERINE-E indépendamment des facteurs de transcription des familles Snail et ZEB. Nous décrivons également que la protéine Nanos-3 co-immunoprécipite avec certains ARNm de ses cibles et, plus particulièrement, qu'elle est capable de réguler la longueur de la queue poly-(A) du transcrit codant pour une de ses cibles majeures : la Vimentine. En parallèle, par des méthodes d'études in silico et in vitro, nous démontrons une localisation à la fois cytoplasmique et nucléaire de Nanos-3 ainsi que son accumulation nucléolaire. Enfin, nous mettons en évidence que la réexpression ectopique de Nanos-3 dans le contexte tumoral pourrait être attribuée à une dérégulation des mécanismes épigénétiques physiologiquement mis en place dans les cellules somatiques adultes. Ainsi, cette étude démontre le rôle de Nanos-3 dans l'acquisition d'un phénotype invasif par les cellules tumorales bronchiques et décrit un nouveau mécanisme de régulation de la TEM dépendant de la longueur de la queue poly-(A) de certains ARNm. / The Epithelial-Mesenchymal Transition (EMT) is a basic cellular process used by embryo to generate different tissues or in adult during wound healing. EMT is also misappropriated by cancer cells during the first step towards metastasis. Molecular mechanisms driving EMT during tumor progression are extensively studied and post-transcriptional regulations of EMT-associated genes emerge as major and promising field in oncology. Here we report a dual post-transcriptional and transcriptional regulation of EMT-associated genes by the NANOS-3 germline gene during lung tumor invasion. We show that the Nanos-3 expression in vivo correlates with aggressiveness of human non-small cell lung carcinomas (NSCLC) and that Nanos-3 is upregulated in cells which undergo an EMT in our in vitro EMT-inducible models. Moreover, Nanos-3 overexpression in human NSCLC cell lines enhances their invasive abilities by EMT regulation while its silencing induces the opposite effect leading to a Mesenchymal-Epithelial Transition (MET). Molecular investigations indicate that Nanos-3 controls its targets by either transcriptional or post-transcriptional mechanisms. We show that Nanos-3 represses E-CADHERIN transcription independently of Snail and ZEB transcription factor families. Moreover, we also find that mRNAs of post-transcriptionally regulated targets are co-immunoprecipitated with the Nanos-3 protein and that Nanos-3 regulates the length of the 3' poly-A tail of VIMENTIN mRNA. This dual mechanism of EMT regulation by Nanos-3 is to be related to the specific subcellular localization of Nanos-3 in both cytoplasm and nucleus associated with a nucleolus accumulation as shown by in vitro and in silico experiments. Finally, we demonstrate an epigenetic regulation of NANOS-3 gene expression in lung cell lines, thus supporting that its ectopic expression could be attributed to an epigenetic machinery deregulation in cancer cells.Thus, here we demonstrate a new innovative role for Nanos-3 in the acquisition of an invasive phenotype by lung tumor cells and we describe a novel mechanism of post-transcriptional regulation of EMT via the control of the mRNA poly-A tail length.

L'une des caractéristiques majeures des microorganismes, et donc des bactéries, est qu'ils sont en contact direct avec l'environnement et doivent donc percevoir et répondre rapidement à ses variations. Pour cela, plusieurs niveaux de contrôle existent, et récemment le rôle des ARN non codants régulateurs, ou riborégulateurs, a été mis en lumière comme un mécanisme de contrôle peu couteux et rapide pour la cellule. Chez le phytopathogène Agrobacterium fabrum (anciennement appelé Agrobaterium tumefaciens), la virulence est principalement régulée au niveau transcriptionnel par le système à deux composants VirANirG. L'implication des riborégulateurs dans la virulence d'A.fabrum est encore mal connue et ces travaux de thèse ont eu pour objectif de déterminer l'implication de riborégulateurs dans le cycle infectieux de cette bactérie.Pour cela, nous avons identifié l'ensemble des transcrits d 'A. fabrum C58 en combinant l'utilisation de plusieurs méthodes d'analyses globales et nous avons étudié la fonction de différents candidats transcrits à partir du plasmide Ti (plasmide de virulence). Des souches modifiées dans la production des riborégulateurs candidats ont été construites, Jeurs ARNm cibles ont été prédits et validés, et des tests phénotypiques, en particulier des tests de virulence, ont été réalisés. Ainsi, le séquençage des transcrits de petite taille a permis d'identifier plus d'un millier de riborégulateurs potentiels dont plusieurs sont exprimés à partir de régions en relation avec le cycle infectieux. Nous avons validé 4 de ces petits transcrits comme étant des riborégulateurs puisqu'ils sont de petite taille, non traduits en protéine et fortement structurés (RNAI 111, RNA1083, RNA1059 et RNA1051) . Plus particulièrement, nous avons montré que le riborégulateur RNAI 111 était nécessaire pour la virulence d'A.fabrum C58, et que son action semblait se faire au travers du contrôle post-transcriptionnel de gènes impliqués dans les fonctions de virulence et de transfert du plasmide Ti. Un rôle plus modéré du riborégulateur RNA1083 dans le contrôle du cycle infectieux a également été observé, potentiellement au travers de la modulation de la mobilité et du transfert conjugatif du plasmide Ti. D'autre part, nous avons mis en évidence deux autres riborégulateurs, RNA1059 et RNA1051, qui sont impliqués dans le contrôle du maintien du plasmide Ti via une implication dans la réplication du plasmide (RNA 1059) et via une implication dans un nouveau system de toxine-antitoxine présent sur le plasmide Ti (RNA1051). Ainsi à partir d'une analyse globale nous avons mis en évidence le rôle des riboregulateurs dans les systèmes de mise en place de l'infection bactérienne , soit via le contrôle de facteurs de virulence, soit via le contrôle de la persistance du plasmide responsable de la virulence / One of the main characteristics of microorganisms, including bacteria., is their direct interaction with their environment. They thus need to perceive and quickly answer to its variations. Several steps of control exist, and recently the role of regulatory non-coding RNA, or riboregulator, was highlighted as a fast and economic mechanism of regulation. In the phytopathogen Agrobacterium fabrum (previously named Agrobacterium tumefaciens), the virulence is mainly controlled transcriptionally by the two components system VirANirG. The implication of riboregulators in the virulence of this bacterium is still unknown . The objectives of this thesis were to identify A .fabrum riboregulators and to determine their involvement in the infectious cycle of the bacteria. To this end, we identified small transcripts of A . fabrum C58 strain by combining several global analyses, and we studied the function of different candidates transcribed from the Ti plasmid (the virulence plasmid). Strains modified in the production of these candidates were constructed, their mRNA targets were predicted and validated, and phenotypic analyses -especially virulence tests­ were realized.Thereby, small transcript deep-sequencing allowed the identification of a thousand potential riboregulators, some of them being transcribed from regions related to the infectious cycle. We validated 4 of these transcripts as riboregulators according to their small size, their strong secondary structure and their non-translation into protein (RNAIOS I, RNA1059, RNA1083 and RNAl ll l). In particular, we showed that RNA 1111 was necessary for the virulence of A. fabrum C58, and that it seems to act through the posttranscriptional control of genes implicated in virulence functions and in Ti plasmid conjugation. A more moderated role of RNA 1083 was also observed, potentially by the modulation of the bacterial mobility and of the plasmid conjugation. Furthermore, we highlighted two riboregulators, RNA1059 and RNA1051, involved in the control of the Ti plasmid persistence, through their implication in the replication of the plasmid (RNA1059) and in a toxin-antitoxin system present on the Ti plasmid (RNA1051) .Thus, from a global analysis, we brought out the role of riboregulators in the control of several steps of the infectious cycle of A. fabrum C58, through the control of virulence factors, or through the contrai of the persistence of the main actor of the virulence, the Ti plasmid