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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.

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.

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.

Les riborégulateurs sont un sujet de grand intérêt pour une partie de la communauté scientifique depuis leur découverte en 2002. Toutefois, comme ces structures retrouvées dans des ARNm ayant la capacité de réguler l'expression génétique en réponse à la liaison d'un petit métabolite sont présentées comme une cible antibiotique très prometteuse, les riborégulateurs intéressent maintenant les médias ainsi que la population en général. Malgré ce fort potentiel de cible antibiotique, il reste encore beaucoup d'interrogations à élucider avant de commercialiser des molécules ciblant les riborégulateurs afin de contrer une infection bactérienne chez un animal ou un humain. De cette manière, la recherche visant à mieux caractériser les riborégulateurs est d'une grande importance. L'étude présentée dans ce mémoire a donc comme objectif général de mieux caractériser le riborégulateur SAM-I d'un point de vue structural et fonctionnel. Grâce à des techniques de transcription in vitro à cycle unique (single-round in vitro transcription), d'acylation sélective du 2'-hydroxyle analysée par extension d'amorce (SHAPE) et de transfert d'énergie par résonnance de fluorescence (FRET), il a été possible de mieux caractériser deux éléments structuraux importants pour le repliement et la fonction du riborégulateur SAM-I. En effet, il a été démontré que l'appariement du coeur ainsi que l'identité des nucléotides de la jonction 1/4, sont essentiels au bon fonctionnement du riborégulateur. De plus, des essais d'électrophorèse comparative sur gel (CGE) ont permis de caractériser la phase ondulatoire de la rotation de la tige P1 du riborégulateur SAM-I ainsi que confirmer sa présence dans le cas d'un aptamère à 3 voies, c'est-à-dire qui ne possède pas de tige P4.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'objectif de cette thèse est de mieux caractériser les déficits de régulation et de conscience émotionnelles dans les troubles des conduites alimentaires au moyen de mesures "implicites". Dans une 1ère étude, un déficit de régulation émotionnelle est observé chez les patientes souffrant d'anorexie mentale. L'étude de la variabilité de la fréquence cardiaque avant, pendant et après l'induction d'une émotion négative rend compte d'une persévération de l'inhibition parasympathique après l'induction émotionnelle, synonyme d'une difficulté à réguler l'émotion. Parmi les processus en jeu dans la régulation émotionnelle, nous nous intéressons, dans une 2ème étude, aux niveaux de conscience émotionnelle. Au travers d'une mesure implicite, nous ne retrouvons pas de déficit de conscience de ses propres émotions mais une difficulté dans la reconnaissance des émotions d'autrui dans l'anorexie mentale. Les niveaux de conscience émotionnelle sont influencés par la qualité des liens parentaux. Dans une perspective transdiagnostique, nous utilisons, dans une 3ème étude, la même mesure implicite des niveaux de conscience émotionnelle auprès de femmes obèses. Un déficit global de la conscience émotionnelle est observé. Là aussi, les niveaux de conscience émotionnelle sont influencés par la qualité des liens parentaux. En outre, les femmes obèses présentant les niveaux de conscience émotionnelle les plus élévés sont celles qui utilisent le plus 'l'emotional eating". Au regard des résultats, nous discutons de l'intérêt d'interventions cliniques ciblées sur ces déficits ainsi que sur les liens affectifs. Finalement, une approche transdiagnostique des déficits émotionnels est proposée / The main objective of this thesis is to better characterize the deficits in emotion regulation and emotional awareness in eating disorders through "implicit" measures. In a first study, we highlight a deficit in emotion regulation in patients suffering from anorexia nervosa. The evolution of heart rate variability before, during and after induction of a negative emotional state shows maintenance of the parasympathetic inhibition after emotional induction, representative of a difficulty in emotion regulation. Among the processes involved in emotion regulation, we investigate, in a second study, the level of emotional awareness. Using an implicit measure, we found no evidence of a deficit awareness of their own emotional states but a difficulty in recognizing the emotions of others in patients with anorexia nervosa. levels of emotional awareness of these patients are influenced vy the quality of parental bonding. In a transdiagnostic perspective, we use, in a third study, the same implicit measure of the level of emotional awareness in women suffering from obesity. A global lack of emotional awareness is observed in obese women. Again, levels of emotional awareness of these patients are influenced by the quality of parental bonding. In addition, obese women with higher level of emotional awareness were also those who use more "emotional eating". Considering the results, we discusse the value of clinical interventions targeting these deficits and the parental bonding. Finally, an opening transdiagnostic approach of these deficits in emotional processes, ED and their treatment is proposed

La crise de 2008 et la récession qui l’a suivie ont modifié le consensus quant à la conduite de la politique économique (notamment monétaire). Elles nous ont rappelé que les déséquilibres financiers peuvent affecter durablement l’activité économique. De plus, elles nous ont montré que les instruments actuels de la politique économique ne garantissent pas toujours la stabilité financière. Ce constat nous invite à reconsidérer la politique monétaire et la régulation financière. Ainsi les politiques macro-prudentielles sont au centre du débat sur la politique économique. De plus, de nouvelles questions émergent à propos de l’influence de la politique monétaire sur la prise de risque des agents économiques. Cette influence est appelée le canal de la prise de risque de la politique monétaire. Dix ans après le début de la crise, les contours d’un nouveau cadre régulatoire visant à la stabilité du système économique et financier sont encore très ambigus. La connaissance quant aux instruments utiles et la manière de les mettre en place pour éviter l’accroissement des déséquilibres reste très limitée. De plus, les coûts économiques de ces instruments sont encore mal connus. En effet, la régulation financière contraint les comportements des agents économiques. Par conséquent, le risque d’imposer des coûts sur l’activité économique liée à la régulation ne peut pas être sous-estimé. De même, la relation entre la politique monétaire et le prix du risque financier est très incertaine. Pourtant, nous pouvons penser que les mesures prises par les banques centrales peuvent affecter les appréciations des risques, et ainsi avoir des conséquences sur la prise de risque des agents économiques. Si tel est le cas, ne pas tenir compte de ce phénomène peut exacerber les cycles d’expansion-récession. L’objectif de cette thèse est d’explorer la stabilité macroéconomique et financière. Mon travail est fondé sur les méthodes et techniques de la macroéconomie dynamique moderne. Concernant les principaux résultats, cette thèse montre l’utilité potentielle des politiques macroprudentielles. Plus particulièrement, elle met en lumière le fait que la régulation financière peut renforcer la résilience financière, réduire la volatilité macro-financière et lisser les fluctuations économiques de façon significative. De plus, cette thèse dévoile qu’une politique monétaire expansionniste peut effectivement générer un excès de confiance parmi les agents économiques, et ainsi augmenter la prise de risque et les déséquilibres financiers. En d’autres termes, mes résultats confirment empiriquement l’existence du canal de prise de risque de la politique monétaire. / The 2008 crisis and the ensuing Great Recession shook the consensus on how to run economic policy. They reminded us that financial imbalances could significantly derail economic activity. In addition, they showed that existing policy tools did not guarantee macro-financial stability; thereby leading to a rethink of monetary policy and financial regulation. Such a reevaluation has prompted a call for macroprudential tools, i.e., those tools intended for limiting systemic risk and ensuring the resilience of the financial sector. Besides, it has raised new questions about monetary policy and its effects on the risk taking behavior of economic agents - the so-called risk taking channel. A decade from the beginning of the crisis, the contours of a new policy framework for economic and financial stability are still very unclear. Knowledge on which regulatory instruments and how to employ them to curb the buildup of imbalances is limited. Neither is much known about the costs of those instruments.Regulatory intervention constraints some behaviors and distorts the allocation of resources. Consequently, the risk of imposing insidious costs on economic growth must not be underestimated. Likewise, very little is known about the relationship between monetary policy and the perception and pricing of risk by market participants. Nonetheless, it is natural to think that the monetary policy stance may affect the risk taking behavior of economic units, by influencing the attitudes towards risk and the assessment of risks. If so, failure by monetary authorities to consider this phenomenon could exacerbate boom bust patterns. The aim of this thesis is to explore the path towards macroeconomic and financial stability. I have basedmy work on the modern dynamic macroeconomic methods and techniques. Specifically, the first essay develops a canonical real business cycle model to assess the macroeconomic consequences of bank capital requirements, arguably the most used prudential tool. The second essay zooms in on the banking sector, and proposes a structural dynamic model with a large number of heterogeneous banks. The model is employed to study the effectiveness of interbank exposure limits. Having analyzed regulatory intervention, the last essay uses time series econometrics to shed some light on the risk taking channel of monetary policy. It is my firm belief that macroeconomics models for financial stability analysis should consider nonlinear patterns such as state dependence, asymmetries and amplification effects. Under unusual conditions like financial booms or credit crunches, economic agents behave differently than during normal times. In other words, the inner workings of the macroeconomy become essentially nonlinear under abnormal circumstances. Therefore, local behavior around the long run equilibrium of the economy is unlikely to contain relevant information about what may happen in exceptional events. In consequence, I study macroeconomic policy exclusively through the lens of nonlinear frameworks and techniques. Regarding the main results, this thesis makes a strong case in favor of macroprudential regulation. I provide clear evidence suggesting that regulatory intervention can be a powerful tool to strengthen financial resilience, reduce economic volatility and smooth business cycles. In addition, this thesis shows that accommodative monetary policy can produce overconfidence among market participants; thereby increasing risk taking and contributing to the buildup of imbalances. In other words, it provides empirical evidence for the existence of a risk taking channel of monetary policy.

Le secteur financier a émergé afin d’apporter une réponse à certaines imperfections microéconomiques, principalement de nature informationnelle. Trois rôles principaux ont été identifiés dans la littérature : la sélection et le suivi des emprunteurs (voir par exemple Grossman et Stiglitz (1980) ou Boot et Thakor (1993)), la création d’un actif insensible à la production d’informations privées, à savoir les dépôts bancaires (Gorton et Pennacchi (1990)), et la fourniture d’une assurance contre les besoins de liquidité en présence d’incertitude sur les préférences quant au moment choisi pour la consommation (Diamond et Dybvig (1984)). Mais, si le secteur financier constitue une réponse à certaines défaillances du marché, il opère en présence de certaines autres imperfections microéconomiques qui peuvent réduire son efficacité. Cette thèse s’attache à étudier plus particulièrement deux d’entre elles : le caractère incomplet des marchés et les problèmes d’aléa moral des gestionnaires des banques. L’existence de ces imperfections implique une externalité dans le fonctionnement du secteur financier qui peut justifier une réglementation. Afin que la régulation puisse permettre de traiter ces inefficacités, il est crucial d’identifier d’abord quelles sont les défaillances de marché responsables de l’inefficacité et à travers quels mécanismes elles influent sur les choix des agents. Cette analyse théorique représente l’objectif principal de cette thèse. / The financial sector has emerged because financial institutions help overcome some microeconomic imperfections, mainly informational. Three main roles have been identified in the literature: the screening and monitoring of borrowers (see for instance Grossman and Stiglitz (1980) or Boot and Thakor (1993)), the creation of an informational-insensitive asset out of their liabilities (Gorton and Pennacchi (1990)), and the provision of an insurance against liquidity needs in the presence of uncertainty on the preferences over the timing of consumption (Diamond and Dybvig (1984)). But, if the financial sector has emerged as an answer to some market failures, it is operating in the presence of some other micro imperfections that can reduce its efficiency. This dissertation focuses on two of them: incomplete markets and moral hazard problems. Their existence implies some externality in the functioning of the financial sector that may justify a regulation. In order for the regulation to overcome those inefficiencies, it is crucial to first identify what are those market failures and through which mechanisms they affect the choices of agents. This theoretical analysis is the main objective of this dissertation.

Les espèces chimiques dérivées par réduction incomplète de l'oxygène, les ROS pour « Reactive Oxygen Species », et espèces réactives dérivées de l'azote, les RNS pour « Reactive Nitrogen Species », sont potentiellement toxiques pour les cellules, car leur pouvoir oxydant leur confère une grande réactivité sur la plupart des molécules biologiques. Des systèmes cellulaires existent, qui assurent leur maintien à des concentrations non toxiques. Cependant, l'oxygène est nécessaire aux cellules pour son rôle d'accepteur final d'électrons dans la chaîne respiratoire, et certains ROS ou RNS sont nécessaires à l'accomplissement de diverses fonctions biologiques. En particulier, l'H2O2 participe en tant que second messager à la signalisation cellulaire en aval de l'engagement de certains récepteurs à des facteurs de croissance. Notre objectif est de documenter le rôle possible de ces espèces réactives dans la signalisation cellulaire chez les mammifères, en mettant en évidence des protéines cibles de l'oxydation, et en étudiant l'effet fonctionnel de ces oxydations. Nous avons choisi d'étudier la formation de ponts disulfures en réponse peroxyde d'hydrogène H2O2 et au monoxyde d'azote NO dans la protéine Keap1, qui régule l'activité du facteur de transcription Nrf2, et le facteur de transcription Bach2. Nrf2 et Bach2 sont deux facteurs de transcription de la famille des protéines à CNC-bZip, et contrôlent tous deux l'expression de gènes régulés en cis par des séquences de type ARE, pour « Antioxidant Responsive Element".