La plupart des voies de signalisation qui régule la croissance cellulaire et le métabolisme sont sous le contrôle du mécanisme du complexe I de la rapamycine (mTORC1). L'un des régulateurs en amont de mTORC1, impliqués dans la détection des acides aminés et l'autophagie, est complexe SEA, chez la levure, et le complexe GATOR, chez les mammifères. Plusieurs composants de GATOR sont dérégulés dans de nombreux cancers et maladies neurodégénératives. Malgré l'intérêt scientifique vis à vis du complexe SEA / GATOR, de nombreux détails concernant sa fonction et son implication dans différents troubles humains sont encore inconnus et restent à investiguer.L'objectif principal de ma thèse était d’élargir notre connaissance sur le complexe SEA / GATOR, et plus particulièrement en ce qui concerne son rôle dans la modulation des voies de signalisation cellulaire. Étant donné que le SEA / GATOR est très conservé, j'ai effectué les expériences en utilisant deux modèles cellulaires : levure S. cerevisiae et lignées cellulaires humaines. Les résultats obtenus ont permis de démontrer un nouveau rôle pour le NPRL2, composant de GATOR, distinct de sa fonction dans la régulation de la voie mTORC1. Nous avons constaté que l'expression ectopique de la NPRL2 induit un stress oxydant et conduit aux dommages de l'ADN et à l'apoptose. Les études sur la levure ont révélé que le complexe SEA relie la voie mTORC1 et la régulation du contrôle de la qualité des mitochondries. Par conséquent, le complexe SEA / GATOR émerge en tant que régulateur multifonctionnel de plusieurs processus cellulaires. / The major signaling pathway that regulates cell growth and metabolism is under the control of the mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1). One of the mTORC1 upstream regulators involved in amino acid sensing and autophagy is called the SEA complex in yeast and GATOR in mammalian cells. Several GATOR components are deregulated in many cancers and neurodegenerative diseases. Despite of the growing interest to the SEA/GATOR, many details concerning its function and implication in different human disorders are still unknown.The main objective of my thesis was to extend our knowledge about the SEA/GATOR, especially what concerns its role in the modulating cellular signaling network. Because the SEA/GATOR is highly conserved I performed the experiments using two model systems - budding yeast S. cerevisiae and human cells lines. The results I obtained allowed to demonstrate a new role for the GATOR component NPRL2, distinct from its function in mTORC1 regulation. We found that ectopic expression of NPRL2 induces oxidative stress and leads to the DNA damage and apoptosis. The studies in yeast revealed that the SEA complex connects the TORC1 pathway and the regulation of mitochondria quality control. Therefore, the SEA/GATOR complex is emerging as a multifunctional regulator of several cellular processes.

La voie TORC1 joue un rôle majeur dans le contrôle de la croissance cellulaire et de la réponse à divers stress. Le dérèglement de cette voie est constaté dans de nombreux cancers et autres maladies. Au cours de ma thèse, j’ai montré que le complexe SEA émerge comme un régulateur central des différentes activités de TORC1. Durant la carence azotée, les délétions des gènes du complexe SEA dans l’organisme modèle S.cerevisiae mènent à la délocalisation de la kinase Tor1 vers le cytoplasme, à des défauts d’autophagie et à la fragmentation de la vacuole. L’inactivation de TORC1 par le traitement avec la rapamycine ou pendant la carence azotée change le niveau d’expression des membres du complexe SEA. De plus, le complexe SEA interagit avec la mitochondrie, joue un rôle dans la réponse au stress oxydatif et peut servir de lien moléculaire entre les fonctions mitochondriales et la voie TORC1. Enfin, j’ai pu observer que le complexe SEA est impliqué dans les mécanismes de résistance à une drogue souvent utilisée en chimiothérapie, la doxorubicine. Je présente dans mes travaux la première carte d’interconnectivité des protéines composant le complexe SEA. Nos données suggèrent que le complexe SEA émerge comme une plateforme qui peut coordonner les activités structurales et enzymatiques nécessaires pour le fonctionnement efficace de la voie de signalisation TORC1. / The TORC1 pathway plays a major role in controlling cell growth and response to various stresses. Deregulation of this pathway is found in many cancers and other diseases. In my thesis, I have shown that the SEA complex emerges as a central regulator of the various activities of TORC1. During the nitrogen deficiency, deletions of SEA complex genes in the model organism S.cerevisiae lead to the relocation of Tor1 kinase to the cytoplasm, to defects in autophagy and the fragmentation of the vacuole. Inactivation of TORC1 by treatment with rapamycin or nitrogen starvation changes the level of expression of SEA complex members. Moreover, the SEA complex interacts with mitochondrion, plays a role in oxidative stress response and can serve as a molecular link between mitochondrial functions and TORC1 pathway. Finally, I observed that the SEA complex is involved in the mechanisms of resistance to a drug often used in chemotherapy, the doxorubicin. I present in my work the first interconnectivity map protein of the SEA complex component. Our data suggest that the SEA complex emerges as a platform that can coordinate structural and enzymatic activities necessary for the efficient function of the TORC1 signalling pathway.