Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2005. / Titre de l'écran-titre (visionné le 28 novembre 2005). Bibliogr.

Thèse (Ph. D.) -- Université Laval, 1997. / Thèse présentée sous forme d'un recueil d'articles scientifiques rédigés en anglais avec résumés en français, soumis ou publiés dans différents titres de périodiques. Bibliogr.: f. 168-186. Publ. aussi en version électronique.

Le transport des protéines dans la voie de sécrétion est un phénomène hautement régulé. Pour les protéines GPI (glycosylphosphatidylinositol), une étude menée avec Gaslp a démontré que ce type de protéines bourgeonnait à un endroit spécifique du reticulum endoplasmique (RE). De plus, une étude antérieure avait permis d'établir la présence de deux types de vésicules de sécrétion qui peuvent fusionner avec la membrane plasmique, les HDSV (High density secretory vesicle) (contenant des protéines solubles et membranaires) et les LDSV (Low density secretory vesicle) (contenant des protéines GPI), sans décrire leurs provenances. Dernièrement, une étude de Gagnon-Arsenault et al., menée avec différentes formes de Ypslp, a montré qu'une forme tronquée de Ypslp est susceptible au clivage par Kex2p, une endopetidase résidante du réseau trans-golgien (TGN), mais non la forme sauvage ayant un GPI. Puisque ces deux formes étaient maturées différement, nous avons décidé d'étudier le transport des protéines GPI. Pour se faire, nous avons utilisé Ypslp comme protéine modèle. Nous avons débuté l'étude par la création et la caractérisation d'un mutant simplifiant l'analyse de Ypslp. Par la suite, nous avons analysé l'effet de l'endopeptidase Kex2 sur ce mutant en fonction de son ancrage. Pour terminer, nous avons analysé la sécrétion de deux substrats de Ypslp dans la banque de deletion de S. cerevisiae. Nous avons démontré, grâce à notre mutant, que l'accès au site actif de Ypslp était régulé par la boucle d'insertion. Cette régulation peut être affectée en diminuant la glycosylation sur les substrats de Ypslp. Pour notre objectif principal qui était d'analyser le transport des protéines GPI, nous n'avons pu discrimer entre un évitement du TGN ou une ségrégation latérale à l'intérieur du TGN. Nous avons toutefois appuyé les résultats de Gagnon-Arsenault et al, comme quoi la forme tronquée est susceptible à un clivage Kex2p-dépendant ce qui n'est par le cas de la forme GPI. Nous avons également observé le même phénomène que pour la forme tronquée, mais cette fois avec une forme ancrée aux membranes par un domaine transmembranaire exclu des radeaux lipidiques. Le dernier objectif de cette étude, le criblage de la banque de deletion, nous a permis d'identifier 5 mutants affectant la stabilité des protéines GPI avec la membrane plasmique. De ce groupe, trois sont connues pour jouer un rôle dans le remodelage de l'ancrage GPI.

Les yapsines représentent une famille d'aspartyl peptidases fongiques nouvellement identifiées qui ont la propriété particulière d'être ancrées aux membranes par un groupement glycosylphosphatidylinositol (GPI). Ces enzymes localisées à la surface cellulaire sont importantes pour le maintien de l'intégrité de la paroi cellulaire et contribueraient même à la virulence des levures pathogènes. Nous avons décidé d'utiliser Yps1p, première yapsine découverte chez la levure Saccharomyces cerevisiae, comme modèle d'étude afin de mieux comprendre le rôle et le mécanisme d'action de ces enzymes. Dans ce but, trois objectifs spécifiques ont été posés : 1) mieux comprendre les événements de protéolyse limitée qui régulent l'activité de Yps1p, 2) étudier la fonction de Yps1p en identifiant ses substrats naturels et 3) étudier le transport intracellulaire de Yps1p. En réponse à ces objectifs, nous avons premièrement identifié par immunobuvardage et par séquençage en N-terminal des sites précis où Yps1p subit des clivages protéolytiques pour enlever son propeptide et pour générer une enzyme à deux sous-unités. Nous avons établi que ces événements protéolytiques avaient lieu à la surface cellulaire et qu'il existait une corrélation directe entre le choix des sites de clivage et le pH environnemental. Deuxièmement, en effectuant des tests d'activité in vivo, nous avons mis en évidence un rôle régulateur important pour la boucle de Yps1p. En effet, la mutation de résidus basiques contenus dans cette région augmente la capacité de Yps1p à corriger les phénotypes d'un mutant présentant des défauts de paroi cellulaire. Troisièmement, par séquençage en N-terminal de protéines retrouvées dans le milieu extracellulaire, nous avons observé que Yps1p était responsable de sa propre relâche de la surface cellulaire et nous avons identifié un premier substrat naturel pour l'enzyme : Gas1p, une enzyme impliquée dans le remodelage de la paroi cellulaire. Enfin, en comparant différentes formes de Yps1p dont l'association aux membranes a été modifiée (soluble, transmembranaire et GPI), nous avons pu établir que l'ancre GPI conférait un mode de transport particulier à Yps1p qui permet son acheminement à la membrane plasmique sans passer par le réseau trans-Golgien et les endosomes. Ce contournement est essentiel pour réguler les événements de maturation de Yps1p précédemment décrits et pour assurer son rôle à la surface cellulaire.

L’étude qui suit est une caractérisation de certains mutants chez Saccharomyces cerevisiae qui augmentent le « shedding » de l’endopeptidase Yps1, localisée à la surface externe de la membrane plasmique, dans les radeaux lipidiques, via un ancrage GPI. Ces mutants relâchent une forme de plus haut poids moléculaire de Yps1p dans le milieu extracellulaire. L’objectif du projet était donc de caractériser 5 mutants selon plusieurs critères : la dépendance de l'activité de Yps1p pour son « shedding », l’association aux radeaux lipidiques, la composition des ancrages GPI et la présence de radeaux lipidiques. Notre étude a mis en évidence que le « shedding » des protéines GPI chez la levure ne dépend pas simplement de l'activité de Yps1p, mais que selon certaines conditions des phospholipases sont également impliquées. Ce mécanisme de clivage de protéines GPI par des phospholipases serait la conséquence du déclenchement d’une voie particulière de l’UPR.

La structure de base de la chromatine est le nucléosome contenant 146 pb de l'ADN, enroulé autour d'un octamère d'histone composé de deux dimères d'histone H2A-H2B et d'un tétramère d'histone H3-H4. De nombreuses protéines nonhistone sont impliquées dans la régulation de la structure chromatinienne. Notre laboratoire s'intéresse à l'étude d'une protéine structurale de type HMG retrouvée chez Saccharomyes cerevisiae : Spt2/Sin1. Des études précédentes ont mis en évidence le rôle de cette protéine dans de nombreux mécanismes transcriptionnels tels l'initiation, l'élongation et la terminaison. Pour mieux comprendre la fonction de ce facteur dans la régulation transcriptionnelle, nous avons décidé d'utiliser un modèle fortement régulé par Spt2. Il a été démontré que la mutation spt2A déréprimait le gène SER3. De façon intéressante, la répression du gène SER3 est due à la transcription active d'un ARN non codant (ARNnc), en amont du gène, appelé SRG1. Ce mécanisme complexe de régulation est appelé interférence à la transcription. Mes résultats montrent clairement que la répression du gène SER3 n'est pas uniquement liée au taux de production de l'ARNnc mais aussi à la formation d'une structure chromatinienne propre permettant la régulation du mécanisme d'interférence. De plus, je montre que, comme Spt6, Spt2 joue un rôle central dans l'établissement de cette structure chromatinienne répressive. Pour finir, en utilisant un test d'échange nucleosomal, je montre que la protéine Spt2 contribue à la déposition des histones H3 dans le sillage de l'ARNP II au niveau de SRG1. Cette nouvelle fonction de Spt2 suggère un rôle de la protéine dans l'assemblage nucleosomal lié à la transcription.

Pendant plusieurs décennies, la communauté scientifique a supposé que pratiquement tous les gènes émergeaient par la duplication et la divergence de gènes préexistants. Récemment, les scientifiques ont découvert un nouveau mécanisme d'émergence des gènes, l'évolution de novo. Les gènes de novo émergent de séquences non codantes du génome et pourraient ainsi acquérir de nouvelles fonctions, à condition que leurs effets initiaux sur la valeur adaptative ne soient pas délétères. L'objectif de cette étude est d'identifier les propriétés structurales des gènes de novo qui ont un impact sur leur émergence. Nous nous intéressons aux très jeunes gènes de novo apparus au cours des 200 000 dernières années en utilisant des levures bourgeonnantes sauvages comme espèces modèles. Pour évaluer l'impact des gènes de novo sur la valeur adaptative, nous avons effectué un test de compétition de masse et une analyse de croissance différentielle avec des souches exprimant artificiellement 396 gènes de novo insérés sur un plasmide dans la levure bourgeonnante. Nous avons également analysé les propriétés structurales de ces séquences. Nous avons constaté que les gènes plus longs ont plus d'impact sur le taux de croissance. Nous avons également observé que les gènes de novo ayant un effet délétère ont tendance à être moins intrinsèquement désordonnés et ont un plus grand potentiel de formation d'agrégats. Enfin, nous avons découvert que les gènes de novo ayant un effet positif sur la valeur adaptative ont une propension plus élevée pour les domaines transmembranaires. Nous concluons qu'il existe une variation substantielle dans les propriétés structurelles des protéines codées par les gènes de novo et, par leur effet sur la valeur adaptative, ces propriétés pourraient déterminer quels gènes sont les plus susceptibles d'être maintenus sur une longue période et ainsi contribuer à la diversité du protéome. / For several decades, the scientific community assumed that virtually all genes emerged through the duplication and divergence of pre-existing genes. Recently, scientists have discovered a new mechanism of gene emergence, de novo evolution. De novo genes emerge from non-coding sequences of the genome and could thus acquire novel functions, provided their initial effects on fitness are not deleterious. The objective of this study is to identify structural properties of de novo genes that have an impact on their emergence. We are interested in very young de novo genes that appeared in the last 200 thousand years using wild budding yeasts as model species. To assess the impact of de novo genes on fitness, we performed a bulk competition assay and differential growth analysis with strains overexpressing 396 de novo genes inserted on a plasmid in budding yeast. We also analyzed the structural properties of these sequences. We found that longer genes have more impact on fitness. We also observed that de novo genes with a deleterious effect tend to be less intrinsically disordered and are predicted to have a greater potential to form aggregates. Finally, we discovered that de novo genes with a positive effect on fitness have a higher propensity for transmembrane domains. We conclude that there is substantial variation in the structural properties of the proteins encoded by de novo genes and, through their effect on fitness, these properties could determine which genes are more likely to be maintained and thus contribute to proteome diversity.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2006. / Titre de l'écran-titre (visionné le 14 mai 2007). Bibliogr.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2006. / Titre de l'écran-titre (visionné le 28 mars 2007). Bibliogr.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2003. / Titre de l'écran-titre (visionné le 29 novembre 2004). Bibliogr.