De plus en plus d’études soulignent l’importance de la localisation intracellulaire des voies de signalisation. Nous avons développé des méthodes permettant de perturber cette localisation à l’aide de nanoparticules magnétiques. Ces dernières sont fonctionnalisées avec les protéines d’intérêts et deviennent ainsi un vecteur permettant de contrôler la localisation de la signalisation. Nous avons tout d’abord appliqué cette méthode dans un système modèle, des gouttes d’extrait cellulaire de Xénope, dans lesquelles nous avons créé artificiellement un gradient de protéines de signalisation à l’aide de nanoparticules magnétiques. Nous avons mis en évidence l’influence d’une asymétrie biochimique sur la localisation d’asters de microtubules. Dans un deuxième temps nous avons examiné la possibilité d’appliquer cette méthode dans des cellules HeLa adhérentes, pour perturber la localisation d’endosomes de signalisation rendus magnétiques. Nous avons cherché à optimiser les conditions expérimentales nécessaires pour contrôler la position d’endosomes de signalisation magnétiques Enfin, un troisième projet dont les résultats préliminaires sont présentés dans cette thèse, a consisté à utiliser un actuateur, non plus magnétique, mais biologique pour confiner une cascade de signalisation. Plus précisément la contraction d’un réseau d’actine confiné dans des gouttes d’extrait cellulaire est utilisée pour localiser des protéines de signalisation. Ces résultats démontrent l’intérêt de nanoparticules magnétiques pour induire et étudier des phénomènes de brisures de symétries dans des environnements biologiques / An increasing number of studies highlight the importance of signaling localization. We developed methods to perturb this localization using magnetic nanoparticles. Proteins of interest are grafted on magnetic nanoparticles, allowing to magnetically localize them. We first propose a new method to engineer directly a spatial gradient of signaling protein concentration within in cell extract droplets using super-paramagnetic nanoparticles. We observed a link between a spatial asymmetry in biochemical cues and microtubules aster positional information. Our assay provides a bottom-up approach to examine the minimum ingredients generating polarization and symmetry breaking within cells. We then examined the possibility to magnetically perturb endosomes position in HeLa cell. We found the experimental conditions to achieve this goal. Finally, we used directly cytoskeleton elements as actin filament to trigger asymmetrically confined signaling proteins and trigger microtubule assembly, in cell extract droplets. More generally, these results show how symmetry breaking within cells can be induced and studied using magnetic nanoparticles and biophysical tools.

Nous avons étudié la régulation et les fonctions de Cell division cycle 25A (CDC25A), phosphatase impliquée dans l'activation des cyclin-dependent kinases durant le cycle cellulaire, dans les leucémies aiguës myéloïdes portant la mutation de la tyrosine kinase Fms-Like Tyrosine kinase 3 (FLT3) FLT3-ITD, de mauvais pronostic. Nous montrons que CDC25A est une cible précoce en aval de FLT3-ITD, contrairement aux autres protéines du cycle cellulaire, par un mécanisme impliquant STAT5. L'inhibition de CDC25A était à l'origine d'une inhibition de la prolifération et d'une réinduction de la différenciation des cellules primaires ou de lignées FLT3-ITD, in vitro et in vivo, en faisant une cible prometteuse dans les LAM avec la mutation FLT3-ITD. Enfin, nous avons évalué la valeur pronostique de l'expression de CDC25A au niveau ARN messager et protéique sur une série de patients traités au CHU de Toulouse par chimiothérapie intensive. / We studied the regulation and functions of Cell division cycle 25A (CDC25A), a phosphatase involved in the activation of the cyclin-dependent kinases during the cell cycle, in acute myeloid leukemia baring the mutation of the tyrosine kinase Fms-Like Tyrosine kinase 3 (FLT3) FLT3-ITD, which confers adverse prognosis. We show that CDC25A is an early target downstream of FLT3-ITD, contrarily to other cell cycle proteins, by a mechanism involving STAT5. CDC25A inhibition gives rise to inhibition of proliferation and reinduction of differentiation in FLT3-ITD primary cells and FLT3-ITD cell lines, in vitro and in vivo. CDC25A appears as a promising target in FLT3-ITD acute myeloid leukemia. We finally evaluated the prognostic value of CDC25A expression, at the mRNA and proteic level in a series of patients treated by intensive chemotherapy at Toulouse University Hospital.

Le mélanome, la tumeur cutanée la plus agressive, est devenu un problème majeur de santé publique dans de nombreux pays. Diagnostiqué précocement, il peut être traité par excision chirurgicale, mais le pronostic pour les mélanomes plus avancés est très mauvais car cette tumeur est résistante à toutes les thérapies utilisées à ce jour. Dans le but de développer de nouvelles thérapies pour traiter cette tumeur, nous étudions les voies de signalisation qui jouent un rôle prépondérant dans la prolifération, la survie et la différenciation des mélanocytes et des mélanomes. Il s’agit de la voie des MAPK, la voie PI3K et la voie de l’AMP cyclique (AMPc). Nous avons tout d’abord démontré que certaines phosphodiestérases (PDE ; les inhibiteurs physiologiques de la voie de l’AMPc) sont surexprimées dans les lignées de mélanomes et inhibent ainsi la différenciation de ces cellules. La surexpression des PDEs est nécessaire à la transformation des mélanocytes par l’oncogène Ras alors que la réactivation de la voie de l’AMPc dans les lignées de mélanome inhibe leur prolifération. Ces données suggèrent qu’une stratégie thérapeutique qui aurait pour objectif de stimuler la différenciation des mélanomes en réactivant la voie de l’AMPc pourrait permettre d’inhiber leur prolifération. Nous avons par ailleurs montré que la protéine kinase B-Raf, qui est fréquemment mutée dans les mélanomes, était cependant inactivée dans les mélanomes contenant une mutation de Ras. Nous avons démontré que cette inhibition était due à une régulation négative de B-Raf par son substrat Erk. En effet, Erk phosphoryle B-Raf sur sa partie amino-terminale pour empêcher son interaction avec Ras. Ce mécanisme de régulation négative de B-Raf force ces lignées de mélanomes à utiliser l’isoforme C-Raf. Ce travail a des conséquences sur le traitement du mélanome. En effet, si B-Raf n’est pas utilisé pour l’activation de la voie des MAPK dans les mélanomes mutés N-Ras, les inhibiteurs de B-Raf en développement clinique seront inefficaces dans ces cancers. Nous avons par ailleurs démontré qu‘un inhibiteur des kinases B-Raf et C-Raf, en développement clinique (Sorafenib), induisait l’activation de ces kinases par hétérodimérisation en régulant leur phosphorylation. Ces résultats mettent en évidence de nouveaux mécanismes de régulation des proto-oncogènes B-Raf et C-Raf qui pourraient jouer un rôle important dans la résistance des mélanomes aux inhibiteurs de Raf qui sont actuellement en développement clinique. / Melanoma, the most aggressive skin tumor, has become a major public health problem in many countries. Diagnosed early, it can be treated by surgical excision, but the prognosis for advanced melanoma is very poor because the tumor is resistant to all therapies used today. In order to develop new therapies to treat this tumor, we study the signaling pathways that play a major role in the proliferation, survival and differentiation of melanocytes and melanoma. These are the MAPK, PI3K pathway and the cyclic AMP (cAMP). We first demonstrated that some phosphodiesterases (PDEs; physiological inhibitors of cAMP pathway) are overexpressed in melanoma lines and thus inhibit the differentiation of these cells. Overexpression of PDEs is necessary for melanocyte transformation by oncogenic Ras when the reactivation of the cAMP pathway in melanoma lines inhibits their proliferation. These data suggest a therapeutic strategy that would aim to stimulate the differentiation of melanoma by reactivating the cAMP pathway could help to inhibit their proliferation. We have also shown that the protein kinase B-Raf, which is frequently mutated in melanoma, however, was inactivated in melanomas containing a mutation of Ras. We demonstrated that this inhibition was due to a downregulation of B-Raf by Erk substrate. Indeed, Erk phosphorylates B-Raf on its amino-terminal to prevent its interaction with Ras. This negative regulatory mechanism of B-Raf melanoma is forcing these lines to use isoform C-Raf. This work has implications for the treatment of melanoma. Indeed, if B-Raf is not used for the activation of MAPK in N-Ras mutated melanoma, the B-Raf inhibitors in clinical development will be ineffective in these cancers. We also demonstrated that a kinase inhibitor of B-Raf and C-Raf, which is in clinical development (Sorafenib), induces the activation of these kinases by heterodimerization in regulating their phosphorylation. These results reveal new mechanisms of regulation of proto-oncogene B-Raf and C-Raf, which could play an important role in the resistance of melanoma to Raf inhibitors, which are currently in clinical development.

Notch est le récepteur d’une voie de communication intercellulaire, conservée au cours de l’évolution et impliquée dans de nombreux processus développementaux. Chez Drosophila melanogaster, la spécification et la division des précurseurs des organes sensoriels (SOPs) sont gouvernées par l’activation différentielle de la voie de signalisation Notch. Cette activation est dépendante de l’interaction entre le récepteur Notch et les ligands Delta/Serrate et LAG-2. Cette interaction favorise le clivage protéolytique du récepteur Notch puis la libération et la translocation du domaine intracellulaire dans le noyau de la cellule receveuse du signal. L’activation de Notch est étroitement régulée dans le temps et dans l’espace et est sous le contrôle du trafic intracellulaire. Toutefois, la localisation exacte de l’interaction entre le ligand et le récepteur demeure encore débattue.Précédemment, la protéine Stratum, prédite pour avoir un rôle de facteur d’échange nucléotidique (GEF), fut identifiée comme régulateur de la voie de signalisation Notch. Ici, nous montrons que la perte de Stratum induit des phénotypes Notch associés à une délocalisation du co-facteur de Notch, Sanpodo, au pôle apical des cellules et dans le réseau trans- golgien, avec Notch et Delta. De plus, nous montrons que Rab8 est délocalisée en absence de Stratum et la perte de Rab8 récapitule les phénotypes Notch observés dans le mutant strat. Ensemble, nous résultats indiquent que Stratum et Rab8 régulent la voie de signalisation Notch en contrôlant à la fois le tri et le transport polarisé de Notch, Sanpodo et Delta à la sortie de l’appareil de Golgi. / Notch is the receptor of an evolutionarily conserved intercellular communication pathway, involved in numerous developmental processes. In Drosophila melanogaster, the specification and the division of sensory organ precursors (SOPs) are governed by the differential activation of the Notch signalling pathway. This activation depends on the interaction between the Notch receptor and its ligands Delta/Serrate and LAG-2. This interaction induces the proteolytic cleavage of the Notch receptor, the release and the translocation of the intracellular domain in the nucleus of the signal-receiving cell. The Notch activation is tightly regulated in time and in space and is controlled by intracellular trafficking. However, the exact localisation of the interaction remains debated.Previously, Stratum, predicted to be a guanine exchange factor (GEF), was identified as a regulator of the Notch signalling pathway. Here we show that the loss of Stratum induces Notch phenotypes associated with a mislocalization of the Notch co- factor, Sanpodo, at the apical pole of cells and in the trans-golgi network, with Notch and Delta. Moreover we show that Rab8 is mislocalized in the absence of Stratum and the loss of Rab8 recapitules Notch phenotypes observed in the strat mutant. Together our results indicate that Stratum and Rab8 regulate the Notch signalling pathway by controlling both the sorting and the transport of Notch, Sanpodo and Delta at the exit of the Golgi apparatus.

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

L’hormone anti-Müllerienne (AMH) est un membre de la famille TGF-β impliquée dans la différenciation du tractus reproductif mâle. Elle est aussi exprimée par les cellules de la granulosa de l’ovaire adulte. Cependant, son rôle physiologique chez la femelle n’a pas encore été entièrement établi. Mon projet de thèse a pour objectif d’élucider le(s) rôle(s) de l’AMH dans le tractus reproductif femelle. L’AMH transduit ses effets par l’intermédiaire de deux récepteurs transmembranaires sérine/thréonine kinase : un récepteur de type II qui lui est spécifique (AMHR-II) et un récepteur de type I (ActR-IA, BMPR-IA, BMPR-IB) qu’elle partage avec les BMPs. Après fixation de l’hormone sur le récepteur de type II, celui-ci recrute et phosphoryle le récepteur de type I. Ce dernier phosphoryle à son tour les Smads spécifiques (Smad1, 5 et 8) qui s’associent à la Smad commune, Smad4. L’ensemble transloque dans le noyau et en association avec des facteurs de transcription régule les gènes cibles de l’hormone. L'utilisation de souris KO conditionnelles pour les récepteurs Acvr1 et Bmpr1a et d'une technique de siRNA dirigés contre chacun des trois récepteurs de type I a permis de mettre en évidence que le récepteur BMPR-IA est un acteur essentiel de la voie de signalisation de l'AMH dans les cellules de la granulosa. Pour déterminer la ou les Smad(s) impliquées, une technique de gènes rapporteurs, Smad-Gal4/UAS-luciférase, a été utilisée. Nous avons pu montrer que les Smad1 et 5 sont importantes pour la transduction du signal de l'AMH dans les cellules de la granulosa. Récemment des corécepteurs aux BMPs, les Repulsive Guidance Molecule (RGMs), ont été mis en évidence. L’AMH partageant sa voie de signalisation avec les BMPs, nous avons cherché à déterminer si ces corécepteurs pouvaient également intervenir dans la voie de signalisation de l’AMH. Il existe 3 types de RGMs: RGMa, RGMb et RGMc. Nous avons montré en q-PCR que seul RGMb est exprimé dans les cellules de la granulosa alors que les 3 RGMs sont exprimés dans l’ovaire. L'utilisation de siRNA dirigés contre RGMb a permis de montrer que ce récepteur n'est pas nécessaire à la transduction du signal de l'AMH. Actuellement, seuls deux gènes cibles de l’AMH sont connus dans les cellules de la granulosa : l’aromatase et le récepteur LH. Nous avons réalisé des analyses de puces à ADN (ou micro-array) pour décrire de nouveaux gènes cibles de l'AMH. L'analyse des puces a permis de décrire de nouveaux gènes régulés par cette hormone tels qu’Ovgp1 ou Kcnj2. La dernière partie de mon projet visait à déterminer un rôle potentiel de l'AMH dans l'utérus. En effet, le récepteur de cette hormone est exprimé dans le myomètre utérin de souris permettant de supposer qu’elle peut agir sur cet organe. Nous avons pu mettre en évidence une expression faible du gène de l’Amh dans l’utérus. En revanche, l’expression et la localisation de la protéine restent encore à définir. Une expérience de PCR-array a permis de montrer que de nombreux gènes sont différentiellement exprimés entre l’utérus Wt et l’utérus KO Amh. Ceci indique que l’AMH jouerait un rôle sur la régulation de la fonction utérine qu’elle soit exprimée ou non dans cet organe. / Anti-Müllerian hormone (AMH) is a member of the TGF-ß superfamily. AMH is well known for its role in Müllerian duct regression in male fetuses. Postnatally, AMH is secreted by granulosa cells (GCs) of small growing follicles (preantral and small antral). However, despite the increasing interest of ovarian AMH in clinics, little is known on its mechanism of action and its role in female reproductive tract. My PhD project focuses on the identification of AMH function in the female reproductive tract.AMH signals through a type II transmembrane serine/threonine kinase receptor (AMHR-II) which forms a complex with a type I serine/threonine kinase receptor (ActR-IA, BMPR-IA, BMPR-IB). The type II receptor phosphorylates serine and threonine residues of type I receptor. Once activated, the type I receptor phosphorylates the receptor-regulated Smads (R-Smad1/5/8) which interact with a common partner Smad4. The Smad complex accumulates into the nucleus and regulates target gene expression. This canonical signalling pathway is regulated at different levels, in particular by co-receptors which amplify or antagonize TGF-ß family members action. The type I receptors and R-Smads involved in AMH effects on post-natal GCs remain unknown. In addition, to date, no co-receptor has been found for AMH. To define the involvement of the different type I receptors, we used siRNA technology to inactivate Acvr1, Bmpr1a and Bmpr1b in GC. In parallele, we analysed GC extracted from conditional mutant mice for Acvr1 and Bmpr1a. We found that BMPR-IA is the most important type I receptor for AMH to transduce its signal in GC. A Smad-Gal4/UAS-luciferase reporter gene technology allowed us to show that Smad1 and 5 are involved in AMH signaling pathway. Recently, new BMPs coreceptors were found, RGMs for Repulsive Guidance Molecules. There are three RGMs : RGMa, b and c. Because AMH shares with BMPs its type I receptors and R-Smad proteins, we hypothesized that they also share the same co-receptors, the RGM. We showed that RGMb was the only one expressed in GC and after siRNA transfection we demonstrated that this coreceptor is not essential for AMH to transduce its signal.To date, only few AMH target genes have been identified. Aromatase (Cyp19a1) and LH receptor (Lhcgr) are down-regulated by AMH in rat and porcine GCs. We used micro-array technology (Affymetrix) by comparing Wt and knockout immature ovaries to find new AMH target genes. This experiment evidenced that Ovgp1 and Kcnj2 are two new potential AMH target genes in the ovary.The last part of my project was to define a potential role of AMH in murine uterus. Only one study showed that AMHR-II is expressed in the mouse myometrium. We showed that Amh gene is slightly expressed in uterus but the results are not confirmed at the protein level. Using PCR-array, we found a lot of differentially expressed genes between Wt and Amh KO uterus. Therefore, AMH could regulate uterine function through the modulation of different genes located in the myometrium.

Lors du développement de l'asymétrie gauche droite dans le cerveau du poisson zèbre, un petit groupe de cellules, le parapinéale, migre collectivement depuis la ligne médiane vers la partie gauche de l'épithalamus. Cette migration est défectueuse dans des mutants pour le gène fgf8, indiquant que le facteur Fgf8 (Fibroblast Growth Factor 8), sécrété de part et d'autre de la ligne médiane, est requis pour la migration. Cependant, l'orientation gauche de la migration dépend de l'activation, plus précocement dans l'épithalamus gauche, de la voie de signalisation Nodal/TGFb (Transforming Growth Factor). Par conséquent, la parapinéale est un modèle de choix pour comprendre comment les cellules migrent collectivement en réponse aux Fgf et pour étudier comment d'autres voies de signalisation modulent ce processus. L'imagerie en temps réel d'un transgène rapporteur de la signalisation FGF a révélé que la voie FGF est activée préférentiellement dans quelques cellules de tête, c'est à dire localisées au front de migration. L'expression globale d'un récepteur aux Fgf activé de façon constitutive (CA-FgfR1) interfère avec la migration de la parapinéale en contexte sauvage mais est capable de restaurer à la fois la migration de la parapinéale et l'activation focale de la voie FGF au front de migration dans les mutants fgf8-/-. De plus, l'activation focale de la voie FGF dans seulement quelques cellules de parapinéale est suffisante pour restaurer la migration de tout le collectif dans les mutants fgf8-/-. Finalement, nos données montrent que la signalisation Nodal contribue à restreindre et à biaiser l'activation de la voie FGF afin d'orienter la migration de la parapinéale vers le côté gauche (Manuscript n°1). Par la suite, mes travaux de thèse ont visé à comprendre comment l'activation de la voie FGF est restreinte à quelques cellules, bien que toutes les cellules de parapinéale semblent compétentes pour activer la voie. Nos résultats montrent que la signalisation Notch est capable de restreindre l'activation de la voie FGF. La perte ou le gain de fonction de la voie Notch entrainent respectivement une augmentation ou une diminution de l'activité FGF, associés à des défauts de migration de la parapinéale dans les deux contextes. De plus, la diminution ou l'augmentation artificielle du niveau d'activation de la voie FGF peut respectivement restaurer la migration de la parapinéale ou aggraver les défauts de migration en absence d'activité Notch. Nos données indiquent que la signalisation Notch restreint l'activation de la voie FGF au sein des cellules de parapinéale pour permettre la migration du collectif (Manuscript n°2). La voie Notch est également requise pour la spécification d'un nombre correct de cellules de parapinéale, indépendamment de la voie FGF. En parallèle, nous avons analysé la fonction de MMP2 (Matrix Metalloprotease 2), une protéine exprimée mosaïquement dans la parapinéale et candidate pour moduler la signalisation FGF. Cependant, nous n'avons observé aucun défaut de spécification ou de migration de la parapinéale dans les embryons mutants pour le gène mmp2 -/- (Manuscript n°3). Mon travail de thèse révèle un rôle de la voie Notch pour restreindre l'activation de la signalisation FGF dans quelques cellules de parapinéale, un processus qui est biaisé par la voie Nodal afin d'orienter la migration du collectif vers la gauche. Ces données pourraient permettre de mieux comprendre les interactions entre les voies de signalisation FGF, Notch et Nodal dans d'autres modèles de migration cellulaire collective comme, par exemple, la migration des cellules cancéreuses. / During the establishment of left-right asymmetry in the zebrafish brain, a small group of cells, the parapineal, collectively migrates from the dorsal midline of the epithalamus to the left in most wild-type embryos. Parapineal migration requires Fibroblastic Growth Factor 8 (Fgf8), a secreted signal expressed bilaterally in epithalamic tissues surrounding the parapineal. The left bias in the orientation of parapineal migration depends on the activity of Cyclops, a secreted factor of the Nodal/TGFß family that is transiently expressed in the left epithalamus prior to parapineal migration. Therefore, the parapineal provides a powerful new model to understand FGF dependent collective cell migration and to study how other signaling pathways modulate this process. Live imaging of an FGF reporter transgene revealed that the FGF pathway is activated in only few parapineal cells that are usually located at the leading edge of migration. Global expression of a constitutively activated Fgf receptor (CA-FGFR) delays migration in wild-type, while it partially restores both parapineal migration and focal activation of the FGF reporter transgene in fgf8-/- mutant embryos. Importantly, focal activation of FGF signaling in few parapineal cells is sufficient to restore collective migration in fgf8-/- mutants. Finally, Nodal asymmetry contributes to restrict and left-bias the activation of the FGF pathway (Manuscript n°1). Following this work, my thesis project aimed at understanding how the activation of the FGF pathway is restricted to few cells, despite all parapineal cells apparently being competent to activate the pathway. We showed that Notch signaling is able to restrict FGF activity. Loss or gain of function of the Notch pathway respectively triggers an increase or decrease in FGF activity, which correlate with PP migration defects. Moreover, decreasing or increasing FGF activity levels respectively rescues or aggravates parapineal migration defects in Notch loss-of-function context. Our data indicate that Notch signaling restricts the activation of the FGF pathway within parapineal cells to promote their collective migration (Manuscript n°2). We also found that Notch pathway is required for the specification of a correct number of parapineal cells, independently of FGF pathway. In parallel, we analysed the function of MMP2 (Matrix Metalloprotease 2), a protein mosaïcally expressed in the parapineal and a candidate to modulate FGF signaling. However, we found no significant defects in the specification or migration of parapineal cells in mmp2-/- mutant embryos (Manuscript n°3). My PhD work reveals a role for Notch signaling in restricting the activation of FGF signaling within few parapineal cells, a process that is biased by Nodal pathway to the left and required for the migration of the entire parapineal. These data provide insights into the interaction of FGF, Notch and Nodal/TGFb signaling pathways that may be applicable to other models of collective cell migration, such as cancer cells migration for instance.

La protéine O-fucosyltransférase 1 (POFUT1) réticulaire, dont le gène est localisé dans la région chromosomique 20q11.21 chez l’Homme, catalyse le transfert d’un fucose qui sera O-lié sur la sérine ou la thréonine présente dans la séquence consensus (C2X4S/TC3), portée par un domaine EGF-like d’une glycoprotéine membranaire ou sécrétée. Le knockdown de Pofut1 (Po -) dans la lignée myoblastique murines C2C12 conduit à la formation de myotubes allongés et minces, à faible nombre de noyaux ainsi qu’à une sous-expression du marqueur myogénique tardif Myf6, suggérant des défauts significatifs dans la fusion secondaire. La signalisation NFATc2/IL-4 est décrite comme la voie principale associée à cette étape. Nous montrons que la moindre expression de Nfatc2 dans les myotubes Po - est corrélée à une baisse de l'IL-4 sécrétée et à une faible quantité de son récepteur (IL-4Rα) présent chez les cellules de réserve qui doivent participer à la fusion avec les myotubes naissants. La neutralisation de l’IL-4Rα sur les C2C12 sauvages provoque des défauts d'accrétion myonucléaire, semblables à ceux observés pour les Po -. Ainsi, POFUT1 pourrait être un nouveau médiateur de la croissance des myotubes au cours du processus myogénique, notamment par la signalisation NFATc2/IL-4. La glycoprotéine WIF1, cible potentielle de POFUT1, est un antagoniste de la signalisation WNT via sa fixation aux protéines WNT. Cette voie est connue pour être impliquée dans la prolifération et la différenciation des myoblastes. Néanmoins, aucune donnée ne concerne le rôle de WIF1 dans le processus myogénique. Par un apport exogène de WIF1, nous avons montré l’augmentation de la prolifération et l’altération de la différenciation myoblastique des C2C12. Lors de la prolifération, une augmentation de l’expression de Myf5 et une diminution de MyoG sont observées. A 7 jours de différenciation, les myotubes Po - ont un diamètre plus petit que les myotubes sauvages et ils sont plus nombreux à avoir un faible nombre de noyaux, traduisant des défauts de fusion. Nous démontrons pour la première fois, l’implication de la protéine WIF1 dans le processus myogénique. Récemment, POFUT1 a aussi été proposé comme nouveau biomarqueur pour certains cancers, mais pas évalué dans le cancer colorectal (CCR). Nous avons donc collecté des données issues de 626 tumeurs et 51 tissus adjacents non tumoraux disponibles dans FireBrowse, celles de lignées cellulaires cancéreuses colorectales et de prélèvements tumoraux provenant du Centre de Ressources Biologiques du CHU de Limoges. Une surexpression de POFUT1 est observée dès le stade I, majoritairement due à une amplification de la région 20q11.21. Elle est significativement associée aux adénocarcinomes non mucineux et à une localisation rectale. De plus, l’expression de POFUT1 est corrélée à celles des récepteurs NOTCH ainsi qu’au processus métastatique, probablement par activation de la voie NOTCH. A ce titre, POFUT1 pourrait être considéré comme un nouveau biomarqueur pour le diagnostic du CCR. / The ER protein O-fucosyltransferase 1 (POFUT1), whose gene is located at the 20q11.21 chromosomic region in humans, catalyzes O-linked fucose addition to serine or threonine present in the consensus sequence (C2X4S/TC3) carried by EGF-like domain of membrane or secreted glycoprotein. Pofut1 knockdown (Po -) in murine myoblast C2C12 cell line leads to formation of elongated and thin myotubes, with a low number of nuclei and to downexpression of the late myogenic marker Myf6, suggesting significant defects in secondary fusion. NFATc2/IL-4 signaling is described as the main pathway associated to this step. We showed that the slightest expression of Nfatc2 in Po - myotubes is correlated with a decrease in IL-4 secretion and a lower quantity of IL 4Rα in reserve cells, which had to fuse with nascent myotubes. IL-4Rα neutralization on wild-type C2C12 causes myonuclear accretion defects, similar to those observed in Po -. Then, POFUT1 could be a new mediator of myotube growth during myogenic process, particularly through NFATc2/IL-4 signaling. The glycoprotein WIF1, potential POFUT1 target, is an antagonist of WNT signaling via its binding to WNT proteins. This pathway is involved in proliferation and differentiation of myoblasts. However, no data are available on WIF1 role in the myogenic process. Through exogenous WIF1 treatment, we showed a proliferation increase and a myoblast differentiation impairment in C2C12. During proliferation, increase in Myf5 and decrease in MyoG expressions are observed. At 7 days of differentiation, Po - myotubes have a smaller diameter than wild-type ones and are more numerous to have a small number of nuclei, reflecting fusion defects. For the first time, we demonstrate the involvement of WIF1 in the myogenic process. Recently, POFUT1 was proposed to be a new biomarker for several cancers, but not evaluated in colorectal cancer (CRC). We used data from 626 tumors and 51 adjacent non-tumor tissues available at FireBrowse, colorectal cancer cell lines and tumor samples from the Biological Resource Centre of Limoges hospital. A POFUT1 overexpression is observed from stage I, mainly due to amplification of 20q11.21 region. It is significantly associated to non-mucinous adenocarcinoma and to rectum location. Moreover, POFUT1 expression is correlated with those of NOTCH receptors as well as the metastatic process, probably by activation of the NOTCH pathway. POFUT1 could therefore be considered as a new biomarker for CRC diagnosis.

Au cours de l'ovogenèse, les stades vitellogéniques nécessitent une énergie considérable, et leur formation doit être ajustée en fonction d'autres besoins physiologiques. En utilisant la drosophile comme modèle, j'ai montré que la signalisation Insuline régule une transition du cycle cellulaire, mitose/ endocyle (M/E), une étape critique qui contrôle l'entrée des follicules en vitellogenèse. Mes travaux montrent que la transition M/E porte le rôle d'un point de contrôle nutritionnel. La carence protéique induit un blocage de cette transition au travers d'une interaction entre FoxO, Cut et Notch, empêchant une perte d'énergie. Ce blocage reste réversible, autorisant la reprise de l'ovogenèse sous retour à une alimentation normale. Ce travail montre qu'un point de contrôle nutritionnel au cours de l'ovogenèse permet de coupler des signaux métaboliques et développementaux pour protéger les tissus des dommages liés à la carence. D'autre part, j'ai montré que la signalisation Insuline contrôle la migration d'une cohorte de cellules d'origine épithéliale pour assurer la fertilité de l'ovocyte. L'insuline participe à la formation d'extensions cytoplasmiques riches en actine. Lors de ce processus, la signalisation Insuline contrôle notamment l'expression de chickadee, qui code pour la Profiline, une protéine nécessaire pour la polymérisation de l'actine qui permet la motilité des cellules. L'ensemble de ce travail montre que des tissus somatiques assurent l'homéostasie de l'ovogenèse malgré des conditions de nutritions fluctuantes. Ces travaux posent les bases de l'étude de nouveaux aspects de l'ovogenèse, potentiellement conservés chez les mammifères.

Selon le modèle classique, le signal reçu par les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) se propage suite à des interactions transitoires et aléatoires entre les RCPGs, les protéines G et leurs effecteurs. Par les techniques de transfert d’énergie de résonance de bioluminescence (BRET), de complémentation bimoléculaire de protéines fluorescentes (BiFC) et de co-immunoprécipitation, nous avons observé que les récepteurs, les protéines G et les effecteurs forment un complexe stable, avant et après l’activation des récepteurs. L’interaction entre l’effecteur Kir3 et le dimère Gbetagamma se produit initialement au réticulum endoplasmique et est sensible à un agoniste liposoluble des récepteurs beta2-adrénergiques. Bien que peu de spécificité pour les nombreux isoformes des sous-unités Gbetagamma ait été observée pour l’activation du canal Kir3, les interactions précoces au RE sont plus sensibles aux différentes combinaisons de Gbetagamma présentes. En plus de son rôle dans la régulation des effecteurs, le dimère Gbetagamma peut interagir avec de nombreuses protéines possédant des localisations cellulaires autres que la membrane plasmique. Nous avons identifié une nouvelle classe de protéines interagissant avec la sous-unité Gbeta, autant en système de surexpression que dans des extraits de cerveaux de rats, soit les protéines FosB et cFos, qui forment le complexe de transcription AP-1, suite à leur dimérisation avec les protéines de la famille des Jun. La coexpression du dimère Gbetagamma réduit l’activité transcriptionnelle du complexe AP-1 induit par le phorbol 12-,myristate 13-acetate (PMA), sans toutefois interférer avec la formation du complexe Fos/Jun ou son interaction avec l’ADN. Toutefois, le dimère Gbetagamma colocalise au noyau avec le complexe AP-1 et recrute les protéines histones déacétylases (HDAC) afin d’inhiber l’activité transcriptionnelle du complexe AP-1. / Based on the classical model of G protein activation, signal transduction occurs by transient and random interactions between the receptor, the G protein and the effectors. Bioluminescence resonance energy transfer (BRET), bimolecular fluorescence complementation assay (BiFC) and co-immunoprecipitation experiments revealed that receptor, heterotrimeric G proteins and effectors were found in stable complexes that persisted during signal transduction. Kir3 channel and Gbetagamma dimer interacts first in the endoplasmic reticulum (ER) and this interaction can be modulated by the membrane-permeable beta2-adrenergic agonist cimaterol. Little specificity has been reported for several isoforms of the Gbetagamma dimer in the activation of the Kir3 channel. However, we found that the “precocious” interaction in the ER is sensitive to the presence of different combination of Gbeta and Ggamma subunits. Recently, a number of new proteins, which are not classical effectors at the plasma membrane have been shown to interact with GbetagammaThese include histone deacetylases 4 and 5 (HDAC)[1, 2] and the glucocorticoid receptor. We identified a novel interaction between Gbetagamma subunit and the Fos proteins, which form the transcription factor AP-1 following their dimerization with Jun proteins. Gbetagamma and Fos interactions can be detected in HEK 293 cells overexpressing the two proteins as well as in brains from rats pre-treated with amphetamine. Gbetagamma/Fos interaction favours the nuclear translocation of Gbetagamma dimer and inhibits AP-1 transcriptional activity. Gbetagamma did not block Fos/Jun dimerization or the interaction of AP-1 with DNA but recruited HDACs to the AP-1 complex.