L’import d’ARN dans les mitochondries est un processus ubiquitaire chez les eucaryotes. Dans Saccharomyces cerevisiae un isoaccepteur cytosolique de l’ARNtLys, l’ARNtLys(CUU) (tRK1), est partiellement importé dans les mitochondries. L’adressage vers la surface mitochondriale a été étudié en détail mais l’étape de translocation dans les mitochondries reste toujours à démontrer. L’objectif principal de ce travail de thèse était l’identification et la caractérisation des protéines qui participent dans ce processus. Deux protéines de la membranes externe capables de former des canaux, Tom40 et VDAC1, ont été identifiées et leur rôle dans l’étape de translocation a été évalué in vitro et in vivo en utilisant des souches mutantes appropriées ou des agents capables de bloquer de manière spécifique les canaux formés par les protéines Tom40 et VDAC1. Ainsi il a été démontré que la délétion de VDAC1 ou l’inhibition du canal VDAC1 a conduit à une inhibition importante, néanmoins pas complète, de l’import de tRK1. Le blocage simultané des canaux Tom40 et VDAC1 par contre a causé un arrêt complet de l’import de tRK1 in vitro. Vu ces résultats, nous proposons que la translocation de tRK1 à travers la membrane mitochondriale externe puisse suivre deux chemins alternatifs. / RNA import into mitochondria is a ubiquitous process in eukaryotic cells. In Saccharomyces cerevisiae one cytosolic isoacceptor of tRNALys, tRNALys(CUU) (tRK1), is partially imported into mitochondria. Targeting of tRK1 to the mitochondrial surface is well described but the translocation of tRK1 into mitochondria is still poorly understood. This PhD work aimed to study this translocation step and the main objective was the identification and characterization of mitochondrial membrane proteins participating in this process. The two channel-forming proteins of the mitochondrial outer membrane, Tom40 and VDAC1, were identified and their role in tRK1 translocation further investigated with the help of in vitro and in vivo import studies using appropriate mutant strains or specific agents capable of blocking Tom40 and VDAC1. In this way, it could be demonstrated that deletion of the VDAC1 gene or inhibition of VDAC1 led to an important yet not complete inhibition of tRK1 import into mitochondria. Simultaneous blocking of the two channels formed by Tom40 and VDAC1, however, resulted in a complete inhibition of tRK1 import in vitro. Regarding these results we propose that tRK1 translocation through the mitochondrial outer membrane can use two alternative pathways.

Several human diseases have been associated with mitochondria! voltage-dependent anion channel-1 (VDAC1) due to its role in calcium ion transportation and apoptosis. Recent studies suggest that VDAC1 may interact with endothelium-dependent nitric oxide synthase (eNOS). Decreased VDAC1 expression may limit the physical interaction between VDAC1 and eNOS and thus impair nitric oxide production, leading to cardiovascular diseases, including pulmonary arterial hypertension (PAH). In this report, we conducted meta-analysis of genome-wide expression data to identify VDAC1 influenced genes implicated in PAH pathobiology. First, we identified the genes differentially expressed between wild-type and Vdac1 knockout mouse embryonic fibroblasts in hypoxic conditions. These genes were deemed to be influenced by VDAC1 deficiency. Gene ontology analysis indicates that the VDAC1 influenced genes are significantly associated with PAH pathobiology. Second, a molecular signature derived from the VDAC1 influenced genes was developed. We suggest that, VDAC1 has a protective role in PAH and the gene expression signature of VDAC1 influenced genes can be used to i) predict severity of pulmonary hypertension secondary to pulmonary diseases, ii) differentiate idiopathic pulmonary artery hypertension (IPAH) patients from controls, and iii) differentiate IPAH from connective tissue disease associated PAH.

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L'import d'ARN dans les mitochondries est un processus ubiquitaire chez les eucaryotes. Dans Saccharomyces cerevisiae un isoaccepteur cytosolique de l'ARNtLys, l'ARNtLys(CUU) (tRK1), est partiellement importé dans les mitochondries. L'adressage vers la surface mitochondriale a été étudié en détail mais l'étape de translocation dans les mitochondries reste toujours à démontrer. L'objectif principal de ce travail de thèse était l'identification et la caractérisation des protéines qui participent dans ce processus. Deux protéines de la membranes externe capables de former des canaux, Tom40 et VDAC1, ont été identifiées et leur rôle dans l'étape de translocation a été évalué in vitro et in vivo en utilisant des souches mutantes appropriées ou des agents capables de bloquer de manière spécifique les canaux formés par les protéines Tom40 et VDAC1. Ainsi il a été démontré que la délétion de VDAC1 ou l'inhibition du canal VDAC1 a conduit à une inhibition importante, néanmoins pas complète, de l'import de tRK1. Le blocage simultané des canaux Tom40 et VDAC1 par contre a causé un arrêt complet de l'import de tRK1 in vitro. Vu ces résultats, nous proposons que la translocation de tRK1 à travers la membrane mitochondriale externe puisse suivre deux chemins alternatifs.

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