La sélénocystéine est incorporée co-traductionnellement dans les sélénoprotéines en réponse à un codon UGA habituellement l'un des 3 codons stop. La protéine SBP2 joue un rôle majeur dans ce mécanisme de recodage en se liant à une structure en tige-boucle (SECIS) située dans la région 3'UTR de l'ARNm des sélénoprotéines. Nous avons isolé et caractérisé fonctionnellement SBP2 de Drosophila melanogaster. Par comparison avec SBP2 humaine, nous avons identifié un domaine de liaison à l'ARN additionnel essentiel à la liaison au SECIS et à la sous-unité ribosomique 60S et permettant une sélectivité structurale du SECIS. Des prédictions structurales et des analyses biophysiques ont établi que SBP2 était une protéine globalement désordonnée ou “Intrinsically Disordered Protein” qui ne se replie qu'en présence de partenaires. Enfin, nous avons établi que l'assemblage des mRNP de sélénoprotéines faisait appel à des facteurs communs et présentait de multiples similarités avec celui des sn/snoRNP.

L'IRES du VHC est organisé en une structure secondaire, complexe et hautement conservée, qui comprend quatre domaines distincts (I-IV). Cette organisation permet la liaison directe du facteur d'initiation eucaryote eIF3 et de la sous-unité 40S du ribosome. Le facteur d'initiation eucaryote eIF3 est un complexe de 13 protéines (~ 800 kDa). Certaines de ses sous-unités montrent une affinité pour l'ARN, et parmi elles deux possèdent des motifs de reconnaissance à l'ARN (MRR) : eIF3b (aa : 185-268) et eIF3g (aa : 239-317). Afin de déterminer l'implication de ces motifs dans l'interaction ARN-protéine, nous avons cloné les domaines contenant ces motifs MRR, ainsi que les protéines entières eIF3b et eIF3g. Nous avons ensuite étudié l'interaction de l'ARN et/ou domaines d'ARN avec le complexe eIF3 et/ou protéines ou domaines protéiques en utilisant la méthode de rétention sur filtre. Nous avons ainsi calculé les différentes constantes apparentes de dissociation entre : eIF3/IRES, eIF3b/IRES et MRR-eIF3b/IRES. Ces résultats montrent que la sous-unité eIF3b se lie directement au domaine III de l'IRES via son motif MRR situé dans le domaine N-terminal. Dans un deuxième temps, nous avons utilisé la spectroscopie RMN pour identifier précisément les acides aminés impliqués dans la reconnaissance de l'ARN viral. En utilisant différentes techniques telles que FBA, RMN et SAXS, il s'avère que le domaine IIId (30 nucléotides) représente le motif minimum impliqué dans l'interaction MRR-eIF3b/IRES. Enfin, la technique de SAXS a été mise à profit pour étudier la structure tridimensionnelle de l'IRES libre en solution.

La réponse cellulaire humaine aux agents génotoxiques est essentielle pour le maintien de l'intégrité génétique. Elle implique une régulation coordonnée de nombreuses voies métaboliques qui déclencheront un arrêt du cycle cellulaire et la réparation des macromolécules endommagées, l'inflammation et l'apoptose. La Réparation Globale du Génome par Excision de Nucléotides (GG-NER) est une voie majeure de réparation de l'ADN pour la prévention de la cancérogenèse car elle élimine une grande variété de lésions induites par les rayonnements ultraviolets, des carcinogènes chimiques et d'autres facteurs de notre environnement. Ces lésions sont reconnues par XPC, qui est le premier facteur protéique impliqué dans cette voie de réparation. XPC forme un complexe avec Rad23B. Nous avons montré qu'in vivo le complexe XPC/Rad23B comportait également la centrine 2. Le mode d'interaction de XPC avec la centrine 2 est très conservé de la levure à l'homme indiquant une participation de ce complexe à un processus biologique général à tous les eucaryotes. La centrine 2 est impliquée dans la division cellulaire en régulant la duplication du centrosome. Rad23B intervient dans le contrôle stabilité/dégradation des protéines par le protéasome 26S. Nous avons montré que l'existence de ce complexe ancré à la chromatine permettait son accumulation immédiate sur les sites des lésions induites par les UV ou après l'impact d'un laser à 405 nm. Cette localisation dépend uniquement de la présence de XPC. Nous avons montré que XPC régulait le niveau basal et l'équilibre de la centrine 2 entre le noyau et le centrosome. Ceci pourrait être primordial pour coordonner la réparation de l'ADN et la division cellulaire. De plus, nous avons observé que Rad23B promouvait la survie cellulaire en stabilisant XPC après une irradiation aux UVC. Enfin, nos résultats montrent que la présence de XPC est requise pour l'accumulation des transcrits centrine 2 et Rad23B suite à une irradiation aux UV. Ceci conforte l'idée que XPC pourrait faire partie d'un système de signalisation qui induit l'expression de gènes après la reconnaissance des dommages de l'ADN. Cet hétérotrimère regroupe donc des protéines aux fonctions distinctes qui sont localisées précocement sur les dommages de l'ADN. Nous proposons que ce complexe coordonne différents processus biologiques immédiatement après la reconnaissance des lésions par XPC : la régulation du cycle cellulaire par la centrine 2, le contrôle stabilité/dégradation de protéines, dont XPC, par Rad23B et le déclenchement de la réparation et l'induction de l'expression de gènes par XPC. Des études récentes montrent que XPC serait également impliquée dans d'autres voies de réparation comme la réparation par excision de bases et la réparation des cassures double-brin. L'ensemble de ces observations suggère que ce complexe multifonctionnel pourrait avoir un rôle global dans la réponse cellulaire aux agents génotoxiques.

Les travaux de ce mémoire portent sur la dynamique d'assemblage, de dissociation et de recyclage des protéines impliquées dans la biogenèse de la grande sous-unité ribosomique chez la levure Saccharomyces cerevisiae. Ils permettent une meilleure compréhension de deux points de contrôle de cette voie métabolique, l'un dans le noyau, l'autre dans le cytoplasme. <br />Nous avons montré que la protéine nucléaire Nsa2, extrêmement conservée chez les Eucaryotes, est requise pour la maturation correcte de l'intermédiaire d'ARN ribosomique 27SB. Nsa2 est un facteur instable et régulé en fonction de l'activité de la biogenèse des ribosomes ; à ce titre, il pourrait centraliser différents signaux de contrôle de la voie métabolique. Par ailleurs, la technique de SILAC nous a permis de définir des groupes de facteurs pré-ribosomiques précoces ou tardifs par rapport au point d'action de Nsa2.<br />Dans le cytoplasme, nous avons mis en évidence un réseau de protéines marquant la transition entre la fin de la biogenèse de la grande sous-unité et l'initiation de la traduction. La protéine cytoplasmique Rei1 et la karyophérine Kap121 sont requises pour le recyclage du dimère de facteurs navettes Arx1-Alb1, du cytoplasme vers le noyau. Ce recyclage conditionne la dissociation entre le facteur d'anti-association Tif6 et la grande sous-unité ribosomique, qui peut dès lors se lier à la petite sous-unité ribosomique et participer à la traduction.

L'Annexine A5 (Anx5) est une protéine de la famille des annexines qui présente la propriété de s'organiser à la surface des bicouches lipidiques en trimères et en assemblages bidimensionnels (2D) de trimères. Ce travail de thèse concerne le développement d'applications biotechnologiques des assemblages 2D d'Anx5 ainsi qu'une étude des propriétés fonctionnelles de ces assemblages. Ces travaux ont été réalisés principalement à l'aide des méthodes de la microbalance à cristal de quartz avec mesure de dissipation (QCM-D) et de la microscopie à force atomique (AFM). <br />La première partie de cette thèse concerne le développement de plates-formes d'ancrage basées sur des assemblages 2D de protéines dérivées de l'Anx5. Des complexes covalents entre l'Anx5 et des peptides d'adhésion cellulaire pour la réalisation de plates-formes d'ancrage de cellules. Des protéines de fusion entre l'Anx5 et un fragment de la protéine A ont d'autre part servi au développement de plates-formes 2D pour l'immobilisation contrôlée d'anticorps et de protéines. <br />La seconde partie de cette thèse concerne l'étude des propriétés fonctionnelles des assemblages 2D d'Anx5. L'étude de l'interaction d'un anticorps anti-phospholipide avec les assemblages 2D d'Anx5 montre que cet anticorps ne perturbe pas l'organisation 2D de l'Anx5. La seconde étude concernant l'influence des assemblages 2D de l'Anx5 sur la dynamique des bicouches lipidiques établie une corrélation entre la formation de trimères et le ralentissement de la dynamique des membranes.<br />Ces travaux contribuent à notre compréhension des propriétés des assemblages 2D d'Anx5 et permettent d'envisager le développement de biocapteurs pour cellules ou molécules.

Des systèmes basés sur la chromatographie et la spectrométrie de masse sont utilisés pour analyser les échantillons biologiques comme l'urine ou le sang. Cette thèse propose une méthode, qui à partir des données, mesure la concentration de biomarqueurs. Dans la première partie du travail, nous élaborons un modèle décrivant chaque module de la chaîne d'analyse. Cependant, pour s'abstraire des fluctuations expérimentales, notre méthode doit évaluer certains paramètres instrument en plus des concentrations. La seconde partie consiste à traiter ce problème d'estimation non linéaire dans le cadre des approches statistiques bayésiennes. Cette démarche nous permet d'introduire de l'information supplémentaire, sous la forme de lois de probabilité, afin de régulariser le problème. La méthode est structurée autour d'un estimateur de la moyenne a posteriori. Sa mise en œuvre algorithmique utilise une boucle de Gibbs incluant un échantillonneur de Metropolis-Hastings.

Notre équipe de recherche étudie l'action des hormones gibbérellines (GA) et cytokinines (CK) dans les processus de développement chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. En recherchant des régulateurs de l'expression d'un gène impliqué dans la différenciation des cellules épidermiques et dont l'expression est contrôlée par ces deux hormones, une nouvelle famille de quatre protéines nommées GeBP (GL1 enhancer Binding Protein), GPL1 (GeBP Protein Like 1), GPL2 et GPL3 a été identifiée au laboratoire. Le but de ce travail de thèse était de caractériser moléculairement et fonctionnellement les membres de cette nouvelle famille multigénique.<br /> Nous avons tout d'abord vérifié l'adressage nucléaire des protéines GeBP/GPL et démontré leur capacité à former des dimères in planta via un motif Leucine-Zipper non canonique. L'analyse fonctionnelle a été abordée par l'étude de lignées simples et multiples mutantes gebp/gpl. Différentes données physiologiques et moléculaires convergentes ont démontré un rôle redondant des gènes GeBP/GPL dans le contrôle de la réponse aux CK. Enfin, une analyse globale des transcriptomes d'une lignée surexpresseur de GPL2 et du quadruple mutant gebp/gpl, nous a permis d'établir un lien entre les GeBP/GPL et CPR5, un gène impliqué dans la réponse aux pathogènes, et le contrôle du cycle cellulaire. Ce lien a été conforté expérimentalement par des mesures de ploïdies des noyaux des cellules foliaires montrant une dérégulation du cycle cellulaire chez la lignée quadruple mutant et la lignée surexpresseur de GPL2.<br />Les futurs travaux auront pour but de poursuivre l'étude de la fonction des GeBP/GPL et de confirmer le lien avec CPR5.

Les protéines 14-3-3 sont des protéines ubiquitaires conservées chez tous les eucaryotes. Elles interagissent avec de multiples partenaires, dont elles modulent la fonction et la localisation, et interviennent de ce fait dans de nombreux processus cellulaires. FTT-1 et FTT-2 sont les deux orthologues de 14-3-3 présents chez Caenorhabditis elegans. En utilisant l'approche de RNA interférence, nous avons montré que les protéines FTT sont impliquées dans la voie DAF-2/Insuline/IGF-1, régissant la longévité, la résistance au stress et le métabolisme chez C. elegans, et dont l'effecteur majeur est le facteur de transcription DAF-16, orthologue de Forkhead chez les mammifères. Ce travail de thèse a permis de caractériser les fonctions de chacune des protéines FTT dans la régulation des différents phénotypes engendrés par cette voie et de mettre en évidence le rôle prépondérant de FTT-2. D'autre part, nos données ont révélé la contribution supplémentaire de FTT-2 dans la régulation de la longévité et du métabolisme lipidique et de FTT-1 et FTT-2 dans la résistance au stress, à travers un mécanisme parallèle à la voie DAF-2/Ins/IGF-1 et ne mettant pas en jeu DAF-16. Les résultats de notre étude soulignent la complexité des fonctions des protéines FTT et démontrent leur participation à plusieurs processus importants pour la survie de C. elegans lors d'une exposition à un stress mais aussi lors du vieillissement physiologique du nématode.

Les facteurs de transcription STAT3 sont activés dans de nombreuses tumeurs et leurs effets sur la prolifération et la survie suggéraient fortement que ces protéines puissent être impliquées à la fois dans la transformation cellulaire et dans l'échappement aux traitements classiques de chimiothérapie.<br />Nous nous sommes donc intéressés aux différents aspects impliquant STAT3 dans la réponse de lignées cellulaires aux agents génotoxiques de chimiothérapie, et plus particulièrement aux inhibiteurs de topoisomérase. Durant ces traitements, STAT3 interagit avec le répresseur transcriptionnel Rb et l'inhibiteur du cycle cellulaire p21. Ces deux protéines inhibent son activité transcriptionnelle, notamment sur les gènes c-myc et cdc25A, et permettent la mise en place de la sénescence induite par les dommages de l'ADN et la catastrophe mitotique. Cependant, en présence d'une activité constitutive de STAT3 induite par l'oncogène v-src, STAT3 empêche l'activation de Rb et de p21, favorise la résistance des cellules aux inhibiteurs de topoisomérase II, et génère de l'instabilité génomique. Finalement,<br />deux inhibiteurs de STAT3, le cetuximab, un anticorps monoclonal dirigé contre l'EGFR, et un inhibiteur de la tyrosine kinase c-src, sensibilisent des cellules colorectales aux inhibiteurs de topoisomérase I. L'inhibition de STAT3 empêche l'activation du gène Eme1 qui induit l'expression d'une protéine de réparation de l'ADN.<br />STAT3 est donc un facteur de résistance aux inhibiteurs de topoisomérase. Sa détection pourrait ainsi permettre de mieux prédire la réponse des patients à ces inhibiteurs, et son inhibition, dans les tumeurs où il est actif, pourrait permettre de les sensibiliser aux inhibiteurs de topoisomérase.

Cette thèse porte sur l'utilisation d'ontologies et de bases de connaissances pour guider différentes étapes du processus d'Extraction de Connaissances à partir de Bases de Données (ECBD) et sur une application en pharmacogénomique. Les données relatives à ce domaine sont hétérogènes, complexes, et distribuées dans diverses bases de données, ce qui rend cruciale l'étape préliminaire de préparation et d'intégration des données à fouiller. Je propose pour guider cette étape une approche originale d'intégration de données qui s'appuie sur une représentation des connaissances du domaine sous forme de deux ontologies en logiques de description : SNP-Ontology et SO-Pharm. Cette approche a été implémentée grâce aux technologies du Web sémantique et conduit au peuplement d'une base de connaissances pharmacogénomique. Le fait que les données à fouiller soient alors disponibles dans une base de connaissances entraîne de nouvelles potentialités pour le processus d'extraction de connaissances. Je me suis d'abord intéressé au problème de la sélection des données les plus pertinentes à fouiller en montrant comment la base de connaissances peut être exploitée dans ce but. Ensuite j'ai décrit et appliqué à la pharmacogénomique, une méthode qui permet l'extraction de connaissances directement à partir d'une base de connaissances. Cette méthode appelée Analyse des Assertions de Rôles (ou AAR) permet d'utiliser des algorithmes de fouille de données sur un ensemble d'assertions de la base de connaissances pharmacogénomique et d'expliciter des connaissances nouvelles et pertinentes qui y étaient enfouies.