<p>Apoptosis is a type of cell death with a specific morphology and molecular program, which is essential for the development of the nervous system. However, inappropriate cell death has been implicated in several neurodegenerative diseases. The Bcl-2 protein family is a class of proteins, which can regulate the cell death program in either a positive (pro-apoptotic family members) or a negative (anti-apoptotic family members) way. </p><p> This thesis further elucidates the role of Bcl-2 family members in the nervous system. Special focus has been put on the anti-apoptotic family member Bcl-w, whose function in the nervous system was previously unknown, and the pro-apoptotic family member Bad which serves as a link between growth factor signalling and apoptosis.</p><p> Bcl-w mRNA was found to be upregulated during rat brain development suggesting increasing importance of Bcl-w with age in the nervous system. In contrast, mRNA levels encoding the anti-apoptotic protein Bcl-x were downregulated during development. Bcl-w was also found to have an anti-apoptotic function in neurons, rescuing sympathetic neurons from cell death after nerve growth factor deprivation.</p><p> To further elucidate the mechanism by which Bcl-w exerts its function, we screened a yeast two-hybrid library for proteins interacting with Bcl-w. Two of the isolated positive clones encoded the pro-apoptotic protein Bad and a novel splice variant of Bad with a different carboxyterminal sequence. Both isoforms of Bad induced cell death in sympathetic neurons, which could be counteracted by Bcl-w, indicating that Bcl-w and Bad can interact both physically and functionally.</p><p> Further studies on the genomic structure of the Bad gene suggested the presence of an additional splice variant, not expressing the first exon. Immunohistochemical analysis indicates that the isoform(s) not expressing the first exon is more widely expressed in adult rat brain than the known forms.</p><p> Finally, we show that high cell density can enhance survival of cerebellar granule neurons and that bcl-2 and bcl-x mRNA levels are upregulated in high density cultures.</p>

Apoptosis is a type of cell death with a specific morphology and molecular program, which is essential for the development of the nervous system. However, inappropriate cell death has been implicated in several neurodegenerative diseases. The Bcl-2 protein family is a class of proteins, which can regulate the cell death program in either a positive (pro-apoptotic family members) or a negative (anti-apoptotic family members) way. This thesis further elucidates the role of Bcl-2 family members in the nervous system. Special focus has been put on the anti-apoptotic family member Bcl-w, whose function in the nervous system was previously unknown, and the pro-apoptotic family member Bad which serves as a link between growth factor signalling and apoptosis. Bcl-w mRNA was found to be upregulated during rat brain development suggesting increasing importance of Bcl-w with age in the nervous system. In contrast, mRNA levels encoding the anti-apoptotic protein Bcl-x were downregulated during development. Bcl-w was also found to have an anti-apoptotic function in neurons, rescuing sympathetic neurons from cell death after nerve growth factor deprivation. To further elucidate the mechanism by which Bcl-w exerts its function, we screened a yeast two-hybrid library for proteins interacting with Bcl-w. Two of the isolated positive clones encoded the pro-apoptotic protein Bad and a novel splice variant of Bad with a different carboxyterminal sequence. Both isoforms of Bad induced cell death in sympathetic neurons, which could be counteracted by Bcl-w, indicating that Bcl-w and Bad can interact both physically and functionally. Further studies on the genomic structure of the Bad gene suggested the presence of an additional splice variant, not expressing the first exon. Immunohistochemical analysis indicates that the isoform(s) not expressing the first exon is more widely expressed in adult rat brain than the known forms. Finally, we show that high cell density can enhance survival of cerebellar granule neurons and that bcl-2 and bcl-x mRNA levels are upregulated in high density cultures.

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O enriquecimento ambiental (EA) é um modelo experimental capaz de promover a melhora no aprendizado e na formação de memórias hipocampo-dependentes, bem como a redução de manifestações comportamentais relacionadas ao estresse, incluindo a ansiedade. Embora a relação causal entre estresse e ansiedade ainda não está esclarecida, algumas evidências apontem para a importância da sinalização de hormônios glicocorticoides (via receptores GR e MR) no sistema nervoso central, principalmente na amígdala e no hipocampo, além do fator neurotrófico BDNF e de algumas vias de sinalização intracelular, como proteínas quinases MAPK e o fator de transcrição CREB. No presente trabalho verificamos que o EA previne o surgimento de sintomas do tipo ansioso desencadeado por estresse agudo em ratos, efeito verificado imediatamente após o estresse, e que tal efeito pode estar relacionado à modulação, no complexo amigdalóide basolateral, da sinalização nuclear de GR, da atividade de ERK (pertencente à família das MAPK) e de CREB, bem como à alteração na expressão do receptor de BDNF. / Environmental enrichment (EE) is an experimental model that promotes improvements in learning and memory, as well as reduction in stress-induced behaviors, including anxiety. Although the casual relationship between stress and anxiety remains unclear, some studies show the importance of glucocorticoids hormones signaling (via GR and MR receptors) in the central nervous system, primarily in the amygdala and the hippocampus. In addition, the significance of the neurotrophic factor BDNF and some intracellular signaling pathways, such as protein kinases MAPK and the transcription factor CREB, has been described. In this study we found that EE prevents the emergence of anxiety-related behavior triggered by acute stress in rats, an effect observed just after the stress stimulus. This effect may be related to the modulation, in the basolateral amygdala, of nuclear GR signaling, ERK (a MAPK protein) and CREB activity, as well as to changes in the expression of BDNF receptor.

La synaptogenèse est un processus précis : chaque type d'afférences innerve des domaines subcellulaires post-synaptiques spécifiques sur leur cible neuronale. Pour tester si cette spécificité est contrôlée par une combinaison unique de molécules à chaque synapse, j'ai utilisé le système olivo-cérébelleux comme modèle. Deux afférences excitatrices, les fibres parallèles issues des grains et les fibres grimpantes issues des neurones de l'olive inférieure, innervent des territoires distincts sur la même cible, la cellule de Purkinje. Une analyse comparative des profils d'expressions génique des grains et des neurones olivaires a montré que ces derniers expriment une plus grande diversité de protéines membranaires et sécrétées liées au système immunitaire. De plus, chaque type d'afférences exprime une combinaison spécifique de gènes liés à la voie du complément du système immunitaire inné. Parmi ceux-ci, la protéine sécrétée C1QL1, de la famille C1Q, joue un rôle instructif pour l'établissement du territoire d'innervation des fibres grimpantes sur les cellules de Purkinje. La protéine membranaire liée au complément SUSD4 assure, quant à elle, la maturation fonctionnelle et la stabilisation de ces synapses. Sachant que la protéine CBLN1 de la famille C1Q contrôle la synaptogenèse des fibres parallèles, ces résultats montrent que les différents membres de la famille C1Q sont des déterminants importants de l'identité et de la connectivité spécifique de chaque synapse excitatrice dans le cortex cérébelleux. Cette étude porte un nouvel éclairage sur l'hypothèse de la " chemoaffinité " et de sa participation à la formation de circuits neuronaux spécifiques et précis. / Synapse connectivity occurs in a precise manner such that no two types of afferents innervate the same postsynaptic subcellular domain. To test whether this specificity is controlled by a unique combination of molecules at each synapse, I used the olivo-cerebellar circuit as a model. There, two excitatory inputs, the Parallel fibers originating from granule cells and Climbing fibers originating from inferior olivary neurons, innervate distinct territories on the same target neuron, the Purkinje cell. Comparative gene expression analysis of these two inputs showed that the inferior olivary neurons express a greater diversity of genes encoding membrane and secreted proteins belonging to immune system-related pathways. Moreover, each input expresses a specific combination of complement-related genes. Among these, I identified the functional roles of two novel candidate genes specifically expressed by inferior olivary neurons. Secreted C1Q-related protein C1QL1 plays an instructive role in specifying Climbing fiber innervation territory on Purkinje cells, while membrane-bound complement control-related protein SUSD4 ensures the acquisition of proper functional properties of Climbing fiber synapses and their long-term stability. Given that C1Q-related CBLN1 promotes Parallel fiber synaptogenesis, these results show that different members of the C1Q family are important determinants of the identity and specific connectivity of each excitatory synapse in the cerebellar cortex. This study provides novel insights into the “chemoaffinity code” that controls subcellular specificity at each synapse type during the formation of neural circuits.

Computational methods in neuroscience have advanced our understanding of neuronal regulation of motor behavior and locomotion and have been applied to identify encoding of behavioral features in circuits. The cerebellum has an established role in sensorimotor processing during coordinated movements, referred to as the “head ganglion of the proprioceptive system” (Sherrington, 1906). Increasing evidence also highlights its role in the processing of behaviorally meaningful stimuli that have the potential of guiding adaptative movements relevant to the task and priming downstream targets for action. Yet the extent to which these diverse encodings of signals in complex motor tasks are present in the cerebellar nuclei and their influence on behavior remains unknown. To shed new light on the role of this subcortical region using computational approaches, this thesis begins with an introduction that reviews the circuity of the mammalian cerebellum, highlights its proposed functions in motor behavior, and explores our understanding of its role in locomotion. In the first chapter, I analyze electrophysiological recordings from cerebellar nuclei in a locomotor obstacle avoidance task in mice that involves a rich and diverse set of task relevant features. Given the complexity of and correlations between the behavioral features, statistical modeling is required to attribute the firing rates to the correct combinations. This model enables identifying the encoding of these signals and reporting on the prevalence and degree to which they are present across individual cells in the nuclei. Additionally, this model allows investigation into the encoding of groups of cells that are selective for specific features. Chapter 2 uses network modeling to generate hypotheses about population level activity in two cortical areas, the primary and supplementary motor areas, and differentiate their computations in monkeys performing a cycling task. Finally, in chapter 3 I concentrate on a specific class of recurrent network models in the balanced state and investigate the linkage between connectivity distribution and firing sparsity, which has the potential to further our understanding on the emergence of feature selectivity in excitatory/inhibitory circuits.

Mikrogliazellen stellen die professionellen Phagozyten des zentralen Nervensystems dar und sind maßgeblich bei der Entfernung apoptotischer Neurone aus dem Gewebe beteiligt. Die Erkennungsmechanismen, die zu einer Erkennung und Phagozytose apoptotischer Neurone durch Mikrogliazellen führen, sind bisher unbekannt. In dieser Arbeit wurde mit Hilfe eines Kokulturmodells die Erkennungsmechanismen zwischen primären Mikrogliazellen und apoptotischen Kleinhirnneuronen untersucht. Der apoptotische Zelltod, charakterisiert durch Schrumpfung und Fragmentation der Neuron, durch Kondensation des Chromatins, durch Fragmentation der DNA und durch Präsentation von Phosphatidylserin auf der extrazellulären Seite der Plasmamembran, wurde in den Kleinhirnneuronen durch eine Behandlung mit 100 µM S-Nitrosocystein induziert. Es konnte gezeigt werden, daß apoptotische Neurone keine löslichen Substanzen sekretierten, die chemotaktisch auf Mikrogliazellen wirken. Dies zeigt, daß die Erkennung apoptotischer Neurone über Zell-Zell-Kontakte erfolgt. Zur Untersuchung der beteiligten Erkennungsmechanismen wurden Mikrogliazellen zwei Stunden nach der Induktion des apoptotischen Zelltods zu den Neuronen gegeben und für sechs Stunden in Gegenwart oder Abwesenheit von Liganden kultiviert, die mögliche Rezeptoren zur Erkennung von apoptotischen Neuronen inhibieren. Die Bindung/Phagozytose der apoptotischen Kleinhirnneurone durch Mikrogliazellen wurde mit einer kombinierten DAPI/Propidiumjodid (für apoptotische/nekrotische Zellen) und einer Lektin Färbung (für Mikrogliazellen) durch Auszählung bestimmt. Die Aufnahme apoptotischer Neurone durch Mikrogliazellen wurde durch Galaktose und N-Acetylglukosamin reduziert, was auf eine Erkennung apoptotischer Zellen durch Lektine hindeutet. Weiterhin weist der inhibitorische Effekt von RGDS-Peptiden auf die Bindung/Phagozytose von apoptotischen Neuronen durch Mikrogliazellen auf eine Erkennung durch ein Vitronektinrezeptor hin. Da Mikrogliazellen spezifisch Lipidvesikel, die mit Phosphatidylserin angereichert waren, binden und O-Phospho-L-Serin die Aufnahme von apoptotischen Neuronen durch Mikrogliazellen deutlich inhibierte, erfolgte die Erkennung apoptotischer Neurone hauptsächlich durch einen Phosphatidylserin Rezeptor. Die Expression des PS-Rezeptors auf Mikrogliazellen ist unabhängig vom Aktivierungszustand der Mikrogliazellen in vitro. Die Bindung von PS ist mit einem Anstieg der intrazellulären Kalziumkonzentration in der Mikrogliazelle verbunden und führt nicht zu einer sekretorischen Aktivierung der Mikrogliazelle. Da Astrozyten ebenfalls einen PS-Rezeptor exprimieren, könnten sie als semiprofessionelle Phagozyten ebenfalls eine Bedeutung bei der Aufnahme apoptotischer Neurone einnehmen. Diese Ergebnisse zeigen, daß apoptotische Neurone ein komplexes Oberflächenmuster exprimieren, welches durch unterschiedliche Rezeptorsysteme der Mikrogliazelle erkannt werden kann. Die Erkennung von PS auf apoptotischen Neuronen durch Mikroglia scheint bei diesen untersuchten Rezeptorsystemen die wichtigste Rolle zu spielen. / Microglia are the professional phagocytes of the central nervous system and play a crucial role in removal of apoptotic neurons out offrom the tissue. The recognition mechanisms leading to the recognition and phagocytosis of these apoptotic neurons by microglia are not yet characterized. Here IIn the present work established a co-culture model was established to examine the receptor systems involved in the recognition of apoptotic cerebellar neurons by primary microglia. Treatment with 100 µM S-nitrosocysteine induced apoptosis of cerebellar neurons as indicated by condensation and fragmentation of the neurons, condensation of the chromatin, fragmentation of the DNA and phosphatidylserine exposure to the exoplasmic leaflet of the plasma membrane. It was shown that apoptotic neurons do not release soluble signals that serve to attract microglia. Consequently, contact-dependent interaction between the microglial cell and the apoptotic neuron is required for recognition. For the examination of the receptor systems involved in recognition, microglial cells were added to neurons 2 h after induction of apoptosis induction and co-cultured for 6 h in the presence of ligands that inhibit recognition by binding to their respective receptors. Binding/phagocytosis was determined after combined DAPI/propidium iodide (for apoptotic/necrotic neurons) and lectin staining (for microglia). Uptake of neurons was reduced by galactose or N-acetylglucosamine, suggesting that recognition involves lectins. Furthermore, the inhibition of microglial binding/uptake of apoptotic neurons by RGDS peptide suggesteds a rolethe involvement of a microglial vitronectin receptor. The selective Binding of phosphatidylserine-enriched lipid vesicles on microglial cells and the strong interference of O-phospho-L-serine with the uptake of apoptotic neurons was indicative of an important role for the phosphatidylserine receptor (PS-receptor)As microglia selectively bind lipid vesicles enriches in phosphatidylserine and O-phospho-L-serine interfered in a strong way with the uptake of apoptotic neurons, the recognition of apoptotic neurons is manly dependent on a phosphatidylserine receptor. The expression of the PS-receptor is independent of the activation state of the microglial cell in vitro. The bindigbinding of PS induces an elevation of the intracellular calcium concentration in the microglia but doesid not induce an activationsectretion of (Liste der getesteten Zytokine einsetzen) of the microglial cell in an secretory way. Because of the expression of a PS-receptor, Astrocytes could also play a role in the uptake of apoptotic neurons as semiprofessional phagocytes. In summaryCollectively, these results suggest that apoptotic neurons generate a complex surface signal recognized by different receptor systems on microglia. The recognition of PS on the surface of apoptotic neurons by microglial cells seems to play a major role in the recognition of these apoptotic neuronscells..

Le syndrome CANVAS (Cerebellar Ataxia with Neuropathy and Vestibular Areflexia Syndrome) est une ataxie cérébelleuse rare qui apparaît à l'âge adulte, et se caractérise par des déséquilibres et une neuropathie sensorielle. Des expansions répétées introniques bialléliques dans l’intron 2 du gène RFC1 ont été identifiées comme cause du CANVAS. Le gène RFC1 code pour la plus grande sous-unité du Facteur de Réplication C, important à la réplication et la réparation de l'ADN. Alors que onze répétitions pentanucléotidiques (AAAAG)11 sont normalement retrouvées, les expansions pathogènes comprennent généralement des centaines de répétitions (AAGGG)exp. Toutefois, les mécanismes selon lesquels ces expansions répétées provoquent ce trouble neurologique sont inconnus. Des articles récents ont identifié des mutations de décalage de cadre dans RFC1, suggérant la perte de fonction comme mécanisme pathogénique. De manière intéressante, nous avons montré que rfc1 est exprimé dans le cervelet en développement chez la souris et le poisson-zèbre, ce qui indique qu'il pourrait jouer un rôle crucial dans son développement et son activité. Étant donné que l'inactivation de RFC1 chez les mammifères entraîne une létalité embryonnaire, nous avons généré un modèle de poissons-zèbres avec une perte de fonction rfc1-KO en utilisant la méthode CRISPR/Cas9. Nous avons constaté que les larves rfc1-/- survivent jusqu'à 10 jours après la fécondation (dpf) et présentent un phénotype morphologique sévère à partir de 2 dpf. Plus important encore, nous avons montré que le développement du cervelet est sévèrement affecté avec une diminution de la prolifération associée à une augmentation de l’apoptose dans le cervelet des mutants rfc1-/-, conduisant à une désorganisation des cellules de Purkinje et une perte des cellules granulaires. Grâce au séquençage de l'ARNm à cellule unique (single cell RNA sequencing, scRNAseq), nous avons démontré l'importance de rfc1 pour la neurogenèse cérébelleuse et que sa perte de fonction conduit à de graves défauts de progéniteurs. Ce travail est le premier à générer un modèle de poissons-zèbres rfc1-KO et à montrer que RFC1 est important pour le développement du cervelet, suggérant que CANVAS pourrait être causé par un mécanisme de perte de fonction de RFC1. / The Cerebellar Ataxia with Neuropathy and Vestibular Areflexia Syndrome (CANVAS) is a rare adult-onset ataxia with a prevalence of less than 1 in a million, characterized mainly by imbalance and sensory neuropathy. Although CANVAS remained only clinically defined, recent findings identified a biallelic intronic repeat expansion (AAGGG)exp in the RFC1 gene as a major cause of CANVAS. RFC1 encodes the largest subunit of the Replication Factor C required for DNA replication and repair. Whereas the reference allele contains eleven pentanucleotide (AAAAG)11 repeats, the pathogenic expansion usually comprises hundreds of AAGGG repeats. However, the mechanisms by which this repeat expansion in the second intron of the RFC1 gene is causing this neurological disorder are unknown. Recent papers also identified frameshift mutations in RFC1, suggesting that a loss of function could drive pathogenicity. Interestingly, we showed that rfc1 is expressed in the mice and zebrafish developing cerebellum, indicating that it might play a crucial role in its development and activity. Since knocking-out (KO) RFC1 in mammals leads to embryonic lethality, we generated a zebrafish loss-of-function model of rfc1 using CRISPR/Cas9 mutagenesis. We found that rfc1-/- larvae survive until 10 days post-fertilization (dpf), thus leaving us a convenient time to study neurodevelopment without rfc1. We showed that rfc1-/- embryos depict a severe morphological phenotype from 2 dpf onwards. More importantly, we showed that the development of the cerebellum is severely affected, with decreased proliferation associated with increased apoptosis in the cerebellum of rfc1-/- mutants, as well as disorganization of Purkinje cells and a severe reduction in the number of granule cells at 5 dpf. Using scRNAseq, we have demonstrated the importance of rfc1 for cerebellar neurogenesis and that its loss of function leads to severe progenitor defects. This work is the first to generate a KO-rfc1 zebrafish model. Altogether, our work is the first to show that RFC1 is important for the development of the cerebellum and suggests that RFC1's loss of function mechanisms partially causes CANVAS.

Les neurones sont des cellules excitables capables de coder et transmettre l’information sous forme d’oscillations du potentiel membranaire. Cette activité électrique est produite par une modification des flux ioniques transmembranaires. Les neurones constituent un exemple d’oscillateur cellulaire dont la dynamique non linéaire permet l’apparition d’une activité électrique complexe. Dans ce système, les ions calciques sont des messagers intracellulaires importants. Ils servent de médiateur entre un signal électrique et un signal chimique, par une modulation de l’activité enzymatique de certaines protéines. Ils interviennent dans de nombreuses fonctions neuronales, dont l’excitabilité électrique. Un des mécanismes mis en place par les neurones pour contrôler l’homéostasie du calcium intracellulaire provient de protéines cytoplasmiques capables de lier les ions calciques. Ces protéines jouent un rôle de « tampon » du calcium. Cependant, toutes leurs fonctions n’ont pas encore été mises en évidence. C’est l’objectif de notre travail. Nous avons voulu comprendre le rôle joué par une protéine « tampon » particulière, la calrétinine, sur le mode de décharge électrique d’un neurone où elle est exprimée en abondance, le grain cérébelleux. Pour cela, nous avons utilisé une approche théorique et expérimentale. Au niveau théorique, nous avons élaboré un modèle mathématique de l’activité électrique du grain cérébelleux, prenant en compte la chélation du calcium intracellulaire. Il permet de clarifier le rôle de la chélation du calcium intracellulaire sur les oscillations du potentiel membranaire. La modélisation de l’activité électrique du grain cérébelleux repose sur le formalisme développé par Hodgkin et Huxley pour l’axone géant de calmar. Dans ce contexte, l’application de la conservation de la charge au circuit équivalent de la membrane cellulaire fournit un système d’équations différentielles ordinaires, non linéaires. Dès lors, notre modèle nous a permis d’étudier l’impact des variations de la concentration de chélateur calcique sur les oscillations du potentiel membranaire. Nous avons ainsi pu constater qu’une diminution de la concentration en chélateur calcique induisait une augmentation de l’excitabilité électrique du grain cérébelleux, sans altérer le régime d’oscillations. Par contre, en augmentant fortement la concentration en chélateur calcique, nous avons montré que le grain cérébelleux changeait de dynamique oscillatoire, montrant des transitions d’un mode de décharge périodique régulier vers des oscillations en salve du potentiel membranaire. Au niveau expérimental, nous avons vérifié les résultats prévus par le modèle théorique. Nous avons ainsi montré que des grains de souris transgéniques déficientes en calrétinine présentaient une excitabilité électrique accrue par rapport aux grains contrôles. Puis, en restaurant un niveau de chélation calcique normal dans ces grains, par perfusion intracellulaire de chélateur calcique, nous montrons qu’ils retrouvent un niveau d’excitabilité normal. Ensuite, nous avons introduit dans des grains cérébelleux de souris sauvages, une forte concentration en chélateur calcique exogène. Conformément aux résultats théoriques, nous avons pu observer des transitions vers des oscillations en salve du potentiel membranaire. Enfin, nous avons montré que l’absence de calrétinine affecte les paramètres morphologiques du grain cérébelleux des souris transgéniques déficientes en calrétinine. En conclusion, ces résultats suggèrent que le mode de décharge des cellules excitables peut être modulé d’une façon importante par les protéines liant le calcium. De ce fait, des changements dans le niveau d’expression et/ou dans la localisation subcellulaire des protéines liant le calcium pourraient aussi jouer un rôle critique dans la régulation de processus physiologiques contrôlés par l’excitabilité membranaire. De plus, les mécanismes que nous avons mis en évidence pourraient être à l’origine d’un nouveau principe de régulation de la signalisation dans les circuits neuronaux et pourraient jouer un rôle fonctionnel dans le contrôle du codage de l’information et de son stockage dans le système nerveux central.

Nous présentons ici la description clinique et génétique d’un syndrome neurocutané unique. Le laboratoire du Dr Cossette a entrepris la caractérisation clinique et génétique d'une famille canadienne-française qui a été identifiée par les Drs Giroux et Barbeau en 1972 et qui comprend plus de 100 personnes sur six générations. Les membres atteints de cette famille présentent des lésions typiques d'érythrokératodermie (EK) (OMIM 133190, EKV1 et EKV2), associées à une ataxie spinocérébelleuse pure. Dans cette famille, l'ataxie est caractérisée par des troubles de la coordination et de la démarche causés par une dégénérescence du cervelet et de la moelle épinière. Cette ataxie est transmise selon un mode autosomique dominant. Une étude antérieure de cette variante d'EK avec ataxie avait suggéré une liaison sur le chromosome 1p34-p35, soit la même région que les formes EKV de type 1 et 2, causées respectivement par des mutations dans les gènes connexin-31 (GJB3; OMIM 603324) et connexin-30.3 (GJB4; OMIM 605425). Cependant, aucune mutation n'a été retrouvée dans ces gènes pour la famille canadienne-française. Nous avons récemment recontacté la famille et effectué des examens détaillés, incluant une imagerie par résonance magnétique (IRM) et un électromyogramme (EMG). Les manifestations neurologiques des individus atteints sont compatibles avec une nouvelle forme d’ataxie cérébelleuse pure à transmission autosomique dominante (ADCA de type III dans la classification de Harding) que nous avons appelée SCA34. Une cartographie complète du génome nous a permis de localiser le gène SCA34 sur le chromosome 6p12.3-q16.2. Également, en collaboration avec les Drs Alexis Brice (Hôpital Pitié-La Salpêtrière, Paris) et Alfredo Brusco (Hôpital San Giovanni Battista di Torino, Italie), nous avons confirmé que trois autres familles européennes avec SCA inexpliquée étaient également liées au locus SCA34. Notre laboratoire a récemment entrepris la recherche des mutations responsables de SCA34. Les résultats de ce criblage de gènes candidats sont présentés dans le chapitre 3 de cette thèse. / We present here the clinical and genetic description of a unique neuro-cutaneous syndrome. Dr. Cossette’s laboratory began the clinical and genetic characterization of a French-Canadian family who was identified by Drs. Giroux and Barbeau in 1972 and includes more than 100 people over six generations. The affected members of this family have typical lesions of erythrokeratodermia (EK) (OMIM 133190, and EKV1 EKV2), associated with pure spinocerebellar ataxia. In this family, the clinical phenotype is characterized by gait ataxia caused by degeneration of the cerebellum and spinal cord and the pattern of inheritance is compatible with an autosomal dominant trait. In a previous study of this variant of ataxia with EK, putative linkage was found on chromosome 1p34-p35, the same chromosomal region of EKV1 and EKV2 that are respectively caused by mutations in the connexin-31 gene (GJB3, OMIM 603324) and connexin -30.3 (GJB4, OMIM 605425). However, no mutations have been found in these latter genes for the French-Canadian family. We recently contacted the family and carried out detailed examinations, including a magnetic resonance imaging (MRI) and electromyography (EMG). Neurological manifestations of affected individuals are consistent with a new form of pure autosomal dominant cerebellar ataxia, (ADCA type III in the classification of Harding) that we named SCA34. A whole genome scan allowed us to map the gene on chromosome 6p12.3-q16.2. Interestingly, in collaboration with Dr. Alexis Brice (Hôpital Pitié-La Salpêtrière, Paris), and Alfredo Brusco (San Giovanni Battista Hospital, Turin, Italy), we found that three additional European families with unexplained SCA were also linked to the SCA34 locus. Our laboratory has recently begun the search for mutations causing SCA34. The results of this screening of candidate genes are presented in Chapter 3 of this thesis.