Diss. Göttingen 1950.

Les maladies à prion font partie des maladies neurodégénératives. L’agent responsable est la protéine prion PrPSc. La conversion de la forme cellulaire nativePrPC en forme pathologique PrPSc et son agrégation sous forme des fibres amyloïdeconstituent des éléments clés de la physiopathologie des maladies à prion. Pourtant,les mécanismes contrôlant/favorisant cette conversion sont très mal connus. Chez lalevure Saccharomyces cerevisiae, il n’existe pas d’homologue de la protéine PrP,mais des protéines se comportant comme des prions existent, telle que Sup35p quiest responsable du prion [PSI+] ou encore la protéine Ure2p qui est responsable duprion [URE3]. Lors d’études antérieures à cette thèse, le laboratoire a isolé la 6AP etle GA, des molécules actives contre les prions de levure [PSI+] et [URE3] et contre leprion de mammifère PrPSc dans des tests cellulaires ainsi que in vivo dans unmodèle murin pour les maladies à prion. Ces résultats démontrent au moins certainsdes mécanismes de prionisation sont conservés de la levure aux mammifères.L’équipe a ensuite montré que la 6AP et le GA étaient des inhibiteurs spécifiques etcompétitifs de l’activité chaperon de protéines du ribosome (ou PFAR pour ProteinFolding Activity of the Ribosome). Ces résultats suggéraient donc que l’activité PFARreprésente un nouveau mécanisme de prionisation conservé de la levure auxmammifères. Par ailleurs, la 6AP et le GA s’étant révélées actives dans des modèlespour d’autres maladies neurodégénératives à fibres amyloïdes, l’activité PFARpourrait également être un acteur physiopathologique majeur de ces protéinopathies.Ma thèse avait deux objets : tester l’implication de l’activité PFAR dans l’apparitionet/ou la propagation des prions et enfin identifier de nouvelles molécules antiprion etcomprendre leurs mécanismes d’action. Mes résultats montrent que l’activité PFARjoue bien un rôle dans la propagation des prions de levure. En effet, l’enrichissementen PFAR favorise l’apparition spontanée du prion [PSI+]. Il conduit également à uneinstabilité accrue de ce même prion. Ainsi, l’activité PFAR ressemble à celle duchaperon de protéine Hsp104p, une protéine indispensable au maintien et à lapropagation de tous les prions de levure, mais qui n’a pas d’homologue chez lesmammifères. Mes résultats suggèrent que les activités PFAR et Hsp104p sontpartiellement redondantes pour le maintien des prions chez la levure et que, chez lesmammifères, seule l’activité PFAR jouerait ce rôle. Parallèlement, nous avonsidentifié de nouvelles familles de molécules antiprion, actives tant contre les prionsde levure que de mammifères. Ces molécules inhibent toutes l’activité PFAR. Nosrésultats contribuent ainsi à une meilleure compréhension des mécanismes deprionisation. Ils indiquent également que l’activité PFAR est une cible thérapeutiqueprometteuse pour les maladies à prion, mais aussi probablement pour d’autresprotéinopathies beaucoup plus fréquentes. / Prion diseases are considered neurodegenerative diseases. The incriminated agentis the prion protein PrPSc. The conversion of PrP from its native conformation PrPC tothe pathologic form PrPSc is the major element of the pathogenesis of prion diseases.However, the mechanisms involved in this conversion are poorly understood. In theyeast Saccharomyces cerevisiae, there is no counterpart of the PrP protein. Howeverproteins acting as prion do exist in yeast, such as the Sup35 protein responsible forthe prion [PSI+], or the Ure2 protein responsible for the prion [URE3]. In previousstudies, our team isolated two compounds, 6AP and GA, which are active against theyeast prions [PSI+] and [URE3 ] and against the mammalian prion PrPSc in cellbasedassays as well as in vivo in a mouse model for prion diseases. These resultsdemonstrated that the prionisation mechanisms are at least partially conserved fromyeast to mammals. 6AP and GA specific and competitive inhibitors of the ProteinFolding Activity of the Ribosome (PFAR) thereby showing that the PFAR is oneconserved mechanism of the prionisation. Moreover, 6AP and GA have been provenactive against other amyloid diseases thus placing the PFAR as a key player in thepathophysiology of protein folding diseases. My thesis aims were to test theinvolvement of the PFAR in the initiation and / or propagation of prion, to identify newantiprion molecules and to understand their mechanisms of action. My results showthat the PFAR plays a central role in the yeast prion propagation. Indeed, PFARenrichment promotes the spontaneous appearance of the prion [PSI+] and at thesame time leads to an increased instability of the same prion. Thus, PFAR activityresembles the yeast Hsp104p chaperone protein activity in the maintenance andpropagation of all yeast prions. My results suggest that the PFAR and Hsp104pactivity are partially redundant and that only the PFAR should play this role inmammals. Meanwhile, we have identified new antiprion drugs that are active againstboth yeast and mammal’s prions. These compounds are all inhibitors of the PFAR.Our results contribute to a better understanding of the prionisation mechanisms andindicate that the PFAR is a promising therapeutic target for prion diseases andprobably also for common protein folding diseases.Keywords: prion, yeast, ribosome, protein chaperon, Hsp104

Les molybdoenzymes sont des métalloprotéines retrouvées chez tous les êtres vivants, des procaryotes à l’Homme. Chez les organismes procaryotes, leur repliement et leur assemblage est un processus complexe nécessitant l’intervention de protéines chaperons spécifiques qui coordonnent l’insertion des centres métalliques au repliement et à l’assemblage des différentes sous-unités. Au cours de ma thèse, je me suis intéressé au rôle du gène fdhD indispensable à l’activité des formiate déshydrogénases chez Escherichia coli et plus précisément sur son importance vis-à-vis de l’une d’entre elles, FdhF, une métalloprotéine à fer, molybdène et sélénium. FdhD interagit d’une part, avec sa cible FdhF et d’autre part, avec IscS, cystéine désulfurase majeure et impliquée notamment dans la biosynthèse des centres [Fe-S]. L’analyse de la séquence de FdhD met en évidence la présence d’un motif C121GXC124 conservé dont la substitution des résidus cystéine en alanine abolit la fonction de FdhD. En interagissant avec IscS, FdhD stimule son activité cystéine désulfurase et récupère le soufre généré en le fixant sous la forme de persulfures. La substitution des résidus cystéine a pour conséquence de réduire l’efficacité de transfert de soufre entre IscS et les variants de FdhD. La perte totale de l’activité FdhF enregistrée, en absence de FdhD, n’est pas due à une instabilité ou à un défaut d’insertion des centres métalliques mais est causée par une perte de sulfuration de l’enzyme. Sur la base de mes résultats, nous proposons que FdhD soit une soufre transférase entre IscS et FdhF. La sulfuration de FdhF par FdhD est essentielle à son activité enzymatique. Ce modèle est en accord avec les données cristallographiques indiquant la présence d’un atome de soufre au niveau de la sphère de coordination du Mo dans le site actif des formiate deshydrogénases et permet d’aller plus loin en reliant la présence du soufre à un état actif de l’enzyme et en identifiant les acteurs du processus. / Molybdoenzymes are ubiquitous metalloproteins found from prokaryotes to human. In prokaryotes, their folding and assembly is an intricate process assisted by dedicated chaperones coordinating metal centers insertion to folding and assembly of several subunits.During my PhD, I have investigated the role of the fdhD gene absolutely required for formate dehydrogenase activities in Escherichia coli and more precisely on one of them, FdhF, an iron-molybdenum-selenium metalloprotein. FdhD interacts with its target, FdhF and with IscS, a major cysteine desulfurase involved for instance in Fe-S cluster biogenesis. Sequence analysis of FdhD reveals the existence of a conserved C121GXC124 motif. Substitution of any of the two cysteine residues abolished FdhD function. Through IscS interaction, FdhD stimulates cysteine desulfurase activity and binds the sulfide generated by IscS in the forms of persulfides. Substitution of any of the conserved cysteine residues of FdhD reduces the sulfur transfer efficiency from IscS. Loss of FdhF activity in absence of fdhD is not due to intrinsic instability of loss of metal centers but rather due to lack of enzyme sulfuration. Based on my results, we postulate that FdhD functions as a sulfur transferase between IscS and FdhF, an essential step for enzyme activity. Our model is in complete agreement with crystallographic data showing the presence of a sulfur atom at the coordination sphere of the Mo atom at the active site of formate dehydrogenases and furthermore allows reconciling the presence of sulfur at the active site with enzymatic activity and identifying the players in this process.

Le génome des cellules eucaryotes est empaqueté dans la chromatine, dont l’établissement et la maintenance nécessitent des processus d’assemblage et de remodelage. Ce travail de thèse a été consacré à la caractérisation de deux facteurs de la machinerie d’assemblage de la chromatine. Le premier facteur étudié dans ce travail était HIRIP3, un homologue mammifère de la levure H2A.Z chaperon Chz1. Nous voulions vérifier si HIRIP3 est une chaperon d'histone par elle-même. Pour commencer, nous avons décrit l'interaction de HIRIP3 avec les histones in vivo. Ensuite, nous avons étudié la spécificité structurale de cette interaction in vitro. Nous avons caractérisé HIRIP3 comme une nouvelle chaperon d'histone H2A qui utilise le motif CHZ pour sa fonction. La deuxième partie de ce travail a été axée sur le complexe de remodelage de la chromatine SRCAP. Nous avons cherché à décoder son réseau d'interaction et à décrire ses sous-complexes. Nous avons reconstitué le complexe de base YL1, SRCAP, TIP49A, TIP49B et H2A.Z / H2B en utilisant le système d'expression chez baculovirus. Notre protocole nous a permis de purifier un complexe de base adapté aux futures études structurelles par microscopie cryo-électronique. / The genome of eukaryotic cells is packaged into chromatin, which establishment and maintenance require mechanisms of assembly and remodelling. This thesis work was dedicated to the characterization of two factors of chromatin assembly machinery. The first factor studied in this work was HIRIP3, a mammalian homologue of yeast H2A.Z chaperone Chz1. We aimed to test whether HIRIP3 is a histone chaperone by itself. At first, we established HIRIP3 interaction with histones in vivo. After then, we studied the structural specificity of this interaction in vitro. We have characterized HIRIP3 as a novel H2A histone chaperone that utilizes the CHZ motif for its function. The second part of this work was focused on SRCAP chromatin remodelling complex. We aimed to decipher its interaction network and to describe its sub-complexes. We have reconstituted YL1, SRCAP, TIP49A, TIP49B and H2A.Z/H2B core complex using baculovirus expression system. Our protocol allowed us to purify core complex suitable for future structural studies by cryo-electron microscopy.

タウオパチー変性神経細胞では、本来軸索に局在する微小管結合タンパク質タウが細胞体や樹状突起に蓄積するとともにチューブリン・微小管が減少する。この広範な神経細胞骨格系の変性は、タウの異常リン酸化に起因すると考えられてきた。しかし、タウの異常性獲得と微小管の消失との関係は未だ不明な状態にある。本研究では、初代培養神経細胞でαチューブリンの分子シャペロンであるTubulin-specific chaperon Eの発現抑制を行うことで、チューブリンの恒常性破綻を誘導するともに、それとタウの異常性獲得の関連性について検討した。 / Tauopathy is a type of neurodegenerative disorder including Alzheimer's disease defined by formation of tau filamentous inclusion in neurons. Tau is a microtubule associated protein localized in axon and assumed to promote microtubule stabilization in healthy neuron. In contrast, accumulation of hyperphosphorylated tau in somatodendrite and loss of microtubules (tubulin) are observed in tauopathy neuron. Although it is believed that abnormal phosphorylation of tau results in neurodegeneration, the relation with tau abnormalities and microtubule loss remains unclear. To investigate whether disruption of tubulin homeostasis induce tau abnormalities, we performed a miRNA-mediated knockdown of tubulin-specific chaperon E, an essential factor for the formation of alpha and beta tubulin heterodimeric complex, in mouse primary hippocampal neuron. / 博士(理学) / Doctor of Philosophy in Science / 同志社大学 / Doshisha University

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

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Nous exposerons dans notre thèse, les éléments déterminants liés à la tradition imagée du Petit chaperon rouge, et aux supports qui lui sont associés, afin de mieux les mettre en perspective avec l'objet de notre étude : voir dans quelle mesure les livres illustrés, albums et autres supports espagnols hébergeant le conte, s’inscrivent à l’intérieur d’une tradition iconographique que nous pourrions qualifier d’européenne,ou en quoi, au contraire, ils rompent avec cette tradition. / We will expose in our thesis, the determining elements related to the pictorial tradition of Little Red Riding Hood, and the media associated with it, to better place them in perspective with the object of our study: to what extent books, illustrated albums and other Spanish media hosting storytelling, enroll in within an iconographic tradition that we might call European, or how, on the contrary, they break with this tradition.

Chaque spermatozoïde transmet non seulement le génome paternel, mais également une information épigénétique, portée par l'organisation structurale du génome, ou épigénome. Malgré son importance lors du développement embryonnaire, peu de données décrivent l'épigénome transmis par le gamète mâle. Ce travail étudie la reprogrammation de l'épigénome lors de la différenciation post-méiotique des cellules germinales males, ou spermiogenèse. Ce processus implique une restructuration globale de la chromatine caractérisée par l'enlèvement de la majorité des histones, associées à l'ADN dans les cellules somatiques, et leur remplacement par des protéines nucléaires spécifiques du gamète male. <br />Ce travail met en évidence dans les cellules post-méiotiques, un dialogue original entre les modifications post-traductionnelles des histones et la présence de nouveaux variants d'histones associés à l'hétérochromatine péricentrique. La reprogrammation épigénétique des régions de contrôle de l'empreinte parentale a également été analysée. De plus, de nouvelles fonctions ont été mises en évidence pour plusieurs protéines chaperones, notamment HSP70.2, Npm3 et NAP1L4, qui seraient impliquées dans l'incorporation de variants d'histones ou de protéines basiques spécifiques lors des étapes tardives de la spermiogenèse.<br />Ainsi, l'action coordonnée de plusieurs voies de réorganisation de la chromatine participe à la mise en place de l'épigénome transmis par les spermatozoïdes.

<p>Molecular chaperones help many proteins in the cell reach their native conformation. The mechanism with which they do this has been studied extensively, but has not been entirely elucidated. This work is a continuation of the study done by Laila Villebeck et al. (2007) on the conformational rearrangements in the eukaryotic protein actin in interaction with the eukaryotic chaperone TRiC. In this study the intentions were to analyze the protein MreB, a prokaryotic homologue to actin, when interacting with the prokaryotic chaperone GroEL. The purpose was to investigate if the mechanisms of GroEL and TRiC are similar. The analysis of the conformation of MreB was to be made through calculations of fluorescence resonance energy transfer (FRET) between two positions in MreB labeled with fluorescein. A MreB mutant was made through site-specific mutagenesis to enable labeling at a specific position. Another single mutant and a corresponding double mutant needed for these measurements were avaliable from earlier studies. The results from fluorescence measurements on these mutants indicated that the degree of labeling was insufficient for accurate determination of FRET. Suggestions are made on improvements of the experimental approach for future studies.</p>