Cette thèse tente d'aborder, avec quelques détours, deux questions centrales concernant le<br />centrosome des vertébrés : son rôle dans la motilité cellulaire et son rôle dans le cycle de<br />division cellulaire.<br />Après une introduction en trois parties (un tour d'horizon dans une optique historique, un<br />exposé détaillé des connaissances actuelles, puis une réflexion plus générale sur des bases<br />phylogénétiques), deux travaux sont présentés : une étude des rôles respectifs des deux<br />centrioles du centrosome des cellules de vertébrés, puis une étude du comportement<br />particulier du centrosome dans ces cellules en sortie de mitose.<br />L'ensemble de ce travail se fonde sur un outil précieux : l'établissement de lignées cellulaires<br />qui expriment de manière stable la centrine 1 humaine couplée à la GFP, ce qui constitue un<br />excellent marqueur des centrioles et de leur stade de maturation. En effet, le centrosome des<br />vertébrés contient deux structures microtubulaires appelée centrioles qui se reproduisent en<br />synchronie avec le cycle de division cellulaire par un mécanisme de duplication, un nouveau<br />centriole étant assemblé à proximité de chaque centriole présent. Il y a donc dans chaque<br />cellule, après une mitose, un nouveau et un ancien centriole aussi appelés centriole parental<br />ou centriole père et centriole fils.<br />La première étude, après avoir succinctement défini le comportement des centrioles dans les<br />différentes phases du cycle, se concentre plus précisément sur la phase G1 pendant laquelle il<br />a pu être observé que les deux centrioles peuvent transitoirement se séparer de plus de dix<br />microns. L'un des deux centrioles, qui a pu être identifié comme le centriole le plus jeune, a<br />une mobilité parfois importante, alors que le plus ancien, qui est associé à l'aster de<br />microtubules par des appendices qui sont caractéristiques de son ancienneté reste près du<br />centroïde de la cellule. La différence d'abondance des microtubules à proximité des deux<br />centrioles a pu être attribuée à une régulation différentielle de l'ancrage : le centriole le plus<br />ancien capture les microtubules qui sont nucléés dans un rayon de quelques microns autours<br />de lui, alors que le centriole fils, qui a une capacité de nucléation équivalente, a une capacité<br />d'ancrage des microtubules réduite. Ainsi, quand les deux centrioles sont éloignés l'un de<br />l'autre, de nombreux microtubules libres peuvent être observés dans la cellule, au contraire,<br />quand ils sont proches, la plupart des microtubules cellulaires sont ancrés sur le centrosome<br />(et en particulier sur le centriole père). Nous avons donc proposé que la cellule puisse<br />modifier son réseau microtubulaire en modulant la distance intercentriolaire.<br />La deuxième étude présentée porte sur un comportement particulier du centriole parental en<br />fin de mitose : après que les cellules se sont étalées, mais alors qu'elles sont encore reliées par<br />un pont cytoplasmique, les deux centrioles, dans chaque cellule fille, se séparent puis le<br />centriole parental quitte sa position centrale et stationne pendant 10 à 30 minutes à proximité<br />du pont cytoplasmique intercellulaire. Le pont se pince alors de chaque côté de la pièce<br />intermédiaire puis se rompt lorsque le centriole parental regagne sa position près du noyau.<br />Nous avons pu déterminer que le pincement du pont correspondait au détachement des<br />faisceaux de microtubules qu'il contient. Nous avons ensuite, à l'aide de drogue qui<br />dépolymérisent les microtubules, suggéré l'existence d'un contrôle de la présence du centriole<br />parental dans le pont. Nous avons étudié des cas de cellules acentriolaires et pu mettre en<br />évidence des défauts liés à la cytocinèse. Enfin, il nous est apparu, à la suite d'expériences sur<br />des substrats plus ou moins adhésifs que l'adhésion de la cellule à son substrat est un des<br />paramètres clé de la régulation de cet événement de fin de mitose.<br />Des interprétations plus spéculatives sont proposées dans les discussions qui suivent l'exposé<br />des résultats, ainsi que des expériences pour les tester.

La dernière étape de la cytocinèse, l’abscission, consiste en la coupure du pont intercellulaire reliant les deux cellules filles à la suite de la contraction de l’anneau acto-myosique. Comme toutes les étapes de la division cellulaire, l’abscission doit être régulée dans l’espace et dans le temps afin qu’elle intervienne au bon endroit et au bon moment. Mon travail de doctorat a porté sur l’étude de la régulation dans le temps de l’abscission par l’environnement des cellules filles, en particulier par les forces de traction exercées par les cellules sur le pont intercellulaire. En utilisant une combinaison d’approches permettant de contrôler le confinement spatial 2D des cellules filles, de mesurer les forces exercées par les cellules au cours de la cytocinèse et de micro-manipuler le pont intercellulaire, j’ai montré que, de façon contre-intuitive, une tension exercée au niveau du pont retardait l’abscission et qu’au contraire la relâche de cette tension induisait l’abscission. De plus, la régulation temporelle de l’abscission par les facteurs environnementaux des cellules filles implique les protéines des « Endosomal Sorting Complex Required for Transport III » (ESCRT-III), machinerie centrale de l’abscission. Enfin, des expériences préliminaires suggèrent que cette régulation serait importante pour le maintien de l’intégrité tissulaire et la morphogenèse au cours du développement. / The last step of cytokinesis, abscission, consists in the severing of the intercellular bridge connecting the two daughter cells after the contraction of the acto-myosin ring. As any other step of cell division, abscission has to be regulated both in time and space in order to take place at the proper time and proper place. During my PhD, I studied the temporal regulation of the abscission by the cell micro-environment, particularly by the traction forces exerted by the cells on the intercellular bridge. I used a combination of approaches to control the daughter cells 2D spatial confinement, to measure the forces exerted by the cells throughout cytokinesis, and to micro-manipulate the intercellular bridge. Counter-intuitively, a tension exerted on the intercellular bridge delayed abscission while a release of tension in the bridge induced abscission. Moreover, the temporal regulation of abscission by the environment of the daughter cells implies the Endosomal Sorting Complex Required for Transport III (ESCRT-III), the main abscission machinery. Finally, preliminary experiments suggest that this mechanism could be important for tissue integrity and morphogenesis.

La microsporogenèse ou méiose mâle des plantes à graines mène une cellule mère diploïde, appelée microsporocyte, à quatre microspores haploïdes disposées en tétrade et séparées par des parois de callose. Chacune de ces microspores devient ensuite un grain de pollen, le gamétophyte mâle des plantes à graines qui produit les gamètes indispensables à la reproduction sexuée. C'est au cours de la microsporogenèse qu'est déterminé le type apertural des grains de pollen, défini par la forme, le nombre et l'arrangement des apertures à la surface pollinique. Les caractéristiques de la microsporogenèse sont sujettes à variation chez les Angiospermes ; comprendre leur évolution permettrait de mieux appréhender l'évolution du type apertural au sein de ce groupe. Nous avons choisi d'étudier la diversité de la microsporogenèse ainsi que son évolution au sein de la famille des palmiers (Arecaceae). Cette famille d'Angiospermes présente une grande diversité de types polliniques, on s'attend donc à y rencontrer une diversité comparable de la microsporogenèse. Des phylogénies moléculaires récemment publiées et bien soutenues sont disponibles pour cette famille et fournissent le cadre historique nécessaire à l'étude de l'évolution des caractères choisis. Nous avons échantillonné des espèces de palmiers présentant un type pollinique très majoritaire, le pollen monosulqué (une aperture en forme de sillon et localisée au pôle distal du grain de pollen), mais la microsporogenèse s'est avérée très variable entre les espèces et même au sein d'une même espèce. En effet, la cytocinèse peut être successive ou simultanée, voire mixte chez certaines espèces, les parois intersporales se forment de manière centrifuge ou centripète et les tétrades adoptent une grande variété de formes, en proportions variables au niveau interspécifique comme intraspécifique. Ainsi, un même type de pollen peut être produit par diverses voies de développement. Nous avons reconstruit l'évolution de différents caractères de la microsporogenèse susceptibles d'intervenir dans la détermination du type apertural par la méthode du maximum de parcimonie et la méthode du maximum de vraisemblance. Pour cette dernière méthode, deux modèles d'évolution ont été utilisés, le modèle symétrique (taux de transition uniforme) et le modèle asymétrique (taux de transition ≠ taux de réversion). Les caractères de la microsporogenèse étant très variables, l'inférence des états de caractères aux noeuds les plus ancestraux est incertaine. Il semblerait tout de même que la cytocinèse ancestrale à l'ensemble des espèces de palmier échantillonnées soit successive et que les tétrades formées soient tétragonales. Aucune relation entre les différentes composantes de la microsporogenèse n'a pu être soulignée, bien qu'il soit couramment admis dans la littérature que la cytocinèse successive est généralement associée à une formation centrifuge des parois intersporales et à des tétrades tétragonales, tandis que la cytocinèse simultanée est associée à une formation centripète des parois et à des tétrades tétraédriques. Les causes de la remarquable diversité rencontrée chez les palmiers, tant au niveau de la morphologie pollinique que du développement pollinique précoce, restent à élucider. Chez les Arecaceae, la relation suggérée par Ressayre et al. (2002a) entre le type apertural et la microsporogenèse n'a pas pu être mise en évidence, en particulier en raison de l'existence de tétrades tétraédrique irrégulières et de dépôts additionnels de callose variables et asymétriques.

La dernière étape de la cytocinèse, l'abscission, consiste en la coupure du pont intercellulaire reliant les deux cellules filles à la suite de la contraction de l'anneau acto-myosique. Comme toutes les étapes de la division cellulaire, l'abscission doit être régulée dans l'espace et dans le temps afin qu'elle intervienne au bon endroit et au bon moment. Mon travail de doctorat a porté sur l'étude de la régulation dans le temps de l'abscission par l'environnement des cellules filles, en particulier par les forces de traction exercées par les cellules sur le pont intercellulaire. En utilisant une combinaison d'approches permettant de contrôler le confinement spatial 2D des cellules filles, de mesurer les forces exercées par les cellules au cours de la cytocinèse et de micro-manipuler le pont intercellulaire, j'ai montré que, de façon contre-intuitive, une tension exercée au niveau du pont retardait l'abscission et qu'au contraire la relâche de cette tension induisait l'abscission. De plus, la régulation temporelle de l'abscission par les facteurs environnementaux des cellules filles implique les protéines des " Endosomal Sorting Complex Required for Transport III " (ESCRT-III), machinerie centrale de l'abscission. Enfin, des expériences préliminaires suggèrent que cette régulation serait importante pour le maintien de l'intégrité tissulaire et la morphogenèse au cours du développement.

La protéine CEP55 pour Centrosomal protein 55 kDa est un régulateur essentiel de la dernière étape de la division cellulaire appelée cytocinèse. En utilisant des approches de bioinformatique, structure-fonction et de biologie cellulaire, nous montrons que CEP55 comporte deux nouveaux domaines d'interaction à l'ubiquitine, qui sont similaires à ceux de la protéine NEMO, NOACEP55 et ZFCEP55 et qui régulent différemment la fonction de CEP55 durant la cytocinèse. Des études de modélisation structurale, mutagénèse dirigée et de biophysique de ces domaines ont permis de mettre en évidence que NOACEP55 adopte une structure dimérique de type " coiled-coil " et interagit préférentiellement avec des chaines d'ubiquitine linéaires (M1). Néanmoins, ZFCEP55 présente une architecture de type zinc finger ou UBZ et se lie préférentiellement avec des chaines d'ubiquitine K63 et M1. De plus, nous mettons en évidence que ZFCEP55 est indispensable au recrutement de CEP55 au midbody de façon dépendante de son interaction avec l'ubiquitine. A contrario, NOACEP55 joue un rôle déterminant en aval du recrutement de CEP55 au midbody. Dans un second volet, nous montrons que NOACEP55 et ZFCEP55 qui sont séparés par un domaine charnière riche en proline, interagissent in vitro de manière coopérative avec de longues chaines d'ubiquitine K63 et que cette interaction est modulée par phosphorylation et isomérisation d'acteurs physiologiques associés à CEP55. Enfin, ces résultats ont permis d'identifier par criblage de siRNA des ubiquitine ligases et déubiquitinases impliquées dans la cytocinèse, qui permettent de discuter du rôle de la signalisation de l'ubiquitine dans ce processus cellulaire. / CEP55 (Centrosomal protein 55 KDa) critically regulates the final step of cell division termed cytokinesis. In the first part, using bioinformatical, structure-function and cell biology approaches, we showed that CEP55 contains two new NEMO-like ubiquitin binding domains, NOACEP55 and ZFCEP55, which differentially regulate CEP55 function during cytokinesis. Structural modeling, mutagenesis and biophysical studies of both domains pointed out that NOACEP55 adopts a dimeric coiled-coil structure and selectively interacts with linear ubiquitin chains (M1). However, ZFCEP55 presents a zinc-finger scaffold – or UBZ – and preferentially binds to K63 and M1 ubiquitin chains. Moreover, our results highlight that ZFCEP55 functions as a cargo receptor to the midbody in an ubiquitin dependent manner whilst NOACEP55 plays a crucial role in cytokinesis but acts downstream of CEP55 recruitment to the midbody. In the second part, we showed that NOACEP55 and ZFCEP55 separated by a proline rich linker cooperatively interact with long K63 poly-ubiquitin chains and this interaction can be modulated by phosphorylation and isomerization via CEP55 physiological partners. Finally, these results allowed us to identify E3-ligases and deubiquitinases involved in cytokinesis, which permit to discuss the role of ubiquitin signaling in this cellular process.

L'établissement de la polarité apico-basale dans les tissus épithéliaux est étroitement lié à la division cellulaire, mais les mécanismes moléculaires sous-jacents n'ont pas encore été établis. A l'aide d'un modèle de culture en 3 dimensions de cellules rénales (MDCK), j'ai montré que lors du développement d'un cyst, la GTPase Rab35 joue un rôle majeur dans l'établissement de la polarité et le positionnement du lumen pendant la première division cellulaire. Au niveau moléculaire, Rab35 permet de coupler l'initiation de la polarité apico-basale avec la cytocinèse via l'attachement au sillon de clivage de vésicules intracellulaires contenant des déterminants clé de l'établissement de la polarité. Ces vésicules transportent notamment les protéines aPKC, Cdc42, Crumbs3 ainsi que le facteur d'ouverture de la lumière Podocalyxin. De plus, l'attachement de ces vésicules au sillon de clivage dépend de l'interaction directe entre Rab35 et la queue cytoplasmique de Podocalyxin. Par conséquence, l'inactivation de Rab35 entraine une inversion complète de la polarité apico-basale des kystes 3D. J'ai mis en évidence un nouveau mécanisme de ciblage des vésicules intracellulaire au site de clivage dépendant de la protéine Rab35 impliqué à la fois dans l'initiation de la polarité apico-basale et dans l'ouverture de la lumière au centre du cyst. / Establishment and maintenance of apico-basal polarity in epithelial organs must be tightly coupled with cell division, but the underlying molecular mechanisms are largely unknown. Using 3D cultures of renal MDCK cells (cysts), I found that the Rab35 GTPase plays a crucial role in polarity initiation and apical lumen positioning during the first cell division of cyst development. At the molecular level, Rab35 physically couples cytokinesis with the initiation of apico-basal polarity by tethering intracellular vesicles containing key apical determinants at the cleavage site. These vesicles transport aPKC, Cdc42, Crumbs3 and the lumen promoting factor Podocalyxin, and are tethered through a direct interaction between Rab35 and the cytoplasmic tail of Podocalyxin. Consequently, Rab35 inactivation leads to complete inversion of apico-basal polarity in 3D cysts. This novel and unconventional mode of Rab-dependent vesicle targeting provides a simple mechanism for triggering both initiation of apico-basal polarity and lumen opening at the centre of cysts.

Rab35 est une petite GTPase de la superfamille des Ras protéines. Chez l’Homme, plus de 60 Rabs jouent un rôle clef « d’interrupteur moléculaire » dans la régulation du trafic membranaire. Des progrès significatifs ont été réalisé sur le rôle de certaines Rabs, cependant il reste encore un travail important de compréhension fonctionnelle et du mécanisme d’action de celles-ci au sein de la cellule. L’actuel projet a pour but d’étudier Rab35, un régulateur essentiel d’une voie de recyclage vésiculaire vers la membrane plasmique, aussi impliqué dans la régulation de l’actine lors de la dernière étape de la division cellulaire. Rab35 agit via le recrutement et la régulation de protéines spécifiques appelées effecteurs. Chez l’humain, des mutations chez les partenaires de Rab35 entrainent de rares maladies connues sous le nom du syndrome de Birt-Hogg-Dube et syndrome de Lowe. Ce projet en étroite collaboration avec le laboratoire d’Arnaud Echard (Institut Pasteur) consiste à mieux comprendre le rôle cellulaire et fonctionnel de deux nouveaux effecteurs de Rab35 : MICAL1 et MiniBAR. Lors de la division cellulaire, MICAL1 pourrait réduire le niveau d’actine avant l’abscission car il possède un domaine catalytique monooxygénase démontré comme étant un facteur de désassemblage de l’actine. MICAL1 agit directement sur les filaments d’actine et oxyde des résidus spécifiques permettant la dépolymérisation de ces derniers. Mais il est actuellement inconnue si MICAL1 joue un rôle dans la division cellulaire. Par ailleurs, nos collaborateurs ont découvert un nouvel effecteur de Rab35 appelé MiniBAR. Ils ont récemment décrit MiniBAR comme étant un partenaire spécifique de Rab35 et contenant un domaine BAR (connue pour lier et courber les membranes). Ce domaine, adjacent au domaine d’interaction de Rab35, lie spécifiquement Rac1 une autre GTPase bien connue pour son rôle dans la régulation de l’actine. De ce fait MiniBAR pourrait être un lien entre les deux GTPases coordonnant le processus de remodelage de l’actine dans la cellule.Le laboratoire de Motilité Structurale dirigé par Anne Houdusse est spécialisé dans l’étude structurale des moteurs moléculaire et GTPases qui contribuent aux différentes fonctions dans la cellule par l’interaction avec leur différents cargos et effecteurs. L’élaboration de ce projet consiste à caractériser d’un point de vue structural et fonctionnel les complexes entre Rab35 et ses effecteurs. Laboratoire spécialisé dans la détermination de structure à haute résolution par cristallographie aux rayons X, ce travail mènera à la résolution de complexes macromoléculaires afin de désigner des mutants spécifiques pour des études fonctionnelles dans la cellule en étroite collaboration avec l’équipe d’Arnaud Echard, leader dans l’étude cellulaire de Rab35. / Rab35 is an essential regulator of a recycling pathway back to the plasma membrane, that is also required for the post-furrowing terminal steps during cytokinesis that are associated with F-actin depolymerisation [1]. Rab35 performs its role in the cell via recruitment and regulation of specific effector proteins. Recently the lab of our collaborator Arnaud Echard (Pasteur institute, Paris) has identified and is currently studying by cell biology approaches two novel Rab35 effectors - MICAL1 and MiniBAR proteins. MICAL1 may restrict actin levels before cytokinesis abscission, because it harbours a monooxygenase catalytical domain and has been shown to be an F-actin-disassembly factor [2]. But it is unknown whether MICAL1 has a function in cell division. Another effector of Rab35 currently uncharacterized was identified and named MiniBAR by our collaborators. They recently described that MiniBAR specifically binds to active Rab35, that it contains an unnoticed, putative BAR domain (known to sense membrane curvature) and that this domain, adjacent to the Rab35-binding domain, binds specifically to GTP-bound Rac1 - a well known actin remodelling regulator. So, MiniBAR may function as a linker between the two small GTPases coordinating actin-remodelling processes in the cell. The aim of the project is to perform extensive structural/functional characterization of complexes between the Rab35 GTPase and its interacting effector proteins.References:[1] - Dambournet and al, Nat Cell Biol, 2011. Rab35 GTPase and OCRL phosphatase remodel lipids and F-actin for successful cytokinesis.[2] - Giridharan SS and Caplan S, Antioxid Redox Signal, 2014. MICAL-family proteins: Complex regulators of the actin cytoskeleton.

Un dérèglement du cycle cellulaire peut causer le cancer. Lors de la cytocinèse un anneau contractile d’actine et de myosine se forme, se contracte, et donne un anneau du midbody qui mène à l’abscision. Le processus de cytocinèse est sous le contrôle de protéines telles que la GTPase Rho qui active la cytocinèse et les cyclines-Cdks qui l'inhibent. La Drosophile possède 3 cyclines mitotiques CycA/ CycB/ CycB3 qui sont successivement dégradées en fin de mitose et permettent l'initiation de la cytocinèse. La dernière étape d’abscission est un phénomène qui reste encore peu connu. Les protéines Vps4 et CHMP4C liées à ANCHR vont, sous la dépendance de la kinase Aurora B, promouvoir l’abscision mais, suite à quelques études récentes, il semble y avoir une implication de la cycline B. Ici, le but était de tester l’implication de cette cycline dans les processus de cytocinèse et d’abscision, elle a été menée par microscopie à haute résolution en temps réel avec des cellules S2 de l’organisme Drosophila melanogaster par le suivi de protéines recombinantes fluorescentes. L’étude a été divisée en deux axes : gain et perte de fonction par l’intermédiaire respectivement de la protéine Cycline B recombinante stable, non dégradable (CycBstable-GFP) et l’inhibition par l’utilisation d’ARN double brin (ARNdb) sur l’endogène. La CycBstable-GFP a perturbé la cytocinèse en induisant plusieurs anneaux contractiles et midbodies. En revanche la réduction de l’expression de CycB n'a pas eu d’effet observable, et elle ne semble pas avoir d’action sur l’abscission malgré le recrutement de CycB-GFP au midbody tardif. En revanche la protéine Cdk1 semble avoir un rôle dans l'abscision puisque sa réduction d’expression a induit un délai. Elle a donc une implication potentielle sur la cytocinèse. / Dysregulation of the cell cycle can cause cancer. During cytokinesis a contractile ring of actin and myosin forms, contracts and gives rise to a midbody ring which controls abscission. The process of cytokinesis is controlled by proteins such as the Rho GTPase, which activates cytokinesis and cyclin-Cdks that inhibit cytokinesis. Drosophila has 3 mitotic cyclins CycA, CycB and CycB3, which are successively degraded at the end of mitosis to allow the initiation of cytokinesis. The last step of abscission is a phenomenon that is still obscure. The ESCRTIII components VPS4 and CHMP4C protein linked to ANCHR will, in an Aurora B kinasedependent manner, promote abscission with recent studies implicating Cyclin B at this stage. Here, the aim was to test the role of cyclin B in cytokinesis and abscission, using real-time, high resolution microscopy of Drosophila melanogaster S2 cells expressing recombinant fluorescent proteins. This study was divided into two parts: gain and loss of function studies respectively using stable non-degradable cyclin B (CycBstable-GFP) and inhibition by using CycB double-stranded RNA (dsRNA). The CycBstable-GFP perturbed cytokinesis by inducing multiple contractile rings and midbodies. However CycB depletion had no detectable effect on the progression of cytokinesis nor on abscission despite the recruitment of CycB-GFP to the late midbody. In contrast, the protein Cdk1 seemed to play a role in abscission, since its depletion induced a delay. It therefore has potential implications for cytokinesis.

Les GTPases Ral, RalA et RalB, sont des effecteurs proximaux de l’oncogène Ras.Malgré leur forte homologie, leurs activateurs communs (les RalGEFs) et des effecteurs communs (le complexe exocyste), ils apportent des contributions distinctes et parfois collaborent à diverses fonctions cellulaires.RalA est impliqué en prolifération en absence de substrat et l'exocytose polarisée.RalB est impliqué dans la migration cellulaire, l'autophagie et l'apoptose des cellules cancéreuses. Comment les GTPases Ral régulent ces différents fonctions n’est toujours pas connu.Une partie de ma thèse était consacrée à l'étude de la spécificité des fonctions de RalA et RalB, ainsi que la spécificité des RalGEFs et des éléments de l'interactome deRal, dans trois processus biologiques: la cytocinèse, la migration cellulaire et l'activation de la voie MAPK.Nous avons démontré que RalA et RalB ont des fonctions distinctes pendant la cytocinèse. RalA est nécessaire pour la correcte progression de la cytocinèse alors RalB est nécessaire pour l’abscission du pont intracellulaire. Nous avons montré également que RalA, mais pas RalB, régule l’activation de p38 et de Jnk à travers le complexe exocyste en réponse au stress osmotique. L'implication de RalB, mais pas RalA, dans la migration cellulaire a été établie antérieurement. Dans ces trois fonctions, nous avons montré que les GTPases Ral sont été régulées par des RalGEFs spécifiques.Nous avons effectué un crible par siARN de 91 gènes codant des protéines du réseau d’interactions protéine‐protéine autour de Ral (l'interactome de Ral), nous avons identifié 14 protéines impliquées dans la voie de RalA et 8 protéines impliquées dans la voie de RalB, en cytocinèse. Dans la migration cellulaire, nous avons identifié 22 protéines impliquées dans la voie de RalB. Nous avons identifié cinq protéines communes aux deux fonctions cellulaires.Parmi ces protéines, j'ai étudié la relation fonctionnelle entre RalA et Stk38, une kinase qui appartient à la voie Hippo, qui a un rôle suppresseur de tumeur. J'ai montré que RalA active Stk38 par une voie RalA/exocyste/Map4k4 en réponse au stress osmotique. J’ai démontré que cette voie est impliquée dans l’activation de la voie p38 et Jnk en réponse au stress osmotique. J'ai aussi montré que la régulation deStk38 par RalA est nécessaire pour l'apoptose induite par le TNFα.L'identification de nouveaux composants de la voie RalA ouvre de nouvelles perspectives dans la compréhension de la fonction des GTPases Ral dans les processus normaux et tumoraux. En outre, ce travail est le premier présentant RalA comme une protéine pro‐apoptotique, ce qui suggère que RalA pourrait posséder une fonction suppresseur de tumeurs. / The Ras‐like GTPases RalA and RalB are proximal effectors of oncogenic Ras.Despite their high homology, their common activators (the RalGEFs) and effectors(the exocyst complex), they make distinct and sometimes collaborative contributions to diverse cellular functions. RalA supports anchorage independent growth and regulates polarized exocytosis. RalB regulates cell migration and autophagy and inhibits apoptosis of cancer cells. How Ral GTPases achieve their differing functions is still elusive.One part of my thesis was dedicated to study the specificity of RalA and RalB functions, as well as the specificity of RalGEFs functions and of the components of the Ral interactome, in three biological processes: cytokinesis, cell migration and MAPK activation.We demonstrated that RalA and RalB have distinct functions during cytokinesis.RalA is necessary for correct progression of cytokinesis whereas RalB is necessary for abscission of the intracellular bridge. We showed also that RalA, but not RalB,regulates p38 and Jnk activation upon osmotic stress through the exocyst complex.The importance of RalB, but not RalA, in cell migration was established previously. In these three functions, we showed that the functions of Ral GTPases were triggered by specific RalGEFs.We carried out a siRNA screen of 91 genes encoding proteins participating to a protein‐protein interaction map rooted in Ral (the Ral interactome), we determined14 proteins as components of RalA pathway and 8 proteins as components of RalBpathway, required for cytokinesis completion. In cell migration, we determined 22 proteins as components of RalB pathway. We identified 5 proteins in common involved in both cellular functions.Among these proteins I have been studying the functional relationship betweenRalA and Stk38, a kinase that belongs to the tumour suppressor Hippo pathway. I showed that upon osmotic stress, RalA activates Stk38 by phosphorylation through aRalA/exocyst/Map4k4 pathway. I demonstrate that this pathway has the function to trigger p38 and Jnk activation upon osmotic stress. I showed that the regulation ofStk38 by RalA is required for apoptosis induced by TNFα.The identification of new components of Ral pathway opened new perspectives in understanding the Ral GTPases function in normal and tumour processes. Moreover,this is the first work presenting RalA as a pro‐apoptotic protein, suggesting that RalAmight have tumour‐suppressor like functions.

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