Th.--Sci. nat.--Paris 11--Orsay, 1981. N°: 2410. / Extr. en partie des Annales de l'amélioration des plantes, 27, 1977, 2, 203-209 ; 5, 547-553, 555-562 ; 29, 1979, 2, 163-171 ; 30, 1980, 2, 123-132 et des Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences de Paris. Série D, 287, 1978, 29-32 ; 288, 1979, 827-830. _ Rés.

Wolbachia est une bactérie endosymbiotique, intracellulaire et exclusivement transmise maternellement qui infecterait au moins 106 espèces d'insectes. Wolbachia manipule fréquemment la reproduction de ses hôte à son avantage, notamment en induisant une forme de stérilité conditionnelle appelée incompatibilité cytoplasmique (IC). Chez les moustiques du complexe Culex pipiens, une grande diversité de souches de Wolbachia et de types d'IC a été précédemment identifiée, mais plusieurs aspects de la biologie de cette association restaient peu connus. Les travaux présentés dans cette thèse ont notamment permis de caractériser (i) l'impact de Wolbachia sur la structuration génétique des populations hôtes et (ii) la diversité des souches de Wolbachia et, plus précisément d'appréhender le mécanisme de l'IC. Par un suivi de populations naturelles, nous avons mis en évidence que Wolbachia induisait une forte structuration de la diversité mitochondriale, mais aussi qu'elle participait à des événements répétés d'introgression cytoplasmique entre les différents membres du complexe Cx. pipiens. Nous avons également mené une étude de génomique comparative basée sur le séquençage de quatre génomes complets de Wolbachia très proches phylogénétiquement. Pour cela, nous avons mis en place une série d'analyses approfondies utilisant un large panel d'outils bioinformatiques couplés à des vérifications moléculaires. Nous avons montré qu'il existait peu de polymorphisme entre les groupes de Wolbachia infectant Cx. pipiens. De plus, ces études nous ont permis de mettre en évidence des gènes candidats qui pourraient être directement impliqués dans le mécanisme de l'IC. / Wolbachia is an intracellular bacterial symbiont, exclusively maternally inherited, infecting at least 106 species of insects. Wolbachia commonly manipulates insect reproduction to its own advantage, as well illustrated by a phenomenon of conditional sterility called cytoplasmic incompatibility (CI). In mosquitoes of Culex pipiens complex, a great diversity of Wolbachia strains and of CI types was previously identified, but several aspects of the biology of this symbiotic association remained unknown. The aim of the studies presented in this thesis is to characterize (i) the impact of Wolbachia on the host genetic structure and (ii) the Wolbachia strains diversity in order to attempt an identification of CI molecular basis. By a survey of natural populations, we highlighted that Wolbachia deeply impacts the population structure of mitochondrial diversity, but is also associated with repeated events of cytoplasmic introgression between members of complex Cx. pipiens. We also conducted a study of comparative genomics based on the sequencing of four complete genomes of very closely related Wolbachia strains. For that purpose, we performed a series of analyses using a wide panel of bioinformatic tools coupled with molecular validations. We showed a low polymorphism between two groups of Wolbachia infecting Cx. pipiens. These studies also allowed us to highlight promising candidate genes which could be directly involved in the CI mechanism.

La morphogenèse épithéliale est essentielle à la formation des organes. J'utilise le follicule ovarien de Drosophila comme modèle d'étude de l’aplatissement des cellules. Un follicule est composé de cellules germinales en croissance entourées d'une monocouche de cellules épithéliales cuboïdes. À un stade de développement spécifique, une part de ces cellules s'aplatit en suivant une vague régulée. Cet aplatissement est en partie contrôlé par un gradient de pression provenant d’un groupe de cellules germinales (les cellules nourricières). Toutes les cellules germinales sont connectées via des ponts cytoplasmiques. Cette thèse étudie les mécanismes conduisant à la génération du gradient de pression, et à la modulation moléculaire induite par cette force mécanique pour permettre l'aplatissement. J'ai montré que le nombre et le diamètre des ponts cytoplasmiques influaient sur la pression. En utilisant des reconstructions tridimensionnelles de follicules, j’ai étudié le rôle de la croissance différentielle des cellules nourricières en mesurant le changement de volume des cellules germinales lors de l'aplatissement des cellules. Enfin, j’ai cherché le mécanisme moléculaire conduisant à l’aplatissement des cellules et influencé par un stimulus mécanique à partir de la pression germinale, en proposant un rôle de la voie Hippo dans ce processus. En conclusion, nous proposons que la croissance des cellules germinales influe de manière mécanique et génétique sur les cellules épithéliales pour permettre l’élongation, et donc l'acquisition de la forme finale du follicule. / Epithelial morphogenesis is essential for organ formation. I use the Drosophila ovarian follicle as a model for studying cell flattening. A follicle is composed of growing germ cells surrounded by a monolayer of cuboidal epithelial cells. At a specific stage of development, some of these cells flatten out following a regulated wave. This flattening is partly controlled by a pressure gradient from part of the germ cells (the nurse cells). All germ cells are connected via cytoplasmic bridges. This thesis studies the mechanisms leading to the generation of the gradient of pressure, and to the molecular modulation induced by this mechanical force to allow flattening. I have shown that the number and diameter of cytoplasmic bridges affect the pressure. Using three-dimensional reconstructions of follicles, I studied the role of differential growth of nurse cells by measuring the change in germ cell volume during epithelial cell flattening. Finally, I looked for the molecular mechanism leading to the flattening and influenced by a mechanical stimulus from the germinal pressure, supporting a role of the Hippo pathway in this process. In conclusion, we propose that germ cell growth mechanically and genetically influences epithelial cells to allow elongation, and thus the acquisition of the final form of the follicle.

Le concept de syndrome métabolique correspond à une association non fortuite chez un individu d'une obésité abdominale, d'une hyperglycémie, d'une hypertriglycéridémie, d'une hypoalphalipoproteinémie (faible taux de HDL-cholestérol) et d'une hypertension artérielle. La détection de sujets présentant ce syndrome permet d'identifier des individus à haut risque cardiovasculaire. Le syndrome métabolique est un désordre complexe et multifactoriel dont l'origine est due à l'interaction entre facteurs génétiques et environnementaux. Dans le but d'identifier de nouveaux facteurs de susceptibilité génétique aux phénotypes du syndrome métabolique, nous nous sommes intéressés à la variabilité génétique commune des gènes codant les récepteurs nucléaires LXRs (liver X receptor) ainsi qu'à la famille de protéines plasmatiques ANGPTLs (angiopoietin-like proteins) dans des études de population d'adultes (MONICA) et d'adolescents (HELENA) (n=1200 chacune). Nous avons mis en évidence une association entre le polymorphisme rs11039155 du gène codant LXRalpha et une diminution de 30% du risque de syndrome métabolique dans les échantillons MONICA Lille et Toulouse. De plus, ce polymorphisme est associé à une augmentation de la concentration plasmatique en HDL-cholestérol (Legry et al 2008). Nous n'avons pas détecté d'impact significatif de ce polymorphisme sur l'expression du gène codant LXRa ou de son gène cible ATP-binding cassette transporter A1 (ABCA1) dans des cultures primaires de macrophages humains. Cependant, l'impact de ce polymorphisme sur la concentration plasmatique en HDL-cholestérol a été confirmé dans l'étude HELENA. Concernant le gène codant LXRbeta, le polymorphisme rs17373080 est associé à une augmentation de 26% du risque d'obésité dans les études MONICA Lille et Toulouse et de 59% du risque de surpoids dans HELENA. Des études fonctionnelles de transfection cellulaire suggèrent que ce polymorphisme pourrait moduler l'expression de LXRbeta in vitro. Nous avons également étudié la variabilité génétique commune de ANGPTL3, 4 et 6, protéines impliquées dans la régulation du métabolisme énergétique. Le polymorphisme rs11207997 de ANGPTL3 est associé à une diminution des taux de HDL-cholestérol et d'ApoA1 dans les études MONICA Lille et HELENA. Par ailleurs, le polymorphisme rs4076317 de ANGPTL4 est associé à une augmentation de l'adiposité dans les études MONICA Lille et HELENA (Legry et al, soumis). De plus, nous avons analysé la variabilité génétique de ANGPTL6. Après avoir évalué la fréquence de 17 polymorphismes génétiques dans une centaine d'individus pris au hasard, nous avons montré que 4 polymorphismes (rs6511435, rs8112063, rs11671983 et rs15723) couvrent plus de 95% de la variabilité génétique connue de ANGPTL6. Le polymorphisme rs8112063 est associé à une diminution de la glycémie dans les études MONICA Lille, Toulouse et Strasbourg combinées. De plus, le polymorphisme rs6511435 est associé à une légère augmentation (20%) du risque de syndrome métabolique dans ces populations (Legry et al 2009, sous presse). Enfin, nous avons confirmé l'impact du polymorphisme rs9939609 du gène FTO (fat-mass and obesity-associated) sur le risque d'obésité (+29%) et de diabète de type 2 (+45%) dans les études MONICA Lille, Toulouse et Strasbourg (Legry et al, sous presse). En conclusion, ces résultats suggèrent un impact non négligeable de la variabilité génétique des gènes codant les LXRs et les ANGPTLs dans la détermination du profil gluco-lipidique et de la masse grasse ainsi que le risque de syndrome métabolique chez l'Homme

Le virus de l’hépatite B (VHB) utilise la machinerie transcriptionnelle nucléaire pour sa réplication. Le génome viral est transporté de la périphérie cellulaire à l’enveloppe nucléaire. Généralement, ce transport intracytoplasmique rétrograde est facilité par le réseau de Mt via l’utilisation du complexe moteur de la dynéine. Nous avons montré que le transport des capsides du VHB dépend des Mt, ce qui permet l’adressage des capsides aux complexes du pore nucléaire (NPC) ; lequel est requis pour l’étape de libération du génome de la capside dans le noyau.Dans cette étude, nous avons utilisé des capsides provenant de virus récupérés dans du surnageant de HepG2.2.15, qui contiennent le génome mature partiellement double brin (capsides matures), et des capsides exprimées chez E.coli. Ces dernières sont utilisées telles quelles, capsides E.coli contenant de l’ARN, ou bien sont utilisées pour préparer des capsides vides. Après microinjection dans des ovocytes de Xenopus laevis, nous avons observé que les capsides vides et les capsides matures sont transloquées aux NPC avec une cinétique similaire. Les capsides contenant de l’ARN ne sont pas identifiées aux NPCs ce qui implique que le transport des deux autres types de capsides est actif. Cela a été confirmé par la pré-injection d’anticorps anti tubuline qui neutralisent le transport assuré par les Mt.L’attachement spécifique des capsides matures et vides aux Mt a été confirmé en utilisant des Mt polymérisés in vitro, nous avons montré que cette interaction nécessitait des protéines cytosoliques. En utilisant des expériences de coïmmunoprécipitation et de cosédimentation nous avons identifié une chaîne légère de la dynéine (DynLL1 membre de la famille Lc8) comme partenaire des capsides. Dans les expériences de microinjection, la comicroinjection d’un excès de DynLL1 avec les capsides inhibe leur transport vers les NPCs, indiquant que DynLL1 est impliquée dans le transport actif des capsides.DynLL2 qui n’interagit pas avec les capsides diffère de DynLL1 de seulement six acides aminés. Par mutagénèse dirigée de DynLL1, nous avons montré l’implication de deux acides aminés dans l’interaction directe avec les capsides. Ces deux acides aminés sont présents à la surface du dimère de DynLL1 et absents dans le sillon résultant de la dimérisation de DynLL1, sillon impliqué dans l’interaction avec la DynIC. Nous avons partiellement reconstitué le complexe DynIC, DynLL1 et capsides vides qui doit en partie refléter la situation in vivo. / Hepatitis B virus (HBV) needs the nuclear transcription machinery for replication. The virus thus depends on the transport of its genome from the cell periphery to the nuclear envelope. In general this retrograde intracytoplasmic trafficking is facilitated along Mt (MT) using motor protein complexes of the dynein family. As we showed earlier HBV capsid transport also depends upon intact MT in order to allow their arrival at the nuclear pores, which in turn is required for genome liberation from the capsid.In the analysis we used virus-derived HBV capsids obtained from the supernatant of HepG2.2.15, which contain the mature partially double-stranded DNA genome (mature capsids) and capsids expressed in E. coli. The latter were applied in two forms: as unspecific E. coli RNA- containing capsids and as empty capsids. Upon microinjection into Xenopus laevis oocytes we observed that mature and empty capsids were translocated to the nuclear pores with a similar kinetic. RNA-containing capsids failed to arrive at the pores implying that transport of the two other capsid types was active. Active translocation was confirmed by pre-injecting anti tubulin antibodies which interfere with MT-mediated translocation.In vitro reconstitution assays confirmed the specific attachment of mature and empty capsids to MTs and showed the need of further cytosolic proteins. Using pull-down and co-sedimentation experiments we identified one dynein light chain (DYNLL1, member of the Lc8 family) as interaction partner of the capsids. Injecting an excess of recombinant DYNLL1 with empty capsids into Xenopus laevis oocytes inhibited capsid transport to the nuclear pores indicating that DYNLL1 was only functional interaction partner implied in active transport.DNYLL2 did not interact with the capsids although differing from DYNLL1 by just six amino acids. Site directed mutagenesis of DYNLL1 revealed that two amino acids were critical for a direct interaction with the capsids. Both localized at the exterior of the DYNLL1 dimer and not in the groove of DYNLL1, which interacts with the dynein intermediate chain. Accordingly we could reconstitute a complex consisting of empty capsids, DYNLL1 and dynein intermediate chain as it should be in the in vivo situation.

Les adénovirus (AdV), comme d'autres virus à réplication nucléaire, ont besoin d’arriver jusqu’aunoyau cellulaire afin de libérer leur génome. Pour ce faire, les particules des AdV contenant l’ADNviral sont transportées jusqu’au complexe du pore nucléaire (NPC), via le centre d’organisation desmicrotubules, par un mécanisme encore mal compris qui implique l’exportine cellulaire CRM1. Lacapside des AdV dépasse la taille limite d’entrée dans le noyau, et par conséquent, elle doit êtredésassemblée au niveau du NPC. Le mécanisme d’import de molécules d’ADN n’est pas un processusphysiologique. Pour cela, les AdV doivent détourner la machinerie cellulaire afin d’importer leurgénome dans le noyau. Le NPC est un complexe de protéines appelées nucléoporines. LaNup358/RanBP2, principal composant des filaments cytoplasmiques, sert de plateforme de liaison àdes karyopherines (e.g Importin-β, CRM1) et à la protéine GTPase Ran. Les karyopherinesreconnaissent des signaux spécifiques présents dans les cargos et facilitent leur transport d’unemanière très régulée dépendante de RanGTP. Nous avons constaté que l’import du génome AdV estmoins efficace en l’absence de Nup358. Dans ces conditions, nous avons observé que certaineskaryopherines deviennent limitantes pour l’import du génome viral, et identifié la région minimale deNup358 requise pour compenser ce défaut. D’autre part, nous avons confirmé l’implication de CRM1dans l’arrivé des particules virales au noyau et identifié un nouveau rôle de CRM1 dans ledésassemblage de la capside des AdV. Ces travaux contribuent à mieux connaître le mécanismed’entrée du génome AdV dans le noyau et donnent une idée de la façon dont les virus peuventcontourner la machinerie de transport cellulaire pour leur propre bénéfice. / Nuclear delivery of viral genomes is an essential step for nuclear replicating DNA viruses such asAdenovirus (AdV). AdV particles reach the nuclear pore complex (NPC) in the form of genomecontaining, partially disassembled capsids, through a poorly understood CRM1-dependent mechanism.These capsids exceed the NPC size limit and therefore, they must disassemble at the NPC to releasethe viral genome. Nuclear import of DNA cargos is not a physiological process. Consequently, AdVneed to divert the cellular transport machinery for nuclear genome delivery. The NPC is a multiproteincomplex consisting of nucleoporins (Nups). The Nup358/RanBP2 is the major component ofthe cytoplasmic filaments of the NPC and serves as binding platform for factors includingkaryopherins (i.e Importin-β, CRM1) and the small GTPase Ran. Selective transport of cargo throughthe NPC is mediated by karyopherins, which recognize specific signals within the cargos and facilitatetheir transport in a RanGTP-dependent regulated manner. We identified that Nup358-depleted cellsreduce nuclear import efficiency of the AdV genome. Indeed, we observed that karyopherins are ratelimitingfor AdV genome import under these conditions and we mapped the minimal region ofNup358 necessary to compensate the import defect. On the other hand, we could confirm therequirement of CRM1 in nuclear targeting of AdV capsids and identified and additional role inmediating AdV capsid disassembly. This work helps to understand the strategy used by AdV todeliver their genome and gives insight about how viruses hijack the cellular transport machinery fortheir own benefit.

No description available.

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

La CLIP-170 (Cytoplasmic Linker Protein of 170 kDa) est requise, in vitro, pour l'établissement d'un lien statique entre les endosomes et les microtubules (MTs). Elle se localise, in vivo, aux bouts « plus » des MTs en croissance et semble participer ainsi à la capture de ces derniers au cortex cellulaire et aux kinétochores. Elle contribue au contrôle de la dynamique des MTs et semble aussi recruter le complexe moteur dynéine cytoplasmique/dynactine sur les extrémités « plus » des MTs, via son domaine carboxy-terminal. La CLIP-170 s'associe également aux kinétochores d'une façon dépendante du complexe dynéine/dynactine et de son domaine C-terminal. Ce domaine C-terminal contient deux motifs de type « doigt de zinc » (proximal et distal) probablement impliqués dans des interactions avec d'autres protéines.<br />Nous rapportons ici la démonstration d'une interaction directe entre la CLIP-170 et LIS1, une protéine capable, par ailleurs, d'interagir directement avec le complexe dynéine/dynactine. LIS1 est mutée chez de nombreux patients atteints d'une lissencéphalie de type I et semble jouer le rôle de co-facteur activateur de la dynéine cytoplasmique. Nous avons montré que cette interaction dépendait du doigt de zinc distal de la CLIP-170 et nous avons apporté des éléments indiquant une possible régulation de cette interaction par phosphorylation.<br />L'étude des fonctions cellulaires potentielles de cette interaction nous a permis de mettre en évidence un enrichissement de LIS1 aux extrémités « plus » des MTs. Elle a fourni des éléments substantiels laissant supposer que cette localisation, comme celle de la dynactine au même endroit, était dépendante du domaine C-terminal de la CLIP-170. Par ailleurs, nous avons démontré que la localisation de la CLIP-170 sur le kinétochore dépendait de son domaine d'interaction avec LIS1, et que le recrutement de LIS1 au même site dépendait du complexe dynéine/dynactine. L'ensemble de ces données suggère que LIS1 constitue un adaptateur entre la CLIP-170 et le complexe moteur dynéine/dynactine.<br />Parallèlement, nous avons initié l'étude de protéines LIS1 qui présentent chacune une mutation ponctuelle dans diverses régions conservées. Ces mutations ponctuelles ont été découvertes chez des patients atteints d'une lissencéphalie de type I plus ou moins sévère. Par des approches biochimiques, moléculaires et cellulaires, nous avons montré que, selon la sévérité de la maladie, les différentes propriétés de LIS1 (repliement, stabilité, localisations sub-cellulaires, interaction avec ses partenaires et liaison aux MTs) étaient plus ou moins affectées. À l'occasion de cette étude, nous avons également identifié les domaines de LIS1 impliqués dans l'interaction avec les MTs et d'autres partenaires comme les sous-unités catalytiques du PAFAH(I) (Platelet-Activating Factor Acétylhydrolase).

Les anticorps catalytiques sont étudiés pour comprendre leur rôle en conditions physiopathologiques. Ils semblent aussi représenter des outils révolutionnaires pour des études à l'interface entre la chimie, la biochimie, la biologie et immunologie. Par conséquent, la connaissance des relations de structure- fonction représente un grand intérêt. Nous avons exploré deux systèmes d'expression pour la production d'un anticorps catalytique modèle présentant une activité bêta-lactamase. Le fragment scFv recombinant a été produit dans le système d'expression procaryote. Les scFv sont souvent décrits comme des protéines difficiles à produire. Une méthode efficace a été développée pour produire de grandes quantités de scFv solubles et correctement repliés. L'anticorps catalytique entier a aussi été produit en exploitant le système d'expression eucaryote. Des cellules de mammifères ont été utilisées car elles peuvent conserver le repliement original des protéines, leur assemblage et les modifications post-traductionnelles. La structure secondaire du scFv catalytique a été analysée par dichroïsme circulaire pour s'assurer que la renaturation du scFv est en accord avec le repliement des scFv natifs. La fonctionnalité du scFv catalytique et de l'anticorps catalytique entier a été validée par deux approches : (1) le développement d'un test immuno-enzymatique (ELISA) et la résonance plasmonique de surface (RPS) et (2) le développement d'un test catalytique sensible utilisant un substrat fluorogénique. Ce travail amène à considérer de potentielles applications biotechnologiques et thérapeutiques des anticorps catalytiques.