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

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

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

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

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

Avec l'explosion de la quantité de données biologiques disponible, développer de nouvelles méthodes de traitements efficaces est une problématique majeure en bioinformatique. De nombreuses structures biologiques sont modélisées par des structures arborescentes telles que les structures secondaires d'ARN et l'architecture des plantes. Ces structures contiennent des motifs répétés au sein même de leur structure mais également d'une structure à l'autre. Nous proposons d'exploiter cette propriété fondamentale afin d'améliorer le stockage et le traitement de tels objets. En nous inspirant du principe de filtres sur les séquences, nous définissons dans cette thèse une méthode de filtrage sur les arborescences ordonnées, permettant de rechercher efficacement dans une base de données, un ensemble d'arborescences ordonnées proches d'une arborescence requête. La méthode se base sur un découpage de l'arborescence en graines et sur une recherche de graines communes entre les structures. Nous définissons et résolvons le problème de chaînage maximum sur des arborescences. Nous proposons dans le cas des structures secondaires d'ARN une définition de graines (l−d) centrées. Dans un second temps, en nous basant sur des techniques d'instanciations utilisées, par exemple, en infographie et sur la connaissance des propriétés de redondances au sein des structures biologiques, nous présentons une méthode de compression permettant de réduire l'espace mémoire nécessaire pour le stockage d'arborescences non-ordonnées. Après une détermination des redondances, nous utilisons une structure de données plus compacte pour représenter notamment l'architecture de la plante, celle-ci pouvant contenir des informations topologiques mais également géométriques.

Dans les cellules eucaryotes, lexport des ARN messagers du noyau vers le cytoplasme est un processus complexe et régulé. Les messagers matures sont transportés par le récepteur dexport TAP/NXF1, qui est recruté au niveau des messagers par différents adaptateurs comme les protéines Aly/REF, UAP56 et les protéines SR. Dans le cadre dune infection virale, en plus des messagers cellulaires, de nombreux messagers viraux doivent être transportés efficacement dans le cytoplasme pour y être traduits. Il est maintenant établi que les herpesvirus codent pour une famille conservée de gènes dont les produits agissent en tant que facteurs dexport et régulent le transport des transcrits viraux. Cette famille inclut la protéine IE4 du virus de la Varicelle et du Zona (VZV). Les principales caractéristiques de ces facteurs dexport viraux sont leur capacité à faire la navette entre le noyau et le cytoplasme, leur domaine de liaison à lARN, et leur capacité à interagir avec des facteurs intervenant dans lexport des messagers cellulaires. Avant cette étude, les données montraient que la protéine IE4 agit comme un régulateur important de lexpression des gènes viraux et cellulaires, mais les mécanismes impliqués nétaient pas clairement définis. Dans ce travail, nous avons identifié de nouveaux partenaires cellulaires de la protéine IE4, et, bien que des différences existent, nous avons montré que la protéine IE4 partage les caractéristiques des facteurs dexport viraux. Nous avons montré que la protéine IE4 interagit avec trois protéines SR, à savoir ASF/SF2, 9G8 et SRp20. Nous avons identifié le domaine dinteraction au sein de la protéine IE4 et montré que ces interactions ne sont pas dépendantes de la présence dARN. Nous avons démontré que la protéine IE4 interagit avec la principale kinase phosphorylant les protéines SR, SRPK1, et quelle est phosphorylée par cette kinase. Nous avons montré que la protéine IE4 se lie à lARN, et que la présence dARN stabilise des complexes contenant la protéine IE4 et les facteurs dexport cellulaires TAP/NXF1 et Aly/REF. Enfin, nous avons déterminé linfluence de la protéine IE4 sur lexport de messagers rapporteurs, et clairement montré que linfection par le VZV utilise le facteur dexport TAP/NXF1 pour exporter certains transcrits viraux. Nous avons donc mis en évidence un nouvel exemple de facteur dexport viral et proposé en modèle dexport des messagers viraux régulé par la protéine IE4. Nos résultats démontrent clairement que les herpesvirus ont développé différents mécanismes pour réguler lexport des ARN dans le but daltérer lexpression des gènes cellulaires au profit de lexpression des gènes viraux.

Mes travaux ont porté sur l'étude de deux familles de protéines de liaison à l'ARN, la famille des ARE-BP (AU-rich elements binding protein) et la famille des PTB (Polypyrimidine tract binding protein) au cours du développement chez le xénope. L'étude de l'expression de cinq membres de la famille ARE-BP a mis en évidence une redondance d'expression tissulaire et temporelle entre quatre de ces ARE-BP (AUF1, KSRP, HuR et TIA1). A l'inverse, l'expression atypique de TTP a permis de suggérer son implication dans l'hématopoïèse. Mes travaux sur la famille PTB (PTBP1, PTBP2, PTBP3) ont montré que chacun des paralogues présente une expression spécifique ce qui suggère qu'elles aient des fonctions différentes lors du développement. Des résultats du laboratoire montraient que l'inactivation de PTBP1 ou de EXOSC9, un composant de l'exosome ARN, entraînait des défauts de morphogenèse de l'épiderme dorsal. Afin d'identifier l'origine moléculaire de ces défauts, j'ai réalisé l'analyse transcriptomique par séquençage à haut débit (RNA-Seq) des morphants PTBP1 et EXOSC9. J'ai produit des banques d'ADNc à partir des morphants ou d'embryons témoins et celles-ci ont été séquencées au Génoscope. L'analyse d'une cible connue de PTBP1 a montré que des modifications minoritaires de l'épissage étaient détectées à partir de ces données. De plus ces défauts d'épissage ne sont pas retrouvés dans les morphants EXOSC9, validant son utilisation comme crible additionnel permettant d'exclure les évènements d'épissage qui ne sont pas impliqués dans le défaut d'épiderme. Une approche gène candidat a été initiée afin de cibler l'analyse de transcrits impliqués dans la morphogenèse de l'épiderme dorsale.