Les tissus épithéliaux sont des couches de cellules adhérentes qui servent de barrières entre différents compartiments morphologiques et procurent un transport directionnel de molécules. L’action coopérative de plusieurs déterminants de la polarité gouverne l’identité et la morphogenèse spécifiques de ces domaines : 1) le cytosquelette d’actomyosine, 2) les jonctions adhérentes (AJs) basées sur la E-cadhérine et 3) les complexes de polarité conservés au cours de l’évolution. Une perte de l’adhérence via la DE-cadhérine (DE-Cad) conduit à des défauts de polarité apico-basale, tandis que la localisation apicale de DE-Cad nécessite les protéines de polarité Crumbs (Crb) et Bazooka (Baz) (L’homologue de Par3 chez la mouche). Notablement, DE-Cad forme des amas qui co-localisent partiellement avec les amas de Baz, génèrent l’adhésion intercellulaire et transmettent la tension. Les mécanismes impliqués dans le contrôle de la taille, le nombre, la répartition et la dynamique des amas de DE-Cad restent peu connus.J’ai étudié le rôle de Crumbs et Baz dans la régulation de la distribution fine de DE-Cad. J’ai montré que Crb contrôle la distribution macroscopique de DE-Cad, au moins, partiellement via Baz. En générant des mutations de Baz sur des sites régulateurs variés grâce à de la transgenèse spécifique de site et en utilisant de la microscopie en temps réel quantitative, j’ai montré que Crb agit via le domaine d’oligomérisation CR1 et le site Ser980 de Baz afin d’ajuster les niveaux de DE-Cad. Remarquablement, j’ai aussi révélé que le domaine d’oligomérisation de Baz est inutile à la formation d’amas Baz-DE-Cad et j’ai caractérisé la réciprocité de l’interaction DE-Cad-Baz. / Epithelia are sheets of adherent cells that serve as barriers between distinct morphological compartments and provide directed transport of molecules.. The cooperative action of several polarity determinants governs the proper identity and morphogenesis of these domains: 1) actomyosin cytoskeleton; 2) E-Cadherin-based adherens junctions (AJs) and 3) evolutionarily conserved polarity complexes.A loss of DE-cadherin (DE-Cad) adhesion leads to apico-basal polarity defects, while the apical localization of DE-Cad requires the polarity proteins Crumbs (Crb) and Bazooka (Baz) (Par3 homolog in fly). Notably, DE-Cad builds clusters that display a certain degree of colocalization with the clusters of Baz, provide intercellular adhesion and transmit tension.I have addressed the role of Crumbs and Baz in the regulation of DE-Cad fine distribution. I demonstrated that Crb controls DE-cad macroscopic distribution, at least, partially via Baz. By generating Baz mutants on various regulatory sites using site-specific transgenesis and quantitative live-imaging microscopy, I showed that Crb acts via CR1 oligomerization domain and Ser980 site of Baz to adjust DE-Cad levels. I also revealed that Baz oligomerization domain is dispensable for Baz-DE-Cad clusters formation and characterized the reciprocity of DE-Cad-Baz crosstalk.

La mise en place du système nerveux central (SNC) repose sur l’équilibre entre prolifération et différenciation des cellules souches neurales. Chez les mammifères, le SNC suit un développement biphasique avec une phase proliférative pendant laquelle les cellules souches neuroépithéliales s’amplifient par division symétrique puis une phase neurogénique pendant laquelle elles sont converties en progéniteurs neuraux se divisant de manière asymétrique pour générer leurs neurones. De nombreux mécanismes sont impliqués dans la régulation des phases du développement du SNC, mais leur coordination au cours du développement demeure mal comprise. Dans ce contexte, la famille des gènes oncofoetaux s’avère très pertinente. Ces gènes sont exprimés au cours du développement précoce où ils coordonnent la synchronie des évènements développementaux. Ils sont éteints en fin de développement mais leur réexpression dans de nombreux cancers témoigne de leur caractère oncogénique. Les mécanismes contrôlant leur extinction au cours du développement ou leur réactivation lors de la tumorigenèse restent obscurs. Durant ma thèse de doctorat, j’ai utilisé la mouche drosophile pour mieux comprendre comment des gènes aux propriétés oncofoetales sont contrôlés et coordonnent les évènements développementaux du SNC. Mon projet de thèse a permis d’identifier le gène aux propriétés oncofoetales, Chinmo, comme impliqué dans le développement du lobe optique de la drosophile pendant sa phase proliférative et dans le processus cancéreux. Ainsi, ces travaux pourront contribuer à une meilleure compréhension du rôle des gènes oncofoetaux dans le contexte développemental et tumoral chez les mammifères. / The development of the central nervous system (CNS) relies on the tight balance between proliferation and differentiation of the neural stem cells. The mammal CNS develops in two phases: the proliferative phase during which the neuroepithelial stem cells amplify through symmetric divisions and a neurogenic phase during which they are converted into neural progenitors that divide asymmetrically to generate their neuronal progeny. Several mechanisms are involved in the regulation of both phases of the CNS development however their coordination in the course of the development remains unclear. In this context, the oncofetal gene family seems particularly relevant. These genes are expressed during the early development where they coordinate the synchrony of the developmental events. They are switched off during the late development but their reexpression in numerous cancers brings evidence of their oncegenicity. The mechanisms governing their repression along the development and their reactivation in cancers are not well understood. During my thesis, I used the Drosophila model to better understand how oncofetal genes are controlled and regulate the developmental events in the CNS. My thesis project allowed to identify an oncofetal-like gene, Chinmo, involved in the development of the Drosophila CNS during its proliferative and in the cancerization process. This work may contribute to a better understanding of the role of oncofetal genes both in the developmental and the tumoral context in mammals.

Dans le but d’étudier le rôle fonctionnel des neuropeptides chez la drosophile, nous avons essayé d’utiliser le récepteur µ aux opioïdes (MOR) afin d’inhiber temporairement la libération de neuropeptides. Cependant, quand nous l’avons exprimé dans les cellules endocrines produisant l’hormone adipokinétique (AKH), le récepteur MOR a présenté une activité constitutive empêchant tout contrôle dans le temps. Nous proposons d’utiliser les récepteurs RASSL (Receptors Activated Solely by Synthetic Ligands) développés chez les vertébrés. Ces récepteurs, activés uniquement par des ligands synthétiques, ont été modifiés afin qu’ils soient dénués d’activité constitutive. Afin de tester rapidement l’efficacité d’un récepteur RASSL inhibiteur chez la drosophile, nous avons cherché une alternative à la mesure des taux de tréhalose et de glycogène (démontrant la libération d’AKH) qui en plus d’être laborieuse produit des résultats variables. L’hormone GPA2/GPB5, récemment découverte, est particulièrement intéressante, en effet, elle semble avoir un rôle antidiurétique. Nous avons généré des lignées transgéniques exprimant la protéine Gal4 dans les cellules GAP2/GPB5 et nous avons montré que l’ablation génétique de ces cellules compromet la survie suggérant qu’elles pourraient représenter un bon système pour tester l’efficacité du RASSL inhibiteur. Ensuite nous nous sommes intéressés au contrôle de la libération du neuropeptide AKH qui a un rôle fonctionnel homologue à celui du glucagon des vertébrés. Malgré quelques résultats encourageants, nous n’avons pas pu confirmer le rôle inhibiteur de l’AstA sur la libération de l’AKH. Enfin nous nous sommes intéressés au réseau qui contrôle le comportement de cour. Nous avons généré des lignées transgéniques exprimant la protéine Gal4 sous la dépendance du promoteur potentiel du récepteur du neuropeptide SIFamide (SIFR) et nous avons démontré que ce neuropeptide contrôle le comportement de cour via son récepteur SIFR en agissant, du moins en partie, sur les neurones fruitless. / In order to study the functional roles of neuropeptides in Drosophila, I attempted to use the µ opioïd receptor (MOR) to temporarily inhibit liberation of neuropeptides. However, when expressed in the AKH (adipokinetic hormone) endocrine cells of Drosophila, MOR turned out to be constitutively active, making it impossible to use it as envisioned. Others have encountered and subsequently solved similar problems for the so-called RASSL (Receptors Activated Solely by Synthetic Ligands) in vertebrates. As the bioassay for testing release of AKH is cumbersome, time-consuming and variable, I searched for an alternative neuroendocrine system to test the efficiency of an inhibitory RASSL in Drosophila. The recently discovered GPA2/GPB5 seemed particularly attractive, as it is likely an antidiuretic hormone. Transgenic flies expressing Gal4 in the GPA2/GPB5 were produced and genetic ablation of these cells severely compromised survival, suggesting that this might indeed be good model system. Attempts so demonstrate a physiological role of allatostatin A in the release of AKH yielded inconclusive results. In order to study the role of the neuropeptide SIFamide, which modulates sexual behavior in Drosophila, I generated transgenic flies expressing Gal4 under dependence of potential promoter of this neuropeptide receptor (SIFR) and showed that SIFamide controls courtship at least in part by acting directly on fruitless neurons.

Comment les différentes formes de mémoire sont-elles encodées et comment interagissent-elles ? L'identification des réseaux neuronaux sous-jacents aux différentes formes de mémoire est une approche performante qui permet de mieux comprendre la dynamique des phases de mémoire et leurs interactions. La Drosophile représente un modèle de choix pour l'étude des mécanismes d'apprentissage et de mémorisation. Son cerveau est composé de 100.000 neurones et des outils génétiques permettent d'étudier fonctionnellement les circuits neuronaux avec une résolution proche du neurone unique. On utilise deux sortes d’apprentissage olfactif associatif : l’un, appétitif, repose sur l’association entre une odeur etdu sucre, et l’autre, aversif, associe une odeur et des chocs électriques. On distingue deux types de mémoires appétitives, une à court-terme et une à long-terme. Notre équipe a montré récemment que ces mémoires appétitives se forment indépendamment. La mémoire aversive a été décomposée en deux mémoires labiles à court-terme et à moyen terme, et deux mémoires consolidées : la mémoire à long terme (LTM) qui repose sur une synthèse protéique de novo et la mémoire résistante à l’anesthésie (ARM). Les corps pédonculés (CP), le centre de l'apprentissage et de la mémoire olfactive de la Drosophile, forment une structure bilatérale d’environ 2.000 neurones par hémisphère cérébral, appelés cellules de Kenyon. Celles-ci ont été classées en trois sous-types–γ, αβ et α’β’–en fonction des ramifications de leurs projections axonales qui définissent trois lobes médians (β, β’, γ) et deux verticaux (α, α’). Certains réseaux neuronaux responsables du rappel de la mémoire ont été caractérisés mais la correspondance entre ces réseaux et les phases de mémoire n’est encore que parcellaire. Grâce à des outils thermogénétiques nous pouvons inhiber une population neuronale restreinte pendant la phase de rappel spécifiquement. Au cours de ma thèse j'ai affiné la dissection des différentes phases de mémoire olfactive tant au niveau comportemental qu'au niveau des réseaux neuronaux. Nous avons pu attribuer à chaque phase de mémoire un réseau neuronal précis allant des neurones intrinsèques des CP aux neurones efférents impliqués dans le rappel de la mémoire. Nous avons ainsi mis en évidence une distribution spatio-temporelle de six phases de mémoires aversives mettant en jeu des réseaux neuronaux distincts et complémentaires. Nous avons montré que la ARM, jusqu’ici considérée comme une phase de mémoire unique est en réalité une mémoire composite. Nous avons identifié et localisé trois formes de ARM : la ARM immédiate, la ARM à moyen terme et la ARM à long-terme localisées respectivement dans les neurones αβ, γ et α’β’. Les deux formes séquentielles de mémoire labile immédiate et à moyen-terme ont été localisées dans les neurones γ et αβ respectivement. Nous avons aussi identifié les neurones extrinsèques de rappel de ces différentes formes de mémoire. Nous avons montré que les neurones MB-V2, précédemment décrits par notre équipe, assurent le rappel des mémoires localisées dans les neurones αβ et α’β’. Nous avons également identifié un nouveau type de neurones impliqués dans le rappel mnésique, les neurones MB-M6, efférents aux lobes γ et β’. Il existe un neurone MB-M6 par hémisphère. Ceux-ci sont impliqués dans le rappel des phases de mémoire aversive impliquant les neurones γ et α’β’. Nous avons aussi montré que les neurones MB-M6 sous tendent le rappel de la mémoire appétitive à court-terme. Ces découvertes permettent de dresser un tableau complet des circuits de sortie des corps pédonculés sous-tendant chaque phase de mémoire. Ce schéma global laisse apparaître qu’à un temps donné, deux formes de mémoire distinctes ne partagent jamais le même circuit. Nos travaux ouvrent la voie à l’étude comparée des modifications physiologiques encodant les différentes formes de mémoire associative chez la Drosophile. / A fly can form robust aversive associative olfactory memory after pairing an odor with electric shocks. Appetitive memory forms in a starved fly after pairing an odor with sugar delivery. Both types of olfactory memory rely on the mushroom bodies (MBs), a paired lobed structure of ∼2,000 neurons—the Kenyon cells (KCs)—per brain hemisphere. Based on their axonal morphology, KCs are classed into three different subtypes: axons from α/β and α′/β′ KCs branch into vertical (α and α′) and medial (β and β′) lobes, whereas axons from γ neurons form only a medial γ lobe. Drosophila can form two types of consolidated memories: LTM, which relies on de novo protein synthesis, and ARM, which does not. Droophila can also sequetially forms an immediate labile memory and a middle term labile memory.We have demonstrated a spatio-temporal distribution of six phases of aversive memories involving distinct and complementary neural networks. We have identified and located three forms of ARM: immediate ARM, middle term ARM and long-term ARM located respectively in αβ neurons, γ and α'β’. Both sequential forms of immediate labile memory and middle term memory were localized in γ and αβ neurons respectively. We also identified the extrinsic neurons required for the retrieval of these different forms of memory. We showed that MB-V2 neurons, previously described by our team, ensure the recall of memories localized in αβ and α'β’ neurons. We identified a specific pair of MB-efferent neurons, named M6 neurons. These are involved in the retrieval of aversive memories involving γ and α'β ‘ neurons. We have also shown that MB-M6 neurons are required for the retrieval of appetitive short-term memory.

Forces requises pour les changements de forme au cours de la morphogenèse des tissus sont générés par d’actine et de myosine. Durant ma thèse, je étudié le rôle de la réglementation MyoII par la voie Rho1-Rok durant l’élongation de l’ectoderme ventro-latéral par intercalation cellulaire. Les pulsations de MyoII médio-apicale se déplacent de manière anisotrope vers les jonctions parallèles avec l’axe dorso-ventral (ou jonctions verticales). Ceci provoque le rétrécissement graduel des jonctions qui sont stabilisées par une population de MyoII polarisée dans le plan du tissu et enrichie au niveau de ces jonctions. Les mécanismes cellulaires qui régulent la pulsatilité, la stabilité et la polarité de la myosine II restent à élucider. J’ai identifié deux propriétés cruciales de la dynamique de la myosine II régie par phospho- à savoir la cinétique d’échange gouvernée par les cycles de phosphorylation-déphosphorylation des chaines légères régulatrices de la MyoII (RLC) et l’advection due à la contraction des moteurs sur le réseau de F-actine. Contrôle spatial sur le chiffre d'affaires MyoII établit 2 régimes stables des taux élevés et faibles dissociation résultant dans MyoII polarité. Pulsatilité est un comportement auto-organisé qui émerge à taux de dissociation intermédiaires permettant d'advection MyoII et les régulateurs en amont. Dans la deuxième partie de ma thèse, je l'ai montré que la protéine GPCR- GRsmog et la brume, et la voie G-protéines en aval permettent l'activation progressive des MyoII, établissant pulsatilité et de la stabilité pour produire des déformations de forme polarisées cours de la morphogenèse. / Forces required to power shape changes during tissue morphogenesis are generated by non-muscle MyosinII (MyoII) pulling filamentous actin. During my PhD, I investigated the role of MyoII regulation through the conserved Rho1-Rok pathway during Drosophila germband extension. The morphogenetic process is powered by cell intercalation involving shrinkage of junctions in the dorsal-ventral axis (‘vertical junctions’) followed by junction extension in the anterior-posterior axis. Advances in light microscopy revealed that the actomyosin networks exhibit pulsed contractions to power junction shrinkage, and alternate with steps of stabilization by MyoII enriched on vertical junctions (planar-polarity) to result in irreversible shape changes. Although described in many different contexts, the underlying mechanisms of this ratchet-like behavior remained unclear. Using genetic and biophysical tools, quantitative imaging and subtle perturbations, I identified 2 critical properties underlying MyoII dynamics- turnover governed by phospho-cycling of the MyoII Regulatory Light Chain, and advection due to contraction of the motors on actin networks. Spatial control over MyoII turnover establishes 2 stable regimes of high and low dissociation rates resulting in MyoII planar polarity. Pulsatility is a self-organized behavior that emerges at intermediate dissociation rates enabling advection of MyoII and upstream regulators. In the second part of my thesis, I showed that G protein coupled receptors- GRsmog and Mist, and the downstream G-protein pathway allow step-wise activation of MyoII, establishing pulsatility and stability, to drive polarized shape deformations during morphogenesis.

Dans la nature, les relations symbiotiques sont très répandues, et d’une importance écologique fondamentale. Les animaux sont apparus, ont évolué et vivent maintenant constamment associés avec une multitude de micro-organismes. Parmi les différents types de symbioses existantes, celles liant le microbiote et son hôte occupent une place centrale et équilibrée, basée sur des relations commensales ou mutualistes entre les partenaires. Ce microbiote est de plus en plus étudié, notamment en raison du rôle crucial qu’il joue dans la santé animale ainsi que dans le développement de pathologies. Dans cette effort de recherche, Drosophila melanogaster représente un modèle de choix, grâce à la facilité de générer et maintenir des lignées de mouches axéniques, ainsi que de les réassocier avec une communauté microbienne définie.L’association de la drosophile avec l’un des ses commensaux naturels, Lactobacillus plantarum, a permis de révéler l’effet promoteur de croissance de cette bactérie. En cas de carence nutritionnelle, des larves associées avec L. plantarum se développent beaucoup plus rapidement que leurs semblables axéniques. L’ajustement du développement en fonction des conditions environnementales est cependant crucial pour la formation d’un individu à la santé optimale, et dans ce cas les individus grandissent plus vite alors que les conditions nutritionnelles sont pauvres. Nous avons donc cherché à déterminer si ce qui semble être un avantage au stade larvaire pouvait se révéler délétère pour les stades suivants et avoir un effet néfaste sur les mouches adultes. Nous avons montré que L. plantarum est bénéfique pour D. melanogaster tout au long du cycle de vie de la mouche et permet l’émergence précoce d’adultes matures et fertiles sans impact négatif sur leur santé et leurs performances. De plus, dans certaines conditions, cette souche commensale entraîne une augmentation de la durée de vie de mâles nutritionnellement carencés.Des études plus larges analysant l’interaction de la drosophile avec plusieurs espèces bactériennes peuvent informer sur la dynamique d’un microbiote de mouche. En effet, au sein de la niche environnementale, les bactéries sont échangées entre l’animal et son substrat nutritif, et ces transferts réciproques pourraient altérer la composition de la communauté. Nous avons étudié cette question en utilisant un microbiote naturel, et avons observé un haut degré de similitude entre les bactéries associées avec les mouches et la composition de la communauté bactérienne de la nourriture, illustrant le caractère stable de l’association du microbiote de la drosophile avec la population de mouches au sien de la niche.Ces résultats illustrent le pouvoir du modèle drosophile pour l’étude des interactions entre les animaux et leur microbiote, qui permet de déchiffrer la dynamique des communautés de bactéries commensales ainsi que leur impact sur la physiologie animale. / In nature, symbiotic relationships are widespread, and of paramount ecological importance. Animals have appeared, evolved, and are now living constantly associated with a variety of microorganisms. In the spectrum of different symbioses types, the microbiota occupies a central and balanced part by establishing commensalistic or mutualistic relationships with its host. Over the last years, the microbiota has been extensively studied given the crucial role it plays in animal health and disease. In this research effort, Drosophila melanogaster represents a fruitful model, thanks to the ease to generate and maintain axenic flies, and the simplicity of re-associating them with a defined microbial community.The association of Drosophila with one of its natural commensals, Lactobacillus plantarum, revealed a growth-promoting effect mediated by this bacterial species. In case of nutrient scarcity, larvae associated with L. plantarum develop twice faster than the germ-free ones. However, adjusting development to environmental cues is key to organismal fitness, and yet here animals are growing fast even though the nutritional conditions are poor. We thus questioned whether what seems like an advantage could in turn be deleterious at later stages, and adversely impact adult fitness. We showed that L. plantarum is a true beneficial partner for D. melanogaster throughout the fly life cycle. Indeed, it allows the precocious emergence of mature and fertile adults without fitness drawbacks, and in certain conditions, this commensal can even increase the lifespan of nutritionally challenged males.Broader studies assessing the interaction of Drosophila with several bacterial species can inform about the dynamics of a fly microbiota. Indeed, in the environmental niche bacteria are transferred between the fly and its nutritive substrate, and these reciprocal transfers could alter the composition of the community. We addressed this question using a wild-derived microbial community and observed a high degree of similarity between the bacteria associated with the flies and the composition of the community in the diet, illustrating the stable association of the Drosophila microbiota with the fly population in the niche.Altogether these results emphasize the power of the Drosophila model in the study of the relationships between animals and their microbiota, which allows deciphering the dynamics of commensal bacterial communities and their impact on animal physiology.

La maladie d’Alzheimer (MA) est un trouble neurodégénératif qui se manifeste, entre autres, par une détérioration progressive de la mémoire. Le peptide amyloïde (Aβ), composant principal des plaques séniles retrouvées dans le cerveau des patients, a longtemps été considéré comme le principal responsable de ce dysfonctionnement mnésique. Néanmoins, les mécanismes moléculaires à l’origine du déclin de la mémoire restent à ce jour inconnus. Le peptide Aβ est produit par la protéolyse d’une protéine transmembranaire appelée Protéine Précurseur Amyloïde (APP). Il a été proposé qu’en plus de l’effet néfaste de l'accumulation d’Aβ, une perte de fonction d’APP puisse jouer un rôle dans le dysfonctionnement cognitif associé à la MA, en particulier au début de la maladie. La drosophile possède un orthologue d’APP, APP-like (APPL), soumis à deux voies de maturation similaires à celles d’APP. Le laboratoire a mis en évidence l’implication d’APPL chez la mouche adulte dans la mémoire olfactive associative (Goguel et al., 2011). Au cours de ma thèse, nous avons poursuivi deux objectifs : 1) identifier le ou les métabolites d’APPL impliqués dans la mise en place de la mémoire, et 2) analyser l’incidence de la surexpression de la voie amyloïdogénique chez le jeune adulte. Nous avons mis à jour deux types d’interaction fonctionnelle entre APPL et ses métabolites : une interaction positive entre les formes sécrétées et membranaires, qui pourrait sous-tendre la mise en place de la mémoire dans des conditions physiologiques, et une interaction négative entre APPL et dAβ, qui pourrait au contraire participer à l’aggravation des déficits mnésiques observés au cours de l’évolution de la MA. / Alzheimer's disease (AD) is a neurodegenerative disorder characterized by a progressive deterioration of memory. The amyloid peptide (Aβ), the principal component of senile plaques found in patients’ brains, has been considered as the main cause of memory dysfunction. However, the exact molecular mechanisms that underlie memory decline remain unknown. Aβ is produced by the proteolysis of a transmembrane protein named Amyloid Precursor Protein (APP). It has been suggested that in addition to the accumulation of Aβ, APP loss of function may play a crucial role in the cognitive dysfunction associated with AD, especially at the onset of the disease. Drosophila contains a single APP ortholog APP-like (APPL), that undergoes processing pathways similar to that of APP. We have previously highlighted in young flies the involvement of APPL in associative olfactory memory (Goguel et al., 2011). During my thesis, we sought firstly to identify which form of APPL, among its numerous metabolites, is critical for memory, and secondly, to analyze the effect of promoting the amyloidogenic pathway in the young adult brain. Our results suggest several types of functional interactions between APPL and its metabolites: a positive interaction between the full length membrane and the secreted form - which would underlie implementation of memory under physiological conditions - and a negative interaction between APPL and dAβ - which would rather participate to the progression of the memory decline observed during AD.

Les protéines SR, qui constituent une famille conservée de facteurs liant l'ARN, jouent un rôle majeur dans l'épissage des ARN et en particulier dans la régulation de l'épissage alternatif. Certaines protéines SR peuvent également participer à l'élongation de la transcription, l'export, la stabilité ou la traduction des ARNm. Ces différents rôles soulignent l'importance des protéines SR en tant que régulateurs clés du métabolisme des ARNm et de l'expression des gènes. Des altérations de leur quantité ou de leur activité peuvent induire des défauts développementaux ou des pathologies telles que des tumeurs. Afin de mieux comprendre les fonctions et les mécanismes de régulation des protéines SR in vivo, je me suis intéressée à la protéine SR B52 chez D. melanogaster. En réalisant un crible génétique, nous avons identifié des protéines capables de sauver les phénotypes induits par la surexpression de B52 in vivo. L'une de ces protéines est l'ADN Topoisomérase I (Topo I). La Topo I possède à la fois une activité topoisomérase impliquée dans la relaxation de l'ADN, et une activité kinase capable de phosphoryler les protéines SR. Nous avons montré que B52 est impliquée dans le recrutement de la Topo I aux sites actifs de transcription, en particulier lors de l'induction des gènes heat shock, et que ces protéines jouent un rôle dans la libération de l'ARN hsp70 de son site de transcription et dans l'extinction de sa transcription. Une autre protéine capable de sauver les phénotypes induits par la surexpression de B52 est Brain tumor, un répresseur post-transcriptionnel de l'expression de myc. Myc est un régulateur clé de la croissance chez la drosophile. Nos résultats révèlent un effet positif de B52 sur la croissance cellulaire dans certains tissus, et sur l'expression de dmyc. Nous montrons également que le niveau de B52 affecte l'épissage alternatif de plusieurs gènes impliqués dans la croissance, dont le coactivateur transcriptionnel Yorkie et le facteur d'initiation de la traduction eIF4E. Ainsi, nos travaux suggèrent que la protéine SR B52 pourrait coordonner un ensemble d'évènements d'épissage dans des voies de signalisation impliquées dans la croissance cellulaire. / SR proteins, which constitute a conserved family of RNA-binding factors, play a key role in RNA splicing and particularly in alternative splicing regulation. In addition, some SR proteins have been shown to participate in transcription elongation, mRNA export, mRNA stability and mRNA translation. These wide-ranging roles of SR proteins highlight their importance as pivotal regulators of mRNA metabolism and gene expression. Alteration of their expression level or activity can induce developmental defects or pathologies such as tumors. To better understand SR proteins functions and how they are regulated in vivo, I studied a major SR protein in Drosophila melanogaster called B52. Using a genetic screen, we identified proteins that can rescue the phenotypes induced by B52 overexpression. Among them is the DNA Topoisomerase I (Topo I). Topo I carries two enzymatic activities: a topoisomerase activity that can relax DNA supercoiling generated by transcription or replication, and a kinase activity which phosphorylates SR proteins. We showed that B52 is required for Topo I recruitment to active transcription sites, especially at the heat shock genes upon their induction, and that these proteins play a role in hsp70 mRNA release from its transcription site and in its transcription shutdown. Another protein that can rescue the phenotypes induced by B52 overexpression is Brain tumor, a post-transcriptional repressor of myc expression. Myc is a major regulator of cell growth in Drosophila. Our results reveal a positive effect of B52 on cell growth in some tissues, and on myc expression. We also show that B52 level can affect the alternative splicing of several genes involved in cell growth, especially that of the transcriptional coactivator Yorkie and the translation initiation factor eIF4E. Thus, our work suggests that the SR protein B52 could coordinate a range of splicing events in signalling pathways involved in cell growth.

Les éléments transposables sont des composants majeurs de la plupart des génomes, et leur impact sur l’évolution des génomes est maintenant bien documenté. Cependant, la manière par laquelle ils participent au transcriptome n’est pas encore clairement établie. En utilisant le génome séquencé de Drosophila melanogaster et les bibliothèques d’EST, nous avons déterminé les insertions d’éléments transposables qui sont transcrites sans équivoque, ainsi que leur localisation dans le génome séquencé de D.melanogaster. Nous montrons que la plupart des familles d’éléments transposables sont transcrites, et nous identifions spécifiquement 69 insertions d’éléments transposables exprimés, dont la moitié réside dans des gènes, la plupart dans des introns et des régions régulatrices 5’UTR. / Transposable elements (TEs) are major components of most genomes, and their impact on genome evolution is now well documented. However, the way they affect the transcriptome is still not clearly established. Using the sequenced genome of Drosophila melanogaster and EST libraries (“Expressed Sequence Tag”, large tags (~500bp) corresponding to subsequences of a transcribed cDNA sequences), we describe here the TE insertions that are unequivocally transcribed, and we have determined their location in the sequenced genome of Drosophila melanogaster. We show that most TE families are transcribed, and we have specifically identified 69 expressed TE insertions, half of which are located inside genes, mostly within introns and 5′UTRs regulatory regions.

Chez les animaux et en particulier les insectes, l’alimentation comprend une phase d’examen sensoriel qui précède l’ingestion, afin notamment d’éviter d’ingérer des substances toxiques. Cette détection fait intervenir des cellules spécialisées dans la détection de telles molécules, cellules qui sont généralement qualifiées de sensibles aux goûts « amers ». A l’aide d’observations électrophysiologiques et comportementales, nous avons abordé comment un insecte modèle, la drosophile, était capable de détecter des substances potentiellement toxiques mélangées à des sucres à l’aide de ses neurones gustatifs. Dans une première partie, nous avons étudié la détection de la L-canavanine, qui est un acide aminé non protéique. Cette molécule est toxique pour l’homme comme pour les animaux car elle est confondue par le métabolisme avec un acide aminé, la L-arginine, et intégrée à sa place dans les protéines. En utilisant des constructions génétiques et en particulier le système UAS-Gal4, nous avons montré que la Lcanavanine est détectée par des cellules gustatives qui expriment une protéine réceptrice GR66a, qui est impliquée dans la détection de nombreuses substances amères. Nous avons également montré que, contrairement à la caféine, la détection de L-canavanine nécessite des protéines Gαo fonctionnelles. Nous avons ensuite étudié les interactions sucré-amer. Dans un premier travail, nous avons montré que l’addition de Lcanavanine une solution sucrée n’altérait pas la détection des sucres, contrairement à la strychnine qui peut complètement supprimer la détection du sucre dans les cellules gustatives. Grâce à des ablations spécifiques des cellules détectant l’amer, nous avons pu montrer que cette inhibition était une propriété intrinsèque des cellules sensibles aux. sucres. Les cellules sensibles aux sucres auraient donc des sites récepteurs non identifiés, sensibles à certains ligands amers. Nous avons également abordé des interactions inverses, à savoir l’inhibition de la détection de substances amères par des sucres, en confrontant 4 substances amères (denatonium, berberine, caféine, umbelliferone) à 12 sucres. Les observations que nous avons réalisées montrent que certains sucres exercent un effet inhibiteur sur la détection des molécules amères testées. En utilisant des outils génétiques permettant l’ablation des cellules sensibles aux sucres, nous avons montré que cette inhibition est une propriété intrinsèque des cellules sensibles à l’amer. Cependant, cet effet inhibiteur est loin d’être aussi efficace que l’inhibition des substances amères sur la détection des sucres. Dans une dernière partie, nous avons évalué la modulation de la détection gustative à l’aide d’analogues d’une neuro-hormone, la leucokinine, connue pour ses effets sur la diurèse. Lorsqu’elle est mélangée à une solution sucrée, ces analogues inhibent la détection des sucres par les sensilles gustatives, à la fois chez le moustique Aedes aegypti et chez la drosophile. La détection de substances « amères » par les cellules gustatives de drosophiles implique donc deux voies de codage : l’une, spécifique, concerne des cellules dédiées à la détection des substances amères ; l’autre, moins spécifique, affecte les cellules dédiées à la détection des sucres. De manière réciproque, ces cellules dédiées à la détection des molécules sont affectées par la présence de ligands sucrés. Le codage des informations gustatives à la périphérie est donc un phénomène plus complexe qui nécessite d’étudier plus précisément la détection de composés en mélanges. / In most animals including insects, ingestion is preceded by a close examination of the food, for example in order to detect the presence of potentially noxious chemicals. This detection involves specialized gustatory cells, which are generally described as sensitive to “bitter” tastes. Using electrophysiology and behavioral observations, we studied how a model insect, Drosophila melanogaster, can detect potentially toxic substances (described here as “bitter”) when mixed with sugar molecules, with their gustatory neurons. In a first part, we studied how L-canavanine is detected. Lcanavanine is a pseudo amino acid, which is confounded with L-arginine by the metabolism. Proteins which include Lcanavanine are non-functional and this compound is toxic for animals including insects. Using genetic constructions based on the UAS-Gal4 expression system, we showed that Lcanavanine is detected by gustatory cells expressing a receptor protein, GR66a, which is specific to most cells capable of detecting bitter substances. We also showed that, contrary to caffeine, the detection of L-canavanine requires functional Gαo proteins. Then, we studied some aspects of the detection of mixtures of sweet and bitter molecules. In a first approach, we contributed to establish that L-canavanine does not impact sugar detection, while other chemicals like strychnine completely inhibit sugar detection. By using the UAS-Gal4 system to ablate bitter-sensitive cells, we could demonstrate that such inhibition is a specific property of sugar- sensitive cells. These cells should have thus receptors for bitter substances which have not been identified yet. We also examined the reverse interaction, which is a possible role of sweet molecules to inhibit the detection of bitter substances. We examined the detection of denatonium, berberine, caffeine and umbelliferone in the presence of 12 different sugars, using behavioral and electrophysiology observations. By using genetic construction to ablate sugar-sensitive cells, we found that the sugar inhibitory action is not due to the presence of sugar-sensitive cells. It should be noted, however that in our experimental conditions, this inhibitory action is less efficient than the inhibition of bitter upon sugar detection. In a last part, we examined the modulation of gustatory perception by analogs of leucokinine, which is a neuropeptide involved in the diuresis of insects. We show that these analogs, when mixed with sugars in solution, can inhibit sugar detection by gustatory sensilla, both in Aedes aegypti mosquitoes and in Drosophila. The detection of bitter molecules by gustatory neurons in Drosophila thus involves two main coding channels: one is specific, and involves gustatory cells dedicated to the detection of bitter molecules; the second one, less specific, is affecting cells which are dedicated to the detection of sugar molecules. Gustatory coding is thus a more complex phenomenon than previously thought on the basis of examining responses to single molecules, thus urging to study the responses of gustatory receptors to more complex and natural mixtures.