Les divisions asymétriques permettent l’apparition de deux cellules filles différentes via la ségrégation polarisée de déterminants cellulaires pendant la division. La polarisation de la cellule mère est essentielle au bon déroulement des divisions asymétriques. Les précurseurs des organes sensoriels externes de la Drosophile (SOP) se divisent asymétriquement dans le plan de l’épithélium du thorax. La polarisation planaire des SOP dépend de la localisation asymétrique du complexe PAR (Baz-Par6-aPKC). Néanmoins, ces protéines sont aussi impliquées dans le maintient de la polarité apico-basale de l’épithélium. Les mécanismes régulant le remodelage de la polarité épithéliale, permettant la polarisation planaire du complexe PAR sont inconnus.Au cours de ma Thèse, j’ai développé une méthode d’analyse quantitative de la polarisation des protéines PAR au cours du temps. Je montre que Baz, Par6 et aPKC se sont asymétriques avant la mitose, et que cette polarisation dépend de la PCP (Planar Cell Polarity). J’ai également identifié Expanded (ex) et p120/catenin (p120ctn), dont l’expression est réduite dans les SOP, respectivement comme régulateurs de Crumbs et de la dynamique des jonctions. Leur inhibition promeut le remodelage de la polarité épithéliale et la polarisation des SOP.Un modèle de polarisation de la SOP est proposé, où l’inhibition spécifique d’ex et de p120ctn libère Par6-aPKC et Baz, permettant la formation du complexe PAR. Ce dernier interprète la PCP et devient asymétrique. Ainsi, ce travail relie la spécification de la SOP et sa division asymétrique, et propose un modèle général pour l’étude des divisions asymétriques dans les épithéliums. / During development, cell fate diversity can be generated by asymmetric cell division. As fate asymmetry can result from the unequal segregation at mitosis of cell fate determinants, polarization of the mother cell is essential for this process. The epithelial Sensory Organ Precursor cells (SOPs) divide asymmetrically within the plane of the notum epithelium in Drosophila. Planar polarization of mitotic SOPs critically depends on the asymmetric distribution of the PAR polarity complex. Nevertheless, PAR proteins are also involved in the maintenance of epithelial apico-basal polarity. When and how this epithelial polarity is remodelled to allow planar polarization of the PAR complex is unknown. During my thesis, I developed a quantitative live-imaging approach to monitor polarization of the PAR proteins. I showed that the three members of the PAR complex (Bazooka (Baz), Par6 and atypical Protein Kinase C (aPKC)) become planar polarized prior to mitosis and identified Planar Cell Polarity (PCP) as the initial symmetry breaking input. Expanded (Ex) and p120/catenin (p120ctn) were identified as SOP-specific regulators of Crumbs and AJ dynamics, respectively, that negatively regulate planar polarization in SOPs. This work led to a model whereby decreasing levels of Ex and p120ctn in SOPs increases free Par6-aPKC and Baz to promote the formation and polarization of the Baz-Par6-aPKC complex. Thus, this study links fate determination to asymmetric cell division and provides a general framework to understand how epithelial cells can divide asymmetrically despite having junctions.

Epithelial tissues are composed of a sheet of adherent cells and are present in all metazoans. Their broad function is to compartmentalize tissues and enable the regulated exchange of nutrients and waste between the internal and external environments. To accomplish this function, cells require a specific organization: an apico-basal polarity that provides directionality and intercellular adhesion mediated by adherens junctions that hold cells together. How the epithelia architecture is initiated and maintained remains to be fully elucidated. Adherens junctions and the polarity proteins are functionally linked, as a loss of the main component of AJs: E-cadherin leads to a loss of apico-basal polarity, while disturbing apico-basal polarity results in a re-localization of E-Cadherin. Therefore is challenging to study either pathway in isolation.During my thesis I explored the role of Crumbs, a polarity protein, in the regulation of E-Cadherin in both AJ maturation and maintenance. During maturation of AJs in Drosophila embryo, I demonstrated for the first time by using quantitative high-resolution microscopy PALM that Crumbs regulates E-Cadherin clusters size and their homogenous distribution along the junction. In conclusion, my thesis work provides the first dissection of polarity proteins in E-Cadherin regulation apart from polarity pathways. / Epithelial tissues are composed of a sheet of adherent cells and are present in all metazoans. Their broad function is to compartmentalize tissues and enable the regulated exchange of nutrients and waste between the internal and external environments. To accomplish this function, cells require a specific organization: an apico-basal polarity that provides directionality and intercellular adhesion mediated by adherens junctions that hold cells together. How the epithelia architecture is initiated and maintained remains to be fully elucidated. Adherens junctions and the polarity proteins are functionally linked, as a loss of the main component of AJs: E-cadherin leads to a loss of apico-basal polarity, while disturbing apico-basal polarity results in a re-localization of E-Cadherin. Therefore is challenging to study either pathway in isolation.During my thesis I explored the role of Crumbs, a polarity protein, in the regulation of E-Cadherin in both AJ maturation and maintenance. During maturation of AJs in Drosophila embryo, I demonstrated for the first time by using quantitative high-resolution microscopy PALM that Crumbs regulates E-Cadherin clusters size and their homogenous distribution along the junction. In conclusion, my thesis work provides the first dissection of polarity proteins in E-Cadherin regulation apart from polarity pathways.

Les ARNms des cellules eucaryotes sont liés à des protéines de liaison aux ARNs (RBPs) et empaquetés au sein d’assemblages macro-moléculaires appelés granules RNP. Dans les cellules neuronales, les granules RNP de transport sont impliqués dans le transport d’ARNms spécifiques jusqu’aux axones et dendrites, ainsi que dans leur traduction locale en réponse à des signaux externes. Bien que peu de choses soient connues sur l’assemblage et la régulation de ces granules in vivo, des résultats récents ont indiqué que la présence de domaines de type prion (PLDs) dans les RBPs facilite les interactions protéines-protéines et protéines-ARN, favorisant ainsi la condensation de complexes solubles en granules RNP. La RBP conservée Imp est un composant central de granules RNP qui sont transportés dans les axones lors du remodelage neuronal chez la drosophile. De plus, la fonction de Imp est nécessaire au remodelage des axones lors de la maturation du système nerveux de drosophile. Une analyse de la séquence de la protéine Imp a révélé qu’en plus de quatre domaines de liaison aux ARNs, Imp contient un domaine C-terminal désordonné enrichi en Glutamines et Serines, deux propriétés caractéristiques des domaines PLDs. Lors de ma thèse, j’ai étudié la fonction de ce PLD dans le contexte de l’assemblage et du transport des granules RNP. J’ai observé en culture de cellules que les granules Imp s’assemblent en absence de PLD, bien que leur nombre et leur taille soient augmentés. Des protéines présentant une séquence PLD mélangée, au contraire, s’accumulent dans des granules au nombre et à la taille normale, indiquant que l’état désordonné de ce domaine, et non sa séquence primaire, est essentiel à l’homéostasie des granules. De plus, des expériences de FRAP réalisées en culture de cellule et in vivo ont révélé que le domaine PLD de Imp favorise la dynamique des granules. In vivo, ce domaine est nécessaire et suffisant à l’accumulation axonale de Imp. Comme montré par une analyse en temps réel, l’absence de domaine PLD aboutit également à une diminution du nombre de granules axonaux motiles. Fonctionnellement, le domaine PLD de Imp est essentiel au remodelage neuronal car des protéines sans ce domaine ne sont pas capables de supprimer les défauts de repousse axonale observés après inactivation de imp. Enfin, la génération d’un variant de Imp dans lequel le domaine PLD a été déplacé en N-terminus a montré que les fonctions du PLD dans le transport des granules et dans leur assemblage sont découplées, et que la modulation des propriétés des granules Imp médiée par le domaine PLD n’est pas nécessaire au remodelage neuronal in vivo. En conclusion, mes résultats ont montré que le domaine PLD de Imp n’est pas nécessaire à l’assemblage des granules RNP Imp, mais régule leur nombre et leur dynamique. De plus, mon travail a mis en évidence une fonction inattendue pour un domaine PLD dans le transport axonal et le remodelage des neurones lors de la maturation du système nerveux. / Eukaryotic mRNAs are bound by RNA Binding Proteins (RBP) and packaged into diverse range of macromolecular assemblies named RNP granules. In neurons, transport RNP granules are implicated in the transport of specific mRNAs to axons or dendrites, and in their local translation in response to external cues. Although little is known about the assembly and regulation of these granules in vivo, growing evidence indicates that the presence of Prion Like domains (PLD) within RBPs favours multivalent protein–protein and protein-RNA interactions, promoting the transition of soluble complexes into RNP granules. The conserved RBP Imp is as a core component of RNP granules that are actively transported to axons upon neuronal remodelling in Drosophila. Furthermore, Imp function was shown to be required for axonal remodelling during Drosophila nervous system maturation. Analyses of the domain architecture of the Imp protein revealed that, in addition to four RNA binding domains (RBD), Imp contains a Cterminal domain showing a striking enrichment in Glutamines and Serines, which is one of the characteristics of a PLD. During my PhD, I explored the function of the PLD in the context of granule assembly and transport. In cultured cells, I observed that Imp granules assembled in the absence of the PLD, however their number and size were increased. Proteins with scrambled PLD sequence accumulated in granules of normal size and number, implying that the degree of disorder of this domain, and not its sequence, is essential for granule homeostasis. Moreover, FRAP experiments, performed on cultured cells and in vivo, revealed that Imp PLD is important to maintain the turnover of these granules. In vivo, this domain is both necessary and sufficient for efficient transport of Imp granules to axons. These defects are associated with a reduction on the number of motile granules in axons. Furthermore, mutant forms lacking the PLD do not rescue the axon remodelling defects observed upon imp loss of function. Finally, a swapping experiment in which I moved Imp PLD from the C-terminus to the N-terminus of the protein revealed that the functions of Imp PLD in granule transport and homeostasis are uncoupled, and that PLD-dependent modulation of Imp granule properties is dispensable in vivo. Together, my results show that Imp PLD of is not required for the assembly of RNP granules, but rather regulates granule number and dynamics. Furthermore, my work uncovered an unexpected in vivo function for a PLD in axonal transport and remodelling during nervous system maturation.

La formation et la consolidation de souvenirs est l’une des caractéristiques fondamentales du cerveau, responsable de l’apprentissage et de comportements cognitifs élevés. Malgré son importance, ce processus n’est pas entièrement compris à ce jour et fait l’objet de nombreux travaux de de recherche, allant de l’analyse de l’activité des synapses individuelles à la reconstruction de cartes de connectivité du cerveau. Dans ce travail, nous proposons une approche intégrée pour mesurer in vivo l’activité de chaque neurone du corps pédonculé (Mushroom body, MB) de la Drosophila melanogaster dans une procédure entièrement automatisée. Il s’agit d’imager en 3D et dans le temps le MB dans sa totalité par microscopie confocale et d’opérer un suivi temporel de la position de chaque neurone afin de relever leur niveau individuel d’activité. En utilisant cette approche, nous avons découvert que pendant la formation de la mémoire à long terme, de nouveaux neurones sont recrutés au sein du corps pédonculés, tandis que l’intensité de la réponse des neurones individuels reste inchangée. Au delà de l’apport méthodologique qui permet à présent de quantifier automatiquement l’activité d’un grand nombre de neurones, ce travail a contribué à une meilleure compréhension de la formation de la mémoire à long terme. / Formation and consolidation of new memories is one of the fundamental characteristics of the brain, responsible for learning and high cognitive behavior. While important, the process isn’t fully understood to the present day and is the subject of various studies, spanning from the activity analysis of individual synapses to the reconstruction of brain connectivity maps. In this work, we propose a bold approach, on which we aim to measure in vivo the activity of every single neuron from the whole Mushroom body (MB) of the Drosophila melanogaster, in a fully automated procedure. After a 3D image acquisition over time of the MB by means of confocal microscopy, an automated detection and tracking of the neurons is performed. The whole process takes place while the fly is awake and subjected to different odor stimulations, so that it is possible to associate the activity patterns at the single cell level to the stimulus that is being received. By comparing the response patterns from flies that were trained and flies that were not trained to associate an odor with an electric shock we identified changes in neuronal activity, providing information on how memory is formed. Beyond the methodological innovation that brought the possibility to track the activity of a large set of single neurons, this work contributed to the current understanding of long term memory formation.

Le métabolisme des acides gras (AG) est crucial dans le maintien de l’homéostasie. Son implication dans des processus tels que la signalisation, le stockage énergétique, l’isolation thermique, la régulation du comportement ne révèle qu’une fraction de la complexité et de la variabilité des rôles dans lesquels il peut être associé. En outre, ce métabolisme est dérégulé dans de nombreuses pathologies, diabète, obésité, cancers,... C’est pourquoi les enzymes de ce métabolisme constituent des cibles attractives pour développer de nouveaux traitements. Cependant les conséquences de ces dérégulations sur l’organisme sain sont encore mal connues, surtout à l’échelle de chaque organe.L’objectif de ma thèse était d’évaluer comment le métabolisme des AGs participe à la régulation de l’homéostasie au sein d’un organisme entier. Pour cela, j’ai utilisé les possibilités génétiques du modèle drosophile dont le métabolisme est comparable à celui des mammifères. J’ai ainsi montré que la synthèse d’AGs contribue à neutraliser les effets toxiques du sucre alimentaire. Ce processus se fait en coopération avec la voie de la détoxification du méthylglyoxal qui permet de prévenir la formation de composés issus de la glycation non enzymatique. J’ai aussi contribué à montrer que les précurseurs des hydrocarbures et phéromones ont une origine flexible, qui dépend du maintien de l’homéostasie et qui peut perturber les interactions entre individus. Je suis actuellement en train d’étudier la sensibilité à l’inhibition de la synthèse d’AG de différents modèles de croissance dérégulée. Enfin, dans un travail préliminaire, j’ai montré que le métabolisme des AGs est essentiel dans le tube digestif, possiblement en perturbant l’homéostasie hydrique de la larve.L’ensemble de ces résultats aidera à mieux cerner l’importance du métabolisme des AGs dans le maintien de l’homéostasie d’un organisme sain et dans des processus dérégulés. / Fatty acid (FA) metabolism is crucial in maintaining homeostasis, but also in a numerous of processes including signaling, energy storage, protection to temperature loss, regulation of behavior... In addition, FA metabolism is deregulated in several pathologies including diabetes, obesity, and cancers... Therefore, the enzymes that catalyze the reactions of the FA metabolic pathways constitute attractive targets to develop novel therapies. However the consequences of these deregulations in healthy organism are still poorly known, in particular at the level of each organ.The aim of my PhD was to estimate how FA metabolism participates in the regulation of homeostasis within a whole body organism. To address these issues, I used the genetic possibilities of the Drosophila model, whose metabolism is similar to that of mammals.I showed that FA synthesis contributes to neutralize the toxic effects of dietary sugar. This process operates in cooperation with the methylglyoxal detoxification pathway, which prevents the formation of compounds resulting from the non-enzymatic glycation. I also contributed to a project showing that the precursors of hydrocarbons and pheromones have a flexible origin, which depends on lipid homeostasis and may affect sexual recognition between individuals. Currently, I’m studying the consequences of FA synthesis inhibition in various deregulated growth models. Finally, in a preliminary work, I showed that the FA metabolism is essential in the digestive tract, possibly by disrupting water homeostasis in larvae. Taken together, these results will help to characterize the importance of FA metabolism in healthy organism as well as in deregulated processes.

La plasticité phénotypique est la capacité d’un génotype donné à produire différents phénotypes en réponse à différents environnements tels que la température, la nutrition ou encore la présence de prédateurs. Ce phénomène permet aux individus de s’adapter à des environnements fluctuants. Il peut également faciliter l’évolution en élargissant la gamme de phénotypes produits par un génotype. Comme modèle de plasticité phénotypique, nous étudions la pigmentation abdominale chez les femelles Drosophila melanogaster. En effet, ce caractère est sensible à la température : les femelles drosophiles sont plus pigmentées lorsqu’elles se développent à basse température, particulièrement dans les segments abdominaux postérieurs. Les études précédentes du laboratoire ont montré que le gène tan (t), codant une enzyme de pigmentation, est beaucoup plus fortement exprimé à 18°C qu'à 29°C. Par ailleurs, ce gène joue un rôle essentiel dans la plasticité phénotypique de la pigmentation abdominale des femelles Drosophila melanogaster. Au cours de ma thèse, je me suis intéressée à la caractérisation du réseau de gènes impliqué dans la régulation de l’expression de t dans l’épiderme abdominal des femelles Drosophila melanogaster. J'ai également cherché à identifier, dans ce réseau, les acteurs pouvant médier l'effet de la température sur l'expression de t. A l'aide d'une approche gène candidat, j'ai montré que les facteurs de transcription Bric-à-Brac (Bab) et Abdominal-B (Abd-B) intervenaient dans la plasticité phénotypique de la pigmentation abdominale en régulant notamment t. De plus, j'ai réalisé un crible génétique ciblant 573 gènes codant des facteurs de transcription et des régulateurs de la chromatine afin d'identifier de nouveaux régulateurs de t. A l'issue de ce crible, j'ai obtenu une liste de 27 gènes impliqués dans cette régulation. J'ai ensuite commencé la caractérisation fonctionnelle de deux de ces candidats : forkhead box subgroup O (foxo) codant un facteur de transcription impliqué dans la voie de réponse à l'insuline et little imaginal discs (lid) codant une histone déméthylase. / Phenotypic plasticity is the ability of a given genotype to produce different phenotypes in response to different environmental factors such as temperature, nutrition or presence of predators. This phenomenon allows the adaptation of individuals to their fluctuating environments. It can also facilitate evolution, as it broadens the range of phenotypes produced by a given genotype. As a model of phenotypic plasticity, we study the abdominal pigmentation in Drosophila melanogaster females. Indeed, this trait is temperature-sensitive: drosophila females are darker when they develop at lower temperatures particularly in the posterior segments. In the laboratory, it has been previously shown, that tan (t), a gene encoding a pigmentation enzyme, is more expressed at 18°C than at 29°C. Moreover, this gene plays an essential role in the phenotypic plasticity of abdominal pigmentation in Drosophila melanogaster females. During my thesis, I aimed to characterize the gene regulatory network involved in t regulation in the abdominal epidermis of Drosophila melanogaster females. I also tried to identify, in this network, the actors mediating the effect of temperature on t expression. Using a candidate gene approach, I showed that the transcription factors Bric-à-brac (Bab) and Abdominal-B (Abd-B) are involved in the phenotypic plasticity of abdominal pigmentation by regulating t. Furthermore, I performed a genetic screen targeting 573 genes encoding transcription factors and chromatin regulators to identify new regulators of t. At the end of this screen, I obtained a list of 27 genes involved in this regulation. I then started the functional characterization of two of these candidates: forkhead box subgroup O (foxo) encoding a transcription factor involved in the insulin response pathway and little imaginal discs (lid) encoding a histone demethylase.

Le développement larvaire de Leptopilina boulardi (guêpe endoparasitoïde) a lieu dans la larve de Drosophile hôte, principalement D. melanogaster. La réponse immunitaire de l’hôte est l’encapsulement, formation d’une capsule mélanisée formée de couches d’hémocytes spécialisés, les lamellocytes, autour de l’œuf du parasitoïde. Le succès de L. boulardi repose sur l’injection de venin qui bloque l’action des lamellocytes. Ce venin, contient des composants protéiques et des vésicules originales baptisées vénosomes. J’ai montré que deux facteurs de virulence (VFs), LbGAP et LbGAP2, s’intègrent aux vénosomes lors de leur assemblage qui semble se faire de façon extracellulaire dans le canal reliant la glande à venin au réservoir. La microinjection de vénosomes purifiés comme celle du venin inhibe l’encapsulement. Les vénosomes marqués par fluorescence et les VFs co-immunolocalisent dans les lamellocytes de l’hôte après injection, leur internalisation passe par une endocytose flotilline/raft-domaine dépendante. Le taux d’internalisation diffère fortement entre les espèces hôtes de Drosophile testées (D. melanogaster>D. simulans>D. yakuba>D. suzukii) et il est corrélé au taux de réussite parasitaire, suggérant l’existence d’un récepteur spécifique sur les lamellocytes de D. melanogaster. Grâce à la souche mutante HopTum-l qui produit des lamellocytes constitutivement, j’ai séparé ces cellules et entrepris l’analyse protéomique de leur membrane pour identifier des récepteurs candidats. Mes résultats démontrent que les vénosomes sont des véhicules de transport interespèces impliqués dans la virulence parasitaire et qu’ils représentent un nouveau niveau de spécificité d’hôte. / Endoparasitoid wasps, such as Leptopilina boulardi (Figitidae), develop inside Drosophila host larvae, mainly D. melanogaster. Egg oviposition normally results in a capsule formation by specialized haemocytes, the lamellocytes, associated with a melanization reaction. The parasitic success of L. boulardi relies on injection with the egg of venom that blocks the action of lamellocytes. This venom, synthesized at the level of a specialized gland and stored in a reservoir, contains protein components and original vesicles (venosomes). I have shown that two described virulence factors, LbGAP and LbGAP2 (VFs), are embedded in venosomes during their assembly which seems to occur extracellularly in the duct connecting the venom gland to the reservoir. Microinjection of purified venosomes protects the egg from encapsulation like venom injection. Fluorescently labelled venosomes and VFs co-immunolocalize in lamellocytes after injection and their internalization involves a flotillin/raft-domain-dependent endocytosis. The venosomes internalization rate differs significantly between the Drosophila host species tested (D. melanogaster>D. simulans>D. yakuba>D. suzukii) and is correlated with the parasite success rate, suggesting the existence of specific receptor on lamellocytes of D. melanogaster. Using the HopTum-1 mutant that constitutively produces lamellocytes, I have purified these cells and performed proteomic analysis of their membrane to identify candidate receptors. My results demonstrate that venosomes are interspecies transport vehicles involved in parasite virulence that represent a new level of host specificity.

La distorsion de ségrégation méiotique est une entorse à la loi de ségrégation équilibrée des allèles via les gamètes. Les gènes ou éléments génétiques causaux (distorteurs de ségrégation) empêchent, chez les hétérozygotes, la production de gamètes qui ne les contiennent pas. Ils peuvent ainsi se répandre dans les populations même s’ils sont délétères pour les individus porteurs.Parce qu'ils induisent un biais du sexe ratio, les distorteurs liés au sexe et s'exprimant dans le sexe hétérogamétique sont générateurs de conflits intragénomiques, caractérisés par l'évolution de suppresseurs qui tendent à rétablir l'équilibre des sexes. Ce processus peut conduire à l’émergence de nouvelles espèces, à l’évolution du comportement reproducteur ou du déterminisme du sexe.Dans l'espèce Drosophila simulans, des distorteurs liés au chromosome X, perturbent la ségrégation du chromosome Y lors de la méiose mâle. La descendance des mâles porteurs est alors très majoritairement femelle. Un de ces éléments distorteurs, le gène HP1D2, code une protéine qui se lie au chromosome Y avant la méiose. La distorsion est le fait d'allèles dysfonctionnels de HP1D2 (qui ont un faible niveau de transcrits testiculaires et/ou ont une délétion du domaine d’interaction protéine-protéine). Dans les populations naturelles envahies par les distorteurs, ceux-ci se trouvent neutralisés par des suppresseurs autosomaux et des chromosomes Y résistants.Le premier volet de ma thèse a été consacré au déterminisme génétique de la suppression autosomale. Par cartographie de QTL, utilisant des lignées recombinantes consanguines, j'ai révélé la complexité de ce déterminisme : 5 QTLs avec de nombreuses relation d’épistasie.Le deuxième volet est consacré au chromosome Y, qui présente, d’importante variations phénotypiques pour la résistance aux distorteurs. Nous avons étudié ses variations moléculaires et structurales et la dynamique des Y résistants dans les populations naturelles. Le séquençage de différents chromosomes Y, résistants ou sensibles, a permis de retracer l’histoire évolutive du chromosome Y en relation avec celle des distorteurs.Le dernier volet est une étude cytologique pour comparer le comportement des formes sauvages et distortrices de la protéine HP1D2 dans les spermatogonies.Dans l’ensemble ces travaux apportent un éclairage sur les bases génétiques et moléculaires du système Paris et sur son évolution. / Meiotic drive is an infringement of the law of allele segregation into the gametes. In heterozygote individuals, the causal genes or genetic elements (meiotic drivers), prevent the production of gamete which does not contain it. Thus, they can spread through populations even if they are deleterious for the carriers.Because they induce sex-ratio bias, sex-linked drivers that are expressed in the heterogametic sex, are an important source of genetic conflict, characterized by the evolution of suppressor which tends to restore a balanced sex ratio. This process can lead to the emergence of new species, evolution of reproductive behavior or sex determination.In Drosophila simulans, X-linked meiotic drivers disturb the segregation of the Y chromosome during male meiosis. The progeny of carrier male is mainly composed of females. One of the drivers is the HP1D2 gene, which encodes a protein that binds to the heterochromatic Y chromosome. The distortion is due to dysfunctional alleles of HP1D2 (low level of expression and/or a deletion of its protein-protein interaction domain). In natural populations where the drivers have spread, they are neutralized by autosomal suppressors and resistant Y chromosomes.The first part of my thesis was focus on the genetic determinism of autosomal suppression. I performed a QTL mapping using recombinant inbreed lines which highlighted the complexity of the genetic determinism of suppression: 5 QTLs and multiple epistatic interaction.The second part is about the Y chromosome, which show important phenotypic variation in the resistance of Y chromosomes to the driver. We studied its molecular and structural variation and the dynamic of resistant Y chromosomes in natural population. The sequencing of different Y chromosomes, sensitive and resistant, allowed us to retrace the evolutionary history of the Y chromosome related to the one of the driver.The last part is a cytological study to compare the localization of the functional and the driver form of HP1D2 in spermatogonia.Generally, results presented here give a better insight regarding the genetic bases and the evolution of the multiple actors of the Paris sex ratio system.

Mad1 est une protéine clé du point de contrôle du fuseau en mitose. Associée à Mad2,elle est recrutée aux kinétochores non-attachés où elle y catalyse la production du complexe inhibiteur d’anaphase. La protéine Mad1 a longtemps été décrite comme étant un simple récepteur de Mad2 aux kinétochores. Certaines études laissaient toutefois entrevoir des rôles additionnels de cette protéine en mitose comme en interphase.Afin d’explorer ces fonctions additionnelles de Mad1, j’ai étudié le phénotype mitotique associé à une déplétion de la protéine par ARN interférence dans des lignées cellulaires S2 de drosophile. J’ai également analysé des mutations et délétions du domaine N-terminal de Mad1, celui-ci présentant certaines particularités de structures primaires et secondaires tels que des sites de phosphorylation, un putatif NLS et des hélices amphipathiques. J’ai ainsi montré que le recrutement de Mad1 aux kinétochores en mitose nécessitait la phosphorylation de son domaine N-terminal. Mes analyses cytologiques ont de plus permis de déterminer que le NLS, situé dans ce même domaine N-terminal, est non seulement fonctionnel mais également essentiel à la localisation de Mad1 à l’enveloppe nucléaire et dans le nucléoplasme en interphase.J’ai finalement étudié une protéine Mad1 déplétée de son domaine N-terminal (Mad1Δ71) en spermatocytes de drosophile. Notre laboratoire a récemment montré que dans ces cellules, la protéine Mad1 fait partie d’un territoire nucléaire associé à la chromatine, appelé MINT (Mad1 containing Intranuclear Territory). Ce nouveau territoire, comportant au moins quatre autres protéines (Mad2, Mtor/Tpr, Ulp1 et Raf2), est impliqué dans la régulation de la conformation de la chromatine. Mes analyses ont révélé que la protéine Mad1 Δ71 se localisait anormalement dans le noyau, restant accolée à l’enveloppe nucléaire, et entraînait avec elle l’ensemble de ses partenaires. Ceci suggère que Mad1 est essentielle à l’organisation de ces protéines dans le nucléoplasme, mais également qu’elle pilote la mise en place du territoire MINT. / Mad1 is a key component of the spindle assembly checkpoint in mitosis. Recruitedwith Mad2 to unattached kinetochores, they catalyze the formation of the anaphase inhibitor.Mad1 has long been described as a simple receptor for Mad2 at kinetochores. However,studies are pointing toward additional roles of this protein in mitosis as well as in interphase. To explore these additional functions of Mad1, I studied the mitotic phenotypeassociated with a depletion of the protein by RNA interference in Drosophia S2 cell lines. Ialso analyzed mutations and deletions of the N-terminal domain of Mad1, this one havinginteresting features in its primary and secondary structures, namely phosphorylation sites, aputative NLS and amphipathic helices. I have shown that Mad1 recruitment to kinetochore inmitosis depends on phosphorylations of its N-terminal domain. Moreover, my cytologicalanalyses allowed me to determine that the N-terminal NLS was not only functional but alsoessential for the localization of Mad1 into the nucleus in interphase. Finally, I studied a Mad1 mutant depleted for its N-terminal region (Mad1 Δ71) indrosophila spermatocytes. Our laboratory recently showed that in these cells, Mad1 is part ofa nuclear territory associated with chromatin, named MINT (Mad1 containg IntranuclearTerritory). This new territory, composed of at least four other proteins (Mad2, Mtor/Tpr,Ulp1, Raf2), is involved in chromatin conformation regulation. My studies revealed that inthese cells, Mad1 Δ71 is abnormally localized in the nucleus, staying closed to the nuclearenvelope, and carry with it all its partners. This suggests that Mad1 is essential for the nuclearorganization of these proteins, but also that it pilots the establishment of the MINT territory.

Les cellules cancéreuses sont sujettes à des défauts de reformation de l'enveloppe nucléaire (EN) après la mitose. BAF est l'une des premières protéines recrutées sur les chromosomes pour initier la reformation de l’EN. Chez l'humain, le recrutement de BAF nécessite sa déphosphorylation par la phosphatase PP2A et Ankle2, une protéine du réticulum endoplasmique (RE) interagissant avec PP2A. Cependant, les fonctions d’Ankle2 dans la reformation de l’EN ne sont pas complètement comprises. Pour les étudier, notre laboratoire utilise la drosophile comme organisme modèle. On ne sait pas si Ankle2 de drosophile fonctionne dans le NER. Nous avons constaté qu’Ankle2 est nécessaire au recrutement de BAF pour le réassemblage du noyau après la mitose chez la drosophile. Pour mieux comprendre son fonctionnement, nous avons identifié des protéines avec lesquelles BAF interagit : PP2A, Vap33 (une protéine du RE) et certaines Kinases Dépendantes des Cyclines (CDK). Nous avons cartographié les régions d’Ankle2 impliquées dans ces interactions protéiques grâce à une analyse mutationnelle, des co-purifications par affinité et des pulldowns GST. Nous avons ensuite généré des mutants d’Ankle2 spécifiquement déficients pour des interactions et testé leur capacité à sauver la prolifération et la reformation de l’EN dans des cellules où Ankle2 endogène est déplété. Nos résultats indiquent que l'interaction entre Ankle2 et PP2A est essentielle pour sa fonction dans la reformation de l’EN. Une analyse biochimique suggère qu’Ankle2 fonctionne comme une sous-unité régulatrice de PP2A. En utilisant une approche phosphoprotéomique, nous avons confirmé que la déphosphorylation de BAF dépend d’Ankle2 et nous avons aussi identifié de nouveaux substrats potentiels du complexe PP2A-Ankle2. Nous concluons que le complexe PP2A-Ankle2 est nécessaire à la déphosphorylation de BAF et à son recrutement pour le réassemblage du noyau. Les expériences en cours permettront de déterminer les exigences d'autres interactions d’Ankle2 pour ses fonctions dans la reformation de l’EN. La suite de ces travaux impliquera l’étude de la régulation de nouveaux substrats de PP2A-Ankle2 impliqués dans ce processus. Une reformation de l’EN défectueuse peut provoquer une 4 micronucléation, ce qui peut déclencher une réponse immunitaire innée. La perturbation de la reformation de l’EN dans les cellules cancéreuses pourrait donc être bénéfique dans le contexte de l’immunothérapie. / Cancer cells are prone to defects in Nuclear Envelope Reformation (NER) after mitosis. BAF is one of the first proteins recruited on chromosomes to initiate NER. In humans, BAF recruitment requires its dephosphorylation by PP2A and Ankle2, a PP2A-interacting protein of the endoplasmic reticulum (ER). However, the functions of Ankle2 in NER are incompletely understood. Our lab uses Drosophila as a model system. Whether Drosophila Ankle2 functions in NER is unknown. We found that Ankle2 is required for BAF recruitment to reassembling nuclei in Drosophila. To better understand how it functions, we identified its interactors, which include PP2A, Vap33 (an ER protein) and Cyclin-Dependent Kinases (CDKs). We mapped the regions of Ankle2 involved in these protein-protein interactions through a mutational analysis, affinity co-purifications and GST pulldowns. We then generated mutant forms of Ankle2 defective in individual interactions and tested their ability to rescue proliferation and NER in cells depleted from endogenous Ankle2. Our results indicate that the interaction of Ankle2 with PP2A is essential for its function in NER. A biochemical analysis suggests that Ankle2 functions as a regulatory subunit of PP2A. Using a phosphoproteomic approach, we confirmed that BAF dephosphorylation depends on Ankle2 and also identified novel candidate substrates of the PP2A-Ankle2 complex. We conclude that PP2A-Ankle2 complex is required for BAF dephosphorylation and recruitment to reassembling nuclei. Ongoing experiments will determine the requirements of other interactions of Ankle2 for its functions in NER. Future work will explore the regulation of novel PP2A-Ankle2 substrates in this process. Defective NER can cause micronucleation, which can elicit an innate immune response. Disrupting NER in cancer cells could be beneficial in the context of immunotherapy.