Les protéines de la famille TET catalysent l'oxydation des 5-méthylcytosines (5mC) en 5-hydroxyméthylcytosines (5hmC) et jouent ainsi un rôle dans la régulation épigénétique de la transcription et dans le processus de déméthylation de l'ADN. Les interactions entre la méthylation de l'ADN et les autres marques épigénétiques sont encore mal connues.Des mutations inactivatrices du gène TET2 ont été décrites dans les hémopathies myéloïdes et lymphoïdes et l'inactivation conditionnelle (cKO) de ce gène évaluée chez la souris a permis d'identifier de multiples anomalies de l'hématopoïèse, ainsi que le développement tardif d'hémopathies myéloïdes. Cette latence importante suggère la nécessité d'évènements oncogéniques coopératifs pour la transformation hématopoïétique. Chez l'Homme, les mutations de TET2 sont observées en association avec de nombreuses autres mutations, et en particulier avec des mutations du gène DNMT3A impliqué dans la méthylation de novo des cytosines de l'ADN, et avec des mutations du gène EZH2 responsable de methylation de la lysine 27 de l'histone H3. Nous avons testé fonctionnellement ces associations en utilisant des modèles murins.L'utilisation d'un modèle de transplantation de moelle osseuse nous a permis d'identifier une coopération de l'inactivation de Tet2 et du mutant DNMT3AR882H dans la transformation des lignées myéloïdes et lymphoïde T, correspondant aux hémopathies humaines porteuses de ces mutations. Dans la transformation lymphoïde, nos données indiquent que la dérégulation de la méthylation entraine une surexpression du gène NOTCH1 et de l'activité de la voie de signalisation correspondante.L'analyse de souris invalidées de manière conditionnelle pour Tet2 et Ezh2 a montré que les souris correspondantes meurent d'aplasie médullaire, dont l'origine est imputée à la disparition de cellules souches hématopoïétiques capables de reconstituer l'hématopoïèse à long terme (LT-HSC). Ezh2 et Tet2 ont donc des rôles primordiaux dans le maintien de l'autorenouvellement des cellules souches hématopoïétiques, dont les mécanismes moléculaires, génétiques et épigénétiques restent à définir. / TET family proteins catalyzing the conversion of 5-methylcytosines (5mC) into 5-hydroxymethylcytosines (5hmC) are crucial for epigenetic regulation of transcription and for DNA demethylation. Interactions between DNA methylation and other epigenetic marks are not fully understood.TET2 inactivating mutations have been identified in both myeloid and lymphoid malignancies. The conditional inactivation (cKO) of this gene in mice highlights pleiotropic hematopoietic abnormalities as well as myeloid transformation at late stages. This latency suggest cooperativity between Tet2 and other oncogenic events during transformation. Human TET2 mutations are frequently found associated with other mutations, and more particularly with mutations in DNMT3A, involved in de novo methylation of cytosines and with mutations in EZH2, responsible for lysine 27 of histone H3 methylation. We decided to functionally assess these mutation associations in mice.Bone marrow transplantation of Tet2 inactivated and DNMT3AR882H mutated cells allowed us to identify myeloid and T-cell transformations, corresponding to human hematological disorders harboring these mutations. Our results on T-cell transformations clearly demonstrate that the deregulation of methylation leads to NOTCH1 overexpression and activation of the corresponding signaling pathway.Analyses of Tet2 and Ezh2 inactivated mice show that these Ezh2 Tet2 mice succumb to bone marrow exhaustion, attributed to long term hematopoietic stem cells (LT-HSC) disappearance. Ezh2 and Tet2 show major roles in LT-HSC maintenance whose molecular, genetic and epigenetic mechanism remains to be investigated.

Orientador: Ricardo Velludo Gomes de Soutello / Resumo: O objetivo do trabalho foi caracterizar um rebanho de 72 novilhas ½ Angus x ½ Nelore, identificando os animais resistentes, resilientes esuscetíveis a endo e ectoparasitas, correlacionando a metilação global do DNA desses animais e o grau de parasitismo, que foi avaliado a partir da contagem de ovos por grama de fezes (OPG), moscas-dos-chifres e carrapatos. Essas contagens foram submetidas a análise de variância (ANOVA) para agrupamento em resistentes, resilientes e suscetíveis pelo teste Scott-Knott (p<0,05) noprograma SISVAR e agrupamento hierárquico no programa GENEs. O conteúdo de metilação foi analisado a partir do DNA extraído do sangue das novilhas, por meio dekit de metilação, e a quantificação feita por leitora de microplacas. Os valores absolutos médios de absorbância dos três grupos foram submetidos à ANOVA e análises pelo Tukey (p<0,05). Observou-se 36,11% de animais resistentes, 52,78% resilientese 11,11% suscetíveisa infecção por helmintos gastrintestinais, com contagens de 86, 392 e 1087 OPG, e 0,238, 0,225 e 0,197 do DNA metilado, respectivamente. Para a infestação por carrapatos, 26,39% dos animais foram classificados como resistentes, 59,72% resilientes e 13,98% suscetíveis, com contagensde 3, 8 e 19 carrapatos e 0,295, 0,216 e 0,151 do DNA metilado, respectivamente. E para a infestação por mosca-dos-chifres observou-se 54,17% de novilhas resistentes e 45,83% suscetíveis, com contagensde 17 e 32 moscas e 0,245 e 0,205 do DNA metilado, respectivamente. Na cla... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of the work was to characterize a herd of 72 heifers ½ Angus x ½ Nellore, identifying the resistant, resilient and susceptible animals to endo and ectoparasites, correlating the overall DNA methylation of these animals and the degree of parasitism, which was evaluated from the egg count per gram of feces, horn flies and ticks.These counts were submitted to analysis of variance ANOVA for grouping in resistant, resilient and susceptible by the Scott-Knott test (p <0.05) in SISVAR and hierarchical grouping in the GENEs program. The methylation content was analyzed from the DNA extracted from the blood of the heifers, using a methylation kit and quantification by a microplate reader. The mean absolute values of absorbance of the three groups were submitted to ANOVA and analysis by Tukey (p <0.05). There were 36.11% of resistant animals, 52.78% resilient and 11.11% susceptible to gastrointestinal helminth infection, with counts of 86, 392 and 1087 OPG, and 0.238, 0.225 and 0.197 of methylated DNA, respectively. For tick infestation, 26.39% of the animals were classified as resistant, 59.72% resilient and 13.98% susceptible, with counts of 3, 8 and 19 ticks and 0.295, 0.216 and 0.151 of methylated DNA, respectively. And for the horn fly infestation, 54.17% of resistant and 45.83% susceptible heifers were observed, with counts of 17 and 32 flies and 0.245 and 0.205 of methylated DNA, respectively. In the second classification, 33.33% of the animals were classified as r... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

L’histone variante H2A.Z, histone de la famille H2A est enrichie dans certaines régions non transcrites de la chromatine, telles que la chromatine péricentromérique, centromérique et télomérique. Elle existe sous la forme de deux isoformes, H2A.Z-1 et H2A.Z-2, qui diffèrent par seulement 3 acides aminés et sont codés par deux gènes distincts, H2afz et H2afv. L’histone H2A.Z apparait impliquée dans divers évènements cellulaires tels que la transcription, la réparation de l’ADN ainsi que la prolifération et la différenciation cellulaire. La fonction de H2A.Z a été, jusqu’ici, analysée surtout grâce à la culture cellulaire in-vitro. Peu d’informations sont disponibles concernant le rôle de H2A.Z in-vivo dans différents organes, reflétant le manque de modèles animaux permettant l’invalidation génique de H2A.Z. Nous avons créé un modèle de souris transgénique permettant de réaliser in-vivo le double knock-out conditionnel (KI/cKO) des gènes H2afz et H2afv de manière tissu-spécifique dans les kératinocytes de la peau. Ce modèle d’étude in-vivo est unique car le seul à ce jour permettant d’éliminer complètement l’expression de H2A.Z. L’histone variante est physiologiquement présente dans toutes les cellules wild-type. Si les deux gènes codant pour H2A.Z sont délétés, la concentration de l’histone diminue au fur et à mesure des mitoses successives et finit par disparaître.L’épiderme en constante prolifération (tissu mitotique) mais aussi en constante différenciation (tissu post-mitotique), ainsi que le follicule pileux où ces deux processus intervenent de manière cyclique lors de la formation du poil, constituent un excellent modèle afin de disséquer le rôle spécifique de H2A.Z dans les processus de prolifération et de différenciation.L’induction par le tamoxifène du transgène K14CreERT2 invalidant les gènes H2A.Z (H2afz et H2afv) dans les kératinocytes, a tout d’abord été réalisée chez la souris adulte âgée de 6-8 mois. Elle entraine progressivement la perte totale de l’histone variante H2A.Z dans les cellules d’amplification transitoire (TA) qui se multiplient activement : au niveau du follicule pileux en phase de croissance (anagène) et au niveau des cellules situées de place en place au niveau de l’assise basale de l’épiderme. Le blocage en phase G2/M de ces cellules, perturbe l’homéostasie de la peau et appelle en retour une migration des cellules souches du follicule pileux vers l’épiderme, entrainant un épaississement de l’épiderme et une alopécie dans la région ventrale thoracique.Lors de la mise en place de la peau embryonnaire la délétion des deux gènes H2afz et H2afv, par l’induction du transgène K14CreERT2 suite à l’injection de tamoxifène ou l’utilisation du transgène K5Cre dont l’activité est constitutive, entraine la perte progressive de l’histone H2A.Z dans toutes les cellules épidermiques et les cellules des bourgeons pileux, qui toutes ont un fort indice de prolifération. La perte de H2A.Z entrainant le blocage des cellules en phase G2/M, ces cellules se différencient et s’accumulent dans la couche cornée.En conclusion, les différents phénotypes développés après le knock-out de H2A.Z dans les kératinocytes chez l’adulte ainsi qu’au cours de l’embryogénèse de la peau, nous ont permis de montrer l’implication de H2A.Z dans la progression de la mitose, et par la même directement son implication dans la régulation de l’homéostasie de l’épiderme. / Histone variant H2A.Z replaces the canonical histone H2A and is particularly enriched at non-transcribed chromatin regions as pericentromeric, centromeric and telomeric. Histone variant H2A.Z exists in two isoforms H2A.Z-1 and H2A.Z-2 coded by 2 distinct genes, H2afz and H2afv, that differ only by 3 amino acids. H2A.Z seems to be involved in several cellular events as transcription, DNA repair as well as proliferation and cellular differentiation. The function of H2A.Z has been, until now, mostly studied by the in-vitro cell culture. Few data are available concerning the role of H2A.Z in-vivo, regarding different organs, reflecting the lack of animal models to follow the genetic invalidation of H2A.Z. Histone variant H2A.Z is present in wild-type cells and when the 2 genes coding for H2A.Z are deleted, its concentration decreases progressively with succeeding mitosis until it disappeared.We have created a new and unique transgenic mouse model enabling to achieve, in-vivo, a double conditional knock-out of H2afz and H2afv genes, in a specific tissue, the skin epidermis. Constantly proliferating (mitotic tissue) and differentiating (post-mitotic tissue), the epidermis and hair follicles are excellent models to address the role of H2A.Z in cell proliferation and differentiation.In adult 6-8 months mice, the induction of the transgene K14CreERT2 by tamoxifen invalidates H2A.Z genes (H2afz and H2afv) and leads to the progressive loss of H2A.Z in transient amplifying cells (TA) that actively proliferate: in growing hair follicles (anagen) and in epidermal basal layer. The blocking of cells in G2/M phase, affects skin homeostasis calling in return the migration of stem cells from the hair follicle and epidermis, resulting in further epidermis thickening and alopecia of ventral thoracic regions.During skin embryogenesis, the deletion of both H2A.Z genes, activating K14CreERT2 transgene by tamoxifen or by using the constitutively activated K5Cre transgene, leads to a progressive loss of histone variant H2A.Z in all epidermal cells and hair bud cells, which both have a high proliferation index. The loss of H2A.Z results in cell block in G2/M phase, leads to cell differentiation and finally a build-up of dead skin cells in corneum layer.To conclude skin phenotypes obtained H2A.Z knock-out in the adult or during skin embryogenesis, show that H2A.Z plays an essential role in mitosis and appears directly involved in the regulation of epidermis homeostasis.

L’organisation nucléaire de la chromatine n’est pas aléatoire. Sa structure est parfaitement contrôlée, suivant un modèle hiérarchique avec différents niveaux d’organisation et de compaction. A large échelle, chaque chromosome occupe son propre espace au sein du noyau. A plus fine résolution, un chromosome est subdivisé en compartiments actifs ou répressifs, caractérisés par un état de la chromatine plus ou moins compact. A l’échelle du méga-base, cette organisation hiérarchique peut encore être divisée en domaines topologiques (ou TADs), jusqu’à la caractérisation de boucle d’ADN facilitant les interactions entre promoteurs et régions régulatrices. Très brièvement, et bien que les méchanismes exactes restent à déterminer, il a récemment été démontré que l’organisation spatiale de la chromatine dans une cellule normale joue un rôle primordial dans la régulation et l’expression des gènes. L’organisation en domaines topologiques implique la présence de complexes protéiques insulateurs tel que CTCF/cohésine. Ces facteurs jouent un rôle de barrière en restreignant et favorisant les interactions entre éléments régulateurs et gènes à l’intérieur d’un domaine, tout en limitant les interactions entre domaines. De cette façon, deux régions appartenant au même domaine topologique pourront fréquemment interagir, alors que deux régions appartenant à des domaines distincts auront une très faible probabilité d’interaction. Dans la cellule cancéreuse, l’implication de l’épigénome et de l’organisation spatiale de la chromatine dans la progression tumorale reste à ce jour largement inexplorée. Certaines études récentes ont toutefois démontré qu’une altération de la conformation de l’ADN pouvait être associée à l’activation de certains oncogènes. Même si les mécanismes exacts ne sont pas encore connus, cela démontre que l’organisation de la chromatine est un facteur important de la tumorigenèse, permettant, dans certains cas, d’expliquer les méchanismes moléculaires à l’origine de la dérégulation de certains gènes. Parmi les cas rapportés, une alération des régions insulatrices (ou frontières) entre domaines topologiques permettrait à des régions normalement éloignées spatialement de se retrouver en contact, favorisant ainsi l’activation de certains gènes. Une caractérisation systématique de la conformation spatiale des génomes cancéreux pourrait donc permettre d’améliorer nos connaissances de la biologie des cancers. Les techniques haut-débit d’analyse de la conformation de la chromatine sont actuellement largement utilisées pour caractériser les interactions physiques entre régions du génome. Brièvement, ces techniques consistent à fixer, digérer, puis liguer ensemble deux régions du génome spatialement proches. Les fragments d’ADN chimériques ainsi générés peuvent alors être séquencés par leurs extrémités, afin de quantifier le nombre de fois où ces régions ont été trouvées en contact. Parmi les différentes variantes de ces techniques, le Hi-C associé à un séquençage profond permet l’exploration systématique de ces interactions à l’échelle du génome, offrant ainsi une vue détaillée de l’organisation tri-dimensionnelle de la chromatine d’une population cellulaire. / The chromatin is not randomly arranged into the nucleus. Instead, the nuclear organization is tightly controlled following different organization levels. Recent studies have explored how the genome is organized to ensure proper gene regulation within a constrained nuclear space. However, the impact of the epigenome, and in particular the three-dimensional topology of chromatin and its implication in cancer progression remain largely unexplored. As an example, recent studies have started to demonstrate that defects in the folding of the genome can be associated with oncogenes activation. Although the exact mechanisms are not yet fully understood, it demonstrates that the chromatin organization is an important factor of tumorigenesis, and that a systematic exploration of the three-dimensional cancer genomes could improve our knowledge of cancer biology in a near future. High-throughput chromosome conformation capture methods are now widely used to map chromatin interaction within regions of interest or across the genome. The Hi-C technique empowered by next generation sequencing was designed to explore intra and inter-chromosomal contacts at the whole genome scale and therefore offers detailed insights into the spatial arrangement of complete genomes. The aim of this project was to develop computational methods and tools, that can extract relevant information from Hi-C data, and in particular, in a cancer specific context. The presented work is divided in three parts. First, as many sequencing applications, the Hi-C technique generates a huge amount of data. Managing these data requires optimized bioinformatics workflows able to process them in reasonable time and space. To answer this need, we developped HiC-Pro, an optimized and flexible pipeline to process Hi-C data from raw sequencing reads to normalized contact maps. HiC-Pro maps reads, detects valid ligation products, generates and normalizes intra- and inter-chromosomal contact maps. In addition, HiC-Pro is compatible with all current Hi-C-based protocols.

Orientador: José Fernando Garcia / Banca: Marcos Vinicius Gualberto Barbosa da Silva / Banca: Gisele Zoccal Mingoti / Banca: Guilherme de Paula Nogueira / Banca: Fabiano Antonio Cadioli / Resumo: RESUMO - Uma das questões mais interessantes que poderiam ser elucidadas empregando a análise de metilação em todo o genoma é como ela afeta a regulação da temperatura corporal em animais domésticos. A resposta a esta questão torna-se imperativa, particularmente no caso de bovinos de leite e corte, uma vez que as raças modernas mais populares descendem de ancestral comum, que derivou em duas subespécies (Bos taurus e Bos indicus) as quais respondem aos estímulos ambientais de formas opostas (raças de zonas temperadas ou adaptadas a regiões tropicais, respectivamente). Mapas de metilação do DNA genômico foram originados usando a técnica de RRBS à partir de células nucleadas do sangue de um grupo de bovinos Angus e Nelore puros, expostos ao estresse ambiental condicionado pelo calor. Os dados de metilação distribuídos ao longo dos cromossomos bovinos puderam ser representados graficamente, enfatizando padrão altamente homogêneo entre as amostras analisadas e a robustez do método. A cobertura de sequenciamento empregada foi suficientemente profunda (em todos os casos superior a 20 vezes o tamanho do genoma), permitindo concluir sobre a ocorrência de eventos de metilação do DNA possivelmente associados a alterações fisiológicas causadas pelo estresse térmico. A análise da metilação do DNA revelou 4.662 janelas metiladas diferencialmente (cada uma com 1.000 pares de bases), sendo a maioria (2.695) relacionada a diferenças entre as raças e não diretamente à resposta ao estresse tér... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: ABSTRACT - One of the most interesting questions that could be solved using genome-wide methylation analysis is how it affects the regulation of body temperature in domestic animals. The answer to this question becomes imperative, particularly in the case of dairy and beef cattle, since modern breeds more frequently descended from a common ancestor, derived in two subspecies (Bos taurus and Bos indicus), which respond to environmental stimuli of different forms (breeds of temperate zones and adapted to tropical regions, respectively). Genomic maps were originated using RRBS DNA methylation data from nucleated blood cells of a group of pure Angus and Nelore cattle exposed to environmental heat strees. Methylation data distributed along the bovine chromosomes could be represented graphically, emphasizing a highly homogeneous pattern between the analyzed samples and the robustness of the method. The sequencing coverage used was sufficiently deep (in all cases higher than 20 times the genome size) leading to the identification of DNA methylation events possibly associated with physiological changes caused by heat stress. The DNA methylation analysis showed a total of 4,662 differentially methylated windows (each with 1,000 base pairs), most of them (2,695) related to differences between breeds and not to the response to heat stress. Analysis of the 214 common windows (comprising 103 genes) revealed epigenetic signals related to the heat stress response and recovery, which were ma... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

De nombreux champignons peuvent présenter des instabilités phénotypiques. Chez le champignon filamenteux modèle Podospora anserina, la dégénérescence cellulaire épigénétique Crippled Growth (CG) se caractérise par un ralentissement de la croissance, une pigmentation altérée, un défaut de production de fructifications et d’hyphes aériens. CG est dû à un élément C, infectieux et cytoplasmique, produit durant la phase stationnaire. Deux types de mutants ont été isolés au laboratoire : les mutants IDC, incapables de présenter CG, et les mutants PDC développant plus fréquemment CG. Les premiers ont été particulièrement étudiés et ont permis d’identifier plusieurs acteurs impliqués dans CG : la voie MAPK PaMpk1 et son auto-activation est au coeur du système, la voie MAPK PaMpk2, le complexe NADPH oxydase Nox1 et d’autres petites protéines participent aussi à la régulation de CG en activant la voie PaMpk1. Les travaux présentés ici caractérisent pour la première fois deux mutants PDC : les mutants PDC2205 et PDC2209. PDC2205 est affecté dans le gène PDC1 et code pour une protéine, PDC1, conservée chez les ascomycètes. Cette protéine module CG en inhibant la voie PaMpk1. L’étude du mutant PDC2209, quant à elle, a permis d’identifier un cluster très particulier nommé cluster 2209. Ce dernier code d’une part pour les constituants de la boucle d’activation de PaMpk1, et d’autre part pour des répresseurs de cette boucle. Ces deux types d’éléments, activateurs et répresseurs, semblent s’organiser en au moins deux systèmes toxine/antitoxine. Par ailleurs, ce cluster s’est conservé chez les Sordariales et les Chaetosphaeriales, même s’il présente une histoire évolutive très particulière, subissant de nombreux réarrangements. Ce cluster est donc très important mais sa fonction reste inconnue. / Many fungi display epigenetic instability. In Podospora anserina, the epigenetic cell degeneration “Crippled Growth” (CG) is characterized by slow growth, alteration of pigmentation and inability to differentiate fructifications and aerial hyphae. CG is due to a cytoplasmic and infectious element called C produced during stationary phase. Two types of CG mutants were isolated: IDC mutants impaired in the development of CG and PDC mutants promoting the development of CG. The former have been well studied and all mutants are affected in the MAPK1 pathway, the MAPK2 pathway, the Nox1 NADPH oxidase complex, or in small cysteine-containing proteins probably involved in signal transduction. Here, we present for the first time an analysis of two PDC mutants, the PDC2205 and the PDC2209 strains. PDC2205 is mutated in the PDC1 gene and encodes the PDC1 protein which is conserved in most Ascomycota. This protein regulates CG by inhibiting the PaMpk1 pathway. As for the mutant PDC2209, its analysis has allowed to identify the cluster 2209. This cluster encodes the component of the activation loop of the PaMpk1 and the repressors of the loop. These two types of elements, activators and repressors, seem to be organized in two toxin/antitoxin systems. Besides, this cluster is conserved in the Sordariales and the Chaetosphaeriales with a very specific evolutionary story. So, this cluster is very important, but its function is still unknown.

Le complexe de remodelage de la chromatine NuRD, composé des sous-unités catalytiques CHD3 et CHD4, est un régulateur épigénétique de l’expression génique. Nos résultats montrent que NuRD s’associe avec les facteurs de transcription essentiels du mélanome que sont MITF et SOX10. Cependant, malgré une association physique et une co-localisation génomique, CHD4/NuRD ne semble pas agir comme un cofacteur important pour MITF ou SOX10. Néanmoins, la répression de CHD4 conduit à un ralentissement de la prolifération et déréprime l’expression des enzymes PADI1 et PADI3 dans les cellules de mélanome ainsi que dans de nombreux types de cellules cancéreuses. Ainsi, l’induction de ces enzymes, responsables de la conversion des arginines en citrullines, entraîne la citrullination spécifique de PKM2, une enzyme glycolytique essentielle, diminuant ainsi sa sensibilité aux inhibiteurs allostériques, et donc altérant l’équilibre physiologique entre activateurs et inhibiteurs de l’enzyme. L’ensemble de ce travail de thèse a permis de mettre en évidence une nouvelle voie reliant, d’une part la régulation épigénétique de l’expression de PADI1 et PADI3 par CHD4/NuRD ainsi que la reprogrammation de la régulation allostérique de PKM2 via la citrullination d’arginines, au flux glycolytique et au contrôle de la prolifération des cellules cancéreuses d’autre part. / The Nucleosome Remodelling and Deacetylation (NuRD) complex is an epigenetic regulator of gene expression that includes two mutually exclusive ATPase subunits CHD3 and CHD4. Our results show that NuRD associates with essential melanoma cell transcription factors namely MITF and SOX10. However, despite their physical association and genomic co-localization, CHD4-NuRD does not appear to act as a cofactor for MITF or SOX10 regulated gene expression. Nevertheless, CHD4 silencing leads to a slow growth phenotype and de-represses the expression of PADI1 (Protein Arginine DeIminase 1) and PADI3, two enzymes involved in converting arginines to citrullines in melanoma and multiple types of cancer cells. Increased expression of PADI1 and PADI3 enhances citrullination of arginines within the key glycolytic regulatory enzyme PKM2 then promoting excessive glycolysis, lowering ATP levels and slowing down proliferation. PKM2 citrullination lowers its sensitivity to allosteric inhibitors thus shifting equilibrium towards allosteric activators thereby bypassing the normal physiological regulation of glycolysis. Overall, our results lead to describe a novel pathway linking, epigenetic regulation of PADI1 and PADI3 expression by CHD4/NuRD and reprogramming of PKM2 allosteric regulation through arginines citrullination, to glycolytic flux and cancer cell proliferation.

Les éléments transposables (ET) sont des éléments génétiques ubiquitaires et potentiellement mobiles dans les génomes eucaryotes. Les génomes hôtes ont développé des mécanismes épigénétiques pour contrôler et prévenir la prolifération des ET. Néanmoins, certains ET semblent capables de s’activer en réponses à des stress ou à des facteurs développementaux. Les méthodes disponibles pour détecter l’activité transpositionnelle d’un ET sont souvent limitées au stade transcriptionnel ou sont adaptées à des génomes de petite taille. Relativement peu d’ET sont actuellement connus pour être actifs et les mécanismes spécifiques qui les contrôlent ne sont pas clairement identifiés.Durant mes travaux de thèse, nous avons développé une stratégie de séquençage à haut débit qui permet la détection d’ADN extrachromosomique circulaire (ADNecc) témoignant notamment de l’activité des ET et de la stabilité d’un génome. Ainsi nous avons pu caractériser chez plusieurs espèces le mobilome, défini comme l’ensemble des ADNecc présents dans un tissu.La technique du mobilome-seq s’est avérée être un outil puissant pour la détection des ET actifs notamment chez le riz asiatique Oryza sativa. Notre analyse du mobilome a permis l’identification d’un rétrotransposon PopRice actif dans l’albumen (tissu nourricier du grain) chez différentes variétés de riz. Pour la première fois chez les plantes, nous avons également détecté des insertions somatiques d’ET par re-séquençage de génome entier. À partir de nos résultats, nous avons combiné nos données mobilomiques avec une analyse GWAS pour proposer des pistes afin d’identifier de nouveaux mécanismes de régulation de cet élément.En parallèle, nous avons appliqué la technique du mobilome-seq à différents organismes animaux et végétaux révélant ainsi des spécificités de mobilome propre à chaque espèce. Nos travaux en collaboration avec d’autres équipes ont notamment contribué à préciser le rôle de l’ARN polymérase II dans le contrôle des ET chez O. sativa et à mettre en évidence le lien entre la présence d’ADNecc viral et la réponse immunitaire chez Drosophila melanogaster.Mes travaux de thèse ouvrent des perspectives pour l’étude du mobilome, ce répertoire génomique encore largement inexploré et qui se révèle être à la fois une source d’information au niveau des mouvements des ET mais aussi de la stabilité des génomes. L’étude future des mobilomes promet d’apporter des réponses sur notre compréhension de la dynamique des génomes. / Transposable elements (TEs) are mobile genetic elements that constitute a major part of eukaryotic genomes. Host genomes have developed epigenetic mechanisms to control and prevent their proliferation. While efficiently silenced by the epigenetic machinery, they can be reactivated upon stress or at precise developmental stages. However, available methods to detect TE activity are often limited to transcriptional level or more adapted to small genomes. Today, only few TEs are known to be active and specific mechanisms controlling TEs are not well defined. 
To address this question during my phD, we developed a strategy of high throughput sequencing that detects extrachromosomal circular DNA (eccDNA) forms which reflect TE activity and genome stability. We characterised mobilomes from different organisms defined as all eccDNA in a cell. 
Our mobilome-seq technique successfully identified active TEs especially in asian rice Oryza sativa. We identified an active retrotransposon PopRice in endosperm tissue from different rice varieties. Interestingly and for the first time in plants, we detected somatic insertions from genome- wide resequencing. We combined our mobilome-seq results with a GWAS analysis to propose new PopRice regulation mechanisms. 
 In a second step, we applied our mobilome seq technique to different animal and plant organisms showing mobilome specificities from each species. Our work in collaboration with different labs help contributed to define role of RNA polymerase II in the control of TEs in O. sativa and have revealed a link between presence of eccDNA from virus and immune response in Drosophila melanogaster. 
Altogether, our mobilome-sequencing method opens the possibility to explore unexplored genomic compartment. Future mobilome analysis represents new possibilities to improve our understanding of dynamics of genomes.

Charles University in Prague Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Pharmacology & Toxicology Student: Zuzana Faustová Supervisor: Prof. Doutor Jorge Miguel de Ascenção Oliveira PharmDr. Lukáš Červený, Ph.D. Title of diploma thesis: The impact of SIRT1 inhibition on zebrafish morphology and behavior After discovery of connection between yeast Silent Information Regulator 2 (Sir2) and its ability to alter lifespan, Sir2 and its seven mammalian orthologs became very attractive therapeutic target. These so called sirtuins are members of a histone deacetylase family. They possess unique catalytic activity having nicotinamide adenine dinucleotide as a cofactor and their function can be influenced by environmental factors. The aim of this diploma thesis was to extend knowledge of Sirtuin 1 (SIRT1), which is from all mammalian sirtuins considered to have the closest relation to yeast Sir2. At first we tested the impact of SIRT1 inhibition on early developmental stages of zebrafish (Danio rerio) embryos and larvae, finding out that SIRT1 is important for normal development and SIRT1 inhibition or malfunction result in cardiovascular defects, delayed development, and death. Additionally, we tried to learn more about SIRT1 and its connection with Parkinson's disease by combining nontoxic doses...

To establish efficient expression of their genes, retroviruses integrate proviral copies into the genomes of the cells they have infected. Epigenetic events, however, silence expression of the integrated proviruses. This silencing protects host cells from harmful viral spread, but also creates a reservoir of latent proviruses that subsequently hinders the cure of retroviral (e.g., HIV-1) infections. Furthermore, the silencing of retrovirus-derived integrative vectors complicates their application in transgenesis and gene therapy. The goal of this thesis is to describe the interaction between retroviral expression and host (epi)genomic environment at the site of proviral integration. To pursue the goal, we sought to define the (epi)genomic environment of the proviruses, which expression is not affected by the epigenetic silencing. Diverse retroviral vectors derived from avian sarcoma and leukosis virus (ASLV), murine leukemia virus (MLV), and human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) were used as model retroviral systems, and expression stability of the vectors in human cell lines was examined. In order to identify the features unique to integration sites of the active proviruses, we sorted the cells positive for the proviral expression, identified their proviral integration sites, and compared them to...