Titre de l'écran-titre (visionné le 18 janvier 2024) / Les troubles neurologiques, tels que la douleur neuropathique, l'épilepsie ou la maladie d'Alzheimer, sont souvent associés à des déséquilibres de l'homéostasie des ions de chlorure. Pour étudier de façon quantitative et simultanée ce phénomène dans un grand nombre de cellules, il est crucial de développer des stratégies alliant des indicateurs génétiquement encodés bien caractérisés et des outils d'analyses quantitatifs. SuperClomeleon est un indicateur génétiquement encodé d'ions de chlorure fluorescent basé sur le transfert d'énergie par résonance de Förster (FRET) entre un fluorophore donneur (cerulean) et un fluorophore accepteur (YFP). Le FRET entre les deux fluorophores dépend de leur distance et de leur orientation dipolaire. Dans ce projet, nous avons utilisé quelques stratégies inspirées de celle présentée par Murakoshi et al. pour tenter d'améliorer l'efficacité FRET du SuperClomeleon ou modifier les propriétés photophysiques de l'accepteur. L'efficacité FRET a été mesurée à l'aide de deux méthodesdifférentes, (1) soit via un rapport entre l'intensité de la lumière émise dans la zone spectrale de la fluorescence de l'accepteur sur celle de la fluorescence du donneur, (2) soit via la microscopie d'imagerie de temps de vie de la fluorescence (FLIM) du donneur. Dans les deux cas, un microscope à balayage d'un laser multiphotonique femtoseconde a été utilisé pour imager les indicateurs fluorescents exprimés dans des neurones corticaux provenant de cultures primaires de rat. Nous avons exploré en combinant des ajustements multiexponentiels et des techniques d'analyse des plans phaseurs la gamme dynamique des différents variants des indicateurs à l'aide de protocoles précis de modifications de la concentration intracellulaire des ions de chlorure. Ces caractérisations d'indicateurs génétiques des ions de chlorure modifiés visent à fournir des outils fluorescents améliorés pour suivre les concentrations des ions de chlorure in vivo et permettre une évaluation en temps réel des équilibres ioniques dans les troubles du cerveau.

Il est bien connu que des cofacteurs comme le zinc et le cuivre sont essentiels pour la progres-sion de la méiose qui permet la formation de gamètes haploïdes à partir d’une cellule diploïde. Au laboratoire, de graves défauts dans la méiose chez la levure à fission Schizosaccharomyces pombe ont été observés en carence de cuivre, mais peu est connu sur son acquisition durant la différentiation méiotique. Trois transporteurs de cuivre sont connus chez S. pombe, soient Ctr4, Ctr5 et Ctr6. Ils ont été largement caractérisés dans un contexte mitotique, mais nous en connaissons peu sur leur contribution à l’homéostasie du cuivre en méiose. Mes travaux avaient pour objectif de dresser un portrait global des transporteurs de cuivre au cours de la méiose. D'abord, j’ai entrepris d’évaluer le profil d’expression de ces gènes. J’ai mis en évidence des patrons différents d’expression selon les transporteurs. L’expression de ctr4+ et ctr5+ a lieu principalement durant les premières heures de la méiose en carence de cuivre alors que ctr6+ a une expression plus étendue avec un pic durant la phase médiane de la méiose. L’expression de ctr4+ et ctr5+ est dépendante uniquement de Cuf1 alors que l’expression de ctr6+ repose sur les facteurs Cuf1 et Mei4. Les deux protéines Ctr4 et Ctr5 co-localisent à la membrane plasmique rapidement durant les premières heures de la méiose en carence de cuivre. À ce moment, Ctr6 apparaît à la membrane vacuolaire. Après la première division méiotique, Ctr4 et Ctr5 disparaissent alors que Ctr6 transite de la membrane vacuolaire vers la membrane des spores où elle se localise même après la libération des spores. Une délétion des gènes ctr4 et ctr6 affecte grandement l’activité d’enzymes cuivre dépendantes. Notons que dans ce mutant, l’activité superoxide dismutase est abolie et l’activité amine oxydase cuivre est grandement diminuée uniquement dans les premières étapes de la méiose. Mes travaux ont permis de mettre en évidence des profils différents d’expression, de localisation et de contribution à l’activité d’enzymes cuivre-dépendantes. Ces observations suggèrent qu’en cours de méiose la levure à fission voit ses besoins en ion de cuivre modulés et doit adapter ses systèmes d’acquisition et de gestion de cuivre intracellulaire.

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

Malgré son potentiel, l’hétérosis a rarement été étudié, et encore moins exploité, chez les levures, espèces d’intérêt biotechnologique majeur. Ce travail avait pour objectif d’explorer ce phénomène chez deux espèces de levure, Saccharomyces cerevisiae et S. uvarum, dans des conditions proches de celles de l’œnologie. Pour la première fois des hybrides interspécifiques ont été inclus dans un dispositif diallèle complet. Un autre aspect original de ce travail résidait dans l’approche intégrative choisie, qui combinait l’étude de phénotypes aux niveaux métabolique, cellulaire et populationnel. Un panel de 66 souches (55 hybrides et leurs 11 parents) a été analysé pour 35 caractères à deux températures et avec trois réplicats, soit au total 396 fermentations alcooliques. Ces données nombreuses et complexes nous ont conduits non seulement à utiliser, mais aussi à développer divers outils statistiques et de modélisation originaux pour l’interprétation des données. Après avoir vérifié que les interactions nucléo-cytoplasmiques n’influençaient pas la variation des caractères étudiés, nous avons tout d’abord montré que les sources de variation (effet souche, effet température et interactions souche*température) différaient selon les types de caractères. Nous avons ensuite comparé globalement les trois groupes d’hybrides : intraspécifiques S. cerevisiae*S. cerevisiae, intraspécifiques S. uvarum*S. uvarum et interspécifiques S. cerevisiae*S. uvarum, et avons observé que l’hybridation interspécifique pouvait engendrer des phénotypes présentant de meilleures aptitudes œnologiques et une homéostasie supérieure à celle des hybrides intraspécifiques. Ce dernier résultat pourrait expliquer que l’hybridation interspécifique soit si fréquente chez les levures naturelles et domestiquées. / Despite its biotechnological interest, heterosis has not commonly been studied or exploited in the yeast genus. This work aimed to explore this phenomenon within two yeast species well adapted to oenological conditions, Saccharomyces cerevisiae and S. uvarum. Eleven parental strains and their 55 intra- and inter-specific hybrids were phenotyped under enological conditions, at two temperatures in three replicates. A total of 396 alcoholic fermentations were characterized in depth through 35 phenotypic traits with original statistical and modeling tools. We first showed that, depending on the types of trait - kinetics parameters, life-history traits, enological parameters and aromas -, the sources of variation (strain, temperature and strain*temperature effects) differed in a large extent. Then we compared globally three groups of hybrids and their parents at two growth temperatures: intraspecific hybrids S. cerevisiae*S. cerevisiae, intraspecific hybrids S. uvarum*S. uvarum and interspecific hybrids S. cerevisiae*S. uvarum. We found that hybridization could generate multi-trait phenotypes with improved oenological performances and better homeostasis with respect to temperature. These results could explain why interspecific hybridization is so common in natural and domesticated yeast, and open the way to applications for wine-making.

Au cours de ma thèse, j'ai eu plusieurs projets différents portant sur l'importance de l’homéostasie énergétique chez Drosophila melanogaster. L'homéostasie énergétique est le maintien constant des réserves énergétiques de la cellule. Mon projet principal de thèse porte sur le lien entre le métabolisme et la croissance dépendante des voies mTOR (mechanistic Target-Of-Rapamycin) chez Drosophila melanogaster. Il existe deux voies mTOR très conservées au cours de l’évolution : la voie mTORC1 et la voie mTORC2. Les voies mTOR sont des voies de signalisation qui activent à la fois la croissance et le métabolisme. Cependant les effets de l’activation des voies mTOR sur le métabolisme invivo sont encore à l’étude. De plus, on ne sait pas si l’activation du métabolisme est nécessaire à la croissance dépendante des voies mTOR. J’ai montré que l’activation des voies mTOR in vivo diminue le stockage des réserves énergétiques (tréhalose,glycogène) lors d'une alimentation sucrée.L'activation de la voie mTORC1 diminue aussi le stockage des triglycérides en milieu sucré. En utilisant des outils génétiques, j’ai également montré que la croissance dépendante de la voie mTORC2 dépend au niveau autonome cellulaire de la synthèse d’acides gras, de l’activité pyruvate déshydrogénase et de l’activité lactate déshydrogénase. De plus, la croissance induite par mTORC2 est inhibée par le sucre alimentaire. La croissance induite par l’activation de la voie mTORC1 ne dépend ni du métabolisme du glucose, ni de celui des acides gras.Mais elle diminue si on combine une inhibition de la synthèse des acides gras avec un ajout de sucres alimentaires. J’ai également contribué à deux autres projets au cours de ma thèse : un qui étudie l’importance de l’homéostasie énergétique dans le déclenchement de l’autophagie, et un autre qui étudie l’importance du métabolisme des acides gras dans la physiologie de l’intestin. / The main topic of my PhD is theimportance of energy homeostasis in Drosophilamelanogaster. Energy homeostasis is a biologicalprocess that holds energy stores at a steady state. Mymain PhD topic investigates the importance ofmetabolic homeostasis during growth in Drosophilamelanogaster. I focused on growth induced by themTOR (mechanistic Target-Of-Rapamycin)pathways. There are two mTOR pathways : themTORC1 and mTORC2 pathway. They are veryconserved throughout evolution. The mTORpathways are signaling pathways that activate bothgrowth and metabolism. Howevever the effects ofmTOR activation on metabolism in vivo is still underinvestigation. Moreover, it is not known ifmetabolism activation is necessary to sustain mTORdependent growth. I showed that the activationof the mTOR pathways in vivo decreases energystorage (trehalose, glycogen) during a dietsupplemented with sugar. Moreover, the activation ofthe mTORC1 pathway decreases triglyceride storageduring this diet. Using genetic tools, I also showedthat mTORC2-dependent growth on the autonomouscellular level depends on fatty acid synthesis,pyruvate dehydrogenase and lactate dehydrogenase.Moreover, mTORC2-dependent growth is inhibitedby dietary sugar. mTORC1-dependent growth is notsensitive to glucose or fatty acid metabolism alone.However, mTORC1-dependent growth decreaseswhen fatty acid synthesis inhibition is combined withan increase in dietary sugar. I also contributed to twoother projects : one investigating the effect of energyhomeostasis on autophagy onset and an otherinvestigating the effect of fatty acid metabolism ongut physiology.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2009-2010 / Le diabète de type 2 constitue aujourd'hui un problème majeur de santé publique à l'échelle mondiale. Une meilleure compréhension de l'étiologie de la maladie, en étudiant notamment les facteurs de susceptibilité génétiques ainsi que les interactions gène-gène et gène-environnement, est nécessaire pour développer des stratégies préventives et thérapeutiques efficaces. Dans cette thèse, différentes approches ont été utilisées afin de mieux caractériser l'implication des facteurs génétiques dans l'homéostasie glucidique. Un criblage génomique a été effectué sur les niveaux circulants d'adiponectine, d'interleukine 6 (IL6), du facteur de tumeur nécrosant-α (tumor necrosis factor α ou TNFα) et de la protéine C réactive (CRP). Plusieurs régions chromosomiques ont été identifiées incluant 15q21.1, 3q13.33, 20q13.2 et 14q32.2 pour l'adiponectine, 12p11.23 et 12q15 pour CRP et 14q12 pour IL6. Par ailleurs, plusieurs gènes candidats du diabète de type 2 ont été étudiés pour vérifier leur association avec des phénotypes liés à l'homéostasie glucidique. Un variant fonctionnel (Asn40Asp) au sein du gène codant pour le récepteur mu 1 aux opioïdes (OPRM1) a été associé avec la sensibilité à l'insuline et la tolérance au glucose. Aussi, les gènes de susceptibilité au diabète, identifiés et confirmés par l'approche du gène candidat ou par les études à grande échelle du génome humain (genome-wide association studies, GWAS), soit CDKAL1 (CDK5 regulatory subunit associated protein I-like 1), CDKN2A/2B (cyclin-dependent kinase inhibitor 2A/2B), HHEX/IDE (haematopoietically expressed homeobox/insulin-degrading enzyme), HNF1B (hepatocyte nuclear factor 1 β), IGF2BP2 (insulin-like growth factor 2 mRNA-binding protein 2), KCNJ11 (potassium inward rectifier channel Kir6.2), SLC30A8 (solute carrier family 30, member 8), TCF7L2 (transcription factor 7 like 2) et WFS1 (wolframin 1) ont été associés à la sensibilité à l'insuline, à la sécrétion d'insuline et/ou à la tolérance au glucose. Aussi, des effets significatifs d'interaction entre certains de ces gènes (CDKN2A/2B, IGF2BP2, KCNJ11 et TCF7L2) et l'apport en matière grasse ont été observés pour des paramètres liés à l'adiposité et à l'homéostasie glucidique. Nous avons également voulu tester si des gènes de susceptibilité au diabète (CDKAL1, CDKN2A/2B, HHEX/IDE, IGF2BP2, KCNJ11, PPARG et TCF7L2) pouvaient influencer les changements du profil glucidique suite à un programme d'entraînement. Notre étude a démontré que le variant Pro12Ala de PPARG (peroxisome proliferator activated receptor-y) modulait la réponse à un programme d'entraînement en endurance d'une durée de 20 semaines, les porteurs de l'allèle Ala ayant davantage amélioré leur profil glucidique que les porteurs du génotype Pro/Pro. Aucune association n'a été observée avec les autres gènes. En plus d'interagir avec l'exercice, le variant Pro12Ala de PPARG interagit aussi avec le variant Gly482Ser de PPARGC1A (co-activateur de PPARG). Les porteurs de la combinaison génotypique Gly/+-Ala/+ présentaient une résistance à l'insuline plus importante que les porteurs de la combinaison génotypique Ser/Ser-Ala/+, alors que l'effet du variant Gly482Ser de PPARGC1A n'était pas différent parmi les Pro/Pro de PPARG. Un autre gène candidats du diabète, le gène HNF4A, a été étudié en association avec l'homéostasie glucidique, de manière indépendante et en interaction avec l'activité physique. Les individus ayant rapporté un niveau d'activité physique élevé durant l'année écoulée (> 2 heures/semaine) présentaient une meilleure tolérance au glucose s'ils étaient homozygotes A/A pour le variant rsl 885088 et une sécrétion d'insuline plus faible s'ils étaient homozygotes T/T pour le variant rs745975. Finalement, la création d'un modèle de prédiction de la détérioration glycémique, incluant des marqueurs génétiques et des facteurs de risque traditionnels du diabète, a permis de démontrer que la combinaison de facteurs génétiques et non génétiques a le potentiel d'améliorer la prédiction du risque de pré-diabète et de diabète. Les résultats de ces travaux de recherche suggèrent que des gènes candidats du diabète de type 2 peuvent influencer l'étiologie de la maladie via différents mécanismes physiologiques et qu'ils peuvent interagir entre eux ou avec des facteurs environnementaux pour moduler le profil de risque en plus de contribuer à prédire le risque de la maladie.

Le métabolisme des lipides est essentiel à toutes formes de vie et son étude est particulièrement importante chez les vertébrés. En effet, 80% de la masse sèche du cerveau est composée de lipides et ceux qui constituent la myéline des neurones doivent être recyclés en permanence tout au long de la vie de l'animal. Par conséquent, il n'est pas surprenant que beaucoup de maladies neurodégénératives et de troubles psychiatriques soient liés à une altération du métabolisme lipidique dans le cerveau et dans le foie, ce dernier contrôlant l'homéostasie lipidique systémique (au niveau de l'organisme). Au sein de la cellule eucaryote, les contacts entre organelles créent des microdomaines qui jouent un rôle majeur dans la régulation des activités intracellulaires clés et des voies de signalisation. Cependant, le rôle joué par les contacts inter-organelles dans le contrôle des activités systémiques liées à la régulation de l'homéostasie lipidique intracellulaire et systémique reste encore inconnu. L'étude illustrée dans cette thèse de doctorat examine l'organisation ultrastructurale et la dynamique du contact inter-organelles établie par des feuillets de réticulum endoplasmique rugueux incurvé, étroitement enroulés autour des mitochondries (wrappER). Pour comprendre la fonction in vivo de ce contact inter-organelles, des fractions de foie de souris enrichies en mitochondries associées au wrappER ont été analysées par transcriptomique, protéomique et lipidomique. La signature biochimique du wrappER indique qu'il est impliqué dans la biogenèse des lipoprotéines de très basse densité (VLDL) qui sont des particules contenant des lipides neutres que le foie sécrète dans la circulation sanguine pour maintenir l'homéostasie lipidique systémique. L'altération des contacts wrappER-mitochondries réduit la sécrétion de VLDL et augmente les acides gras hépatiques, les gouttelettes lipidiques et le contenu en lipides neutres. De la même manière, l'ablation hépatique aiguë de Mttp, le régulateur le plus en amont de la biogenèse des VLDL, reproduit ce phénotype de dyslipidémie hépatique et favorise le remodelage du contact wrappER-mitochondries. La découverte de la participation des contacts wrappER-mitochondries à la biologie des VLDL indique une implication des contacts inter-organelles dans la biologie des lipides hépatiques et l'homéostasie des lipides systémiques. Ainsi, cette étude inaugure l'étude de la régulation des flux lipidiques et l'homéostasie lipidique dans le cerveau à partir de l'ultrastructure, de la fonction et de la dynamique des contacts réticulum endoplasmique-mitochondries. / Lipid metabolism is central to all forms of life. In vertebrates, its study is particularly important because 80% of the dry mass of the brain is composed of lipids and because those that make up the myelin of neurons must be continuously recycled throughout the decades of the animal's life. Not surprisingly, a plethora of neurodegenerative diseases and psychiatric disorders are linked to altered lipid metabolism in the brain as well as in the liver, which controls systemic (organism-level) lipid homeostasis. Within the eukaryotic cell, contacts between organelles create microdomains that play major roles in regulating key intracellular activities and signaling pathways, but whether inter-organelle contacts also control systemic activities related to the regulation of intracellular and systemic lipid homeostasis remains unknown. The study illustrated in this PhD thesis reports the ultrastructural organization and dynamics of the inter-organelle contact established by sheets of curved rough endoplasmic reticulum closely wrapped around the mitochondria (wrappER). To elucidate the in vivo function of this inter-organelle contact, mouse liver fractions enriched in wrappER-associated mitochondria were analyzed by parallel transcriptomics, proteomics, and lipidomics analysis. The biochemical signature of the wrappER points to a role of this compartment in the biogenesis of very-low-density lipoproteins (VLDL), the neutral lipid containing particles that the liver secretes in the bloodstream to maintain systemic lipid homeostasis. Altering wrappER-mitochondria contacts curtails VLDL secretion and increases hepatic fatty acids, lipid droplets, and neutral lipid content. Conversely, acute liver-specific ablation of Mttp, the most upstream regulator of VLDL biogenesis, recapitulates this hepatic dyslipidemia phenotype and promotes remodeling of the wrappER-mitochondria contact. The discovery that wrappER-mitochondria contacts participate in VLDL biology indicates an involvement of inter-organelle contacts in hepatic lipid biology and systemic lipid homeostasis. Consequently, this study opens up the possibility of investigating the regulation of lipid fluxes and lipid homeostasis in the brain from the ultrastructure, function and dynamics of ER-mitochondria contacts in this organ.

L’immunité pulmonaire est en constant équilibre entre le maintien de l’homéostasie et le développement d’une réponse inflammatoire. Plusieurs acteurs sont impliqués dans cette fine régulation, mais peu d’informations sont disponibles sur les mécanismes qui régulent l’activation de l’un ou l’autre de ces mécanismes. Différentes populations de cellules dendritiques sont activées lors de certaines réponses immunitaires, tandis que les macrophages alvéolaires sont davantage associés au maintien de l’homéostasie. De plus, lorsque l’homéostasie pulmonaire est dérégulée, une réponse inflammatoire exagérée se développe, comme dans le cas de l’asthme allergique. Cette thèse a pour objectif de mettre en lumière des mécanismes impliqués dans l’homéostasie pulmonaire et, plus particulièrement, d’identifier lesquels sont dérégulés dans l’asthme allergique. Nous avons étudié l’activation des différentes populations de cellules dendritiques pulmonaires lors d’une réponse tolérogène et asthmatique. Lors d’une réponse tolérogène, nous avons observé l’activation spécifique des cellules dendritiques myéloïdes de type 2, tandis que la réponse asthmatique est accompagnée d’une augmentation de la maturation des cellules dendritiques myéloïdes de type 1. Par la suite, nous avons investigué l’interaction entre les macrophages alvéolaires et les cellules dendritiques dans l’immunité pulmonaire. Dans cette étude, nous avons démontré que les macrophages alvéolaires naïfs contrôlent la capture de l’allergène par les cellules dendritiques, ce qui contribue au maintien de l’homéostasie pulmonaire. Finalement, nous avons déterminé que l’expression du CD200 (une protéine membranaire immunomodulatrice) présente sur les macrophages alvéolaires est dérégulée dans l’asthme et qu’il est possible d’inhiber certaines étapes de la cascade asthmatique en administrant de CD200 recombinant. À cet effet, l’administration de CD200 interfère avec le développement de l’hyperréactivité bronchique et réduit l’accumulation des cellules dendritiques myéloïdes et des lymphocytes Th2 dans le poumon. En conclusion, cette thèse a fait la lumière sur des mécanismes immunologiques importants pour le maintien de l’homéostasie pulmonaire, en particulier que les macrophages alvéolaires et la voie du CD200 régulent l’activation des cellules dendritiques. / Lung immunity is an ongoing equilibrium between homeostasis and inflammation. Many immune cells are involved in lung homeostasis, but little information is available on the mechanisms that regulate the development of either responses. Studies suggest that subsets of dendritic cells are differentially activated during a tolerogenic and asthmatic response, whereas alveolar macrophages are associated with the preservation of homeostasis. On the other hand, allergic asthma pathogenesis is triggered by the dysregulation of lung immunity. Thus, this thesis aim was to identify mechanisms responsible to maintain lung homeostasis and which ones are dysregulated in asthmatic response. Hence, we investigated the activation of the multiple dendritic cell subsets in a tolerogenic and asthmatic response. The activation of the myeloid dendritic cell subset 2 was associated with tolerance, whereas the asthmatic response was associated with an increased maturation of myeloid dendritic cell subset 1. We subsequently studied the interaction between alveolar macrophages and dendritic cell subsets in lung immunity. This study demonstrated that naïve alveolar macrophages inhibit dendritic cell capture of allergens and migration to the draining lymph nodes, which contributed to the restoration of lung homeostasis. Furthermore, we showed that asthmatic alveolar macrophages expressed less CD200, an immunomodulatory membrane protein, than naïve cells. The administration of a recombinant CD200 protein to asthmatic rats inhibited the development of airway hyperresponsiveness and reduced the accumulation of myeloid dendritic cells and inflammatory Th2 cells in the lungs. In summary, this thesis identified multiple mechanisms that are crucial for lung homeostasis and show that alveolar macrophages and the administration of CD200 inhibit dendritic cell activation.

Plusieurs paramètres participent à l'homéostasie du système immunitaire. On peut notamment citer : la production lymphocytaire (les lymphocytes B dans la moelle osseuse ou les lymphocytes T (LyT) dans le thymus), la prolifération et la survie des lymphocytes périphériques et enfin, la compétition entre les différents clones de lymphocytes ou les différentes populations de lymphocytes pour des ressources limitées en particulier les cytokines. Les mécanismes de régulation homéostatique sont différents selon la sous-population de lymphocyte considérée. Dans le cadre de cette thèse, nous avons étudié le rôle de l'interleukine-7 (IL-7) dans l'homéostasie des lymphocytes et plus particulièrement les lymphocytes T ΑΒ. Disposant de souris surexprimant l'IL-7 dans un état lymphopénique plus ou moins sévère, nous avons pu décortiquer les effets de l'IL-7 sur le développement précoce des LyT et leur survie périphérique. L'analyse du développement précoce des lymphocytes n'a pas révélé d'effet notable de la sur-expression de l'IL-7 sur le développement thymique des LyT. En revanche, une expansion considérable des LyT périphériques a été observée. A partir d'expérience de transferts adoptifs, nous avons montré que l'IL-7 favorisait la prolifération et la survie des LyT périphériques. La quantité d'IL-7 disponible module donc le devenir des LyT présents dans les organes lymphoïdes lors d'un épisode lymphopénique.

Le fer est un cofacteur enzymatique indispensable à la survie de tous les eucaryotes. La biodisponibilité du fer est à ce point critique que des mécanismes homéostatiques sont enclenchés afin d'en réduire la consommation en période de carence. Cette stratégie a pour but d'économiser le fer et de le conserver pour des processus cellulaires fer-dépendants essentiels à la survie cellulaire. Chez la majorité des eucaryotes, la nature de ces mécanismes est toujours inconnue. Mes travaux de doctorat ont donc porté sur l'élucidation du mécanisme par lequel la levure modèle Schizosaccharomyces pombe parvient à limiter l'utilisation de son fer lorsque celui-ci se raréfie. Lors de mes travaux, j'ai identifié trois gènes codant pour des composantes fer-dépendantes chez S. pombe qui subissent une répression lors d'une carence en fer : pcl1[indice supérieur +], sdh4[indice supérieur +] et isa1[indice supérieur +]. Il a été déterminé que des éléments en cis de type CCAAT sont au centre de leur expression différentielle. Des évidences génétiques et biochimiques ont montré qu'un hétérocomplexe protéique formé des sous-unités Php2/3/4/5 est impliqué dans la régulation fer-dépendante de la transcription de pcl1[indice supérieur +], sdh4[indice supérieur +] et isa1[indice supérieur +]. Plus précisément, c'est la sous-unité Php4 qui est responsable de la répression de leur expression en carence de fer. Il s'avère aussi que la transcription du gène codant pour Php4 (php4[indice supérieur +]) est elle-même régulée par le statut en fer. Il a d'ailleurs été démontré que le facteur de transcription de type GATA Fep1 réprime l'expression de php4[indice supérieur +] en présence de fer, et ce, en s'associant à son promoteur de manière fer-dépendante. Une étude à large spectre à l'aide de micropuces à ADN a révélé que, lors d'une carence en fer, Php4 réprime la transcription d'un régulon composé de 86 gènes, dont la majorité codent pour des protéines fer-dépendantes ou des composantes impliquées dans l'homéostasie du fer. Parmi ceux-ci se trouve le gène codant pour le répresseur Fep1 (fep1[indice supérieur +]). Cette découverte a mis au jour une boucle de régulation réciproque entre les facteurs de transcription Fep1 et Php4. La capacité de Php4 à réprimer directement la transcription a été confirmée par des essais de type simple-hybride. Ces essais ont également démontré que la fonction de Php4 est inactivée post-traductionnellement en présence d'ions de fer. Php4 est donc un régulateur transcriptionnel capable de jauger les niveaux de fer intracellulaires. L'étude de la régulation de la fonction de Php4 par le fer a permis de découvrir que le répresseur Php4 se localise au noyau lors d'une déficience en fer, tandis qu'il est exporté vers le cytosol par l'exportine Crm1 en présence de fer. Cet exportation nucléaire fer-dépendante implique la glutarédoxine Grx4. L'action inhibitrice de Grx4 sur la fonction de Php4 ne se limite pas à la régulation de sa localisation cellulaire. J'ai pu démontrer qu'en présence de fer, l'activité transcriptionnelle de Php4 est directement inhibée au noyau par Grx4. Cette régulation de Php4 par Grx4 s'avère directe étant donné l'association de ces deux protéines in vivo chez S. pombe. En conclusion, j'ai découvert que le répresseur Php4 est un élément central de la régulation de l'utilisation du fer chez la levure fissipare S. pombe . La découverte du rôle de Grx4 dans la régulation post-traductionnelle de Php4 pave la voie à l'élucidation d'un sentier signalétique par lequel une cellule eucaryote communique son statut en fer à ses régulateurs homéostatiques. La biodisponibilité du fer étant un facteur de virulence majeur chez les levures pathogènes, l'acquisition de nouvelles connaissances quant à la régulation de l'homéostasie du fer chez les mycètes devient cruciale pour le développement de nouveaux agents antifongiques.