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

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

Le champignon filamenteux Podospora anserina constitue un système modèle pour l’étude de plusieurs processus biologiques, notamment le vieillissement. Une relation de causalité entre le fonctionnement de la chaine respiratoire et la longévité a été établie pour la première fois chez P. anserina et cette relation de causalité semble conservée. Le lien entre fonctionnement de la chaîne respiratoire et longévité pourrait se faire en partie par l’induction d’une régulation rétrograde en réponse à un dysfonctionnement mitochondrial. Les études des régulations rétrogrades mitochondriales et chloroplastiques montrent qu’en réponse à un dysfonctionnement de ces organites, il y a une reprogrammation de l’expression génique qui participe à la plasticité adaptative des espèces en réponse à l’environnement. Un gène cible d’une régulation rétrograde mitochondriale a été identifié chez P. anserina: le gène aox. L’oxydase alternative appartient à une voie respiratoire alternative en conditions de dysfonctionnement de la voie des cytochromes. Deux facteurs de transcription acteurs de cette régulation rétrograde mitochondriale ont été identifiés par une approche génétique. Ces protéines, RSE2 et RSE3, appartiennent à la famille des protéines Zn2Cys6 et sont les régulateurs majeurs du gène aox. Outre le gène aox, ces deux facteurs de transcription corégulent les deux enzymes de la néoglucogenèse FBP (Fructose-1,6-biphosphatase) et PCK (Phosphoénolpyruvate carboxykinase). Des allèles gain de fonction des gènes rse2 et rse3 ont été isolés et le crible pratiquement saturé. L’analyse de ces mutations ainsi que des approches de mutagenèse dirigée, ont permis de proposer l’existence de régions régulatrices dans les séquences protéiques RSE2 et RSE3. Une approche transcriptomique a permis d’identifier de nouvelles cibles de RSE2 et RSE3 activées lors d’un dysfonctionnement mitochondrial : le gène fhb (codant une flavohémoglobine) et le gène Pa_6_4030 (codant une α/β hydrolase). Une approche métabolomique a permis une meilleure compréhension de la reprogrammation métabolique en réponse à un dysfonctionnement de la chaîne respiratoire et du rôle de RSE2/RSE3 dans cette reprogrammation.RSE2 et RSE3 sont donc des acteurs d’une régulation rétrograde mitochondriale responsables de l’activation de voies respiratoires alternatives mais aussi d’une reprogrammation du métabolisme de P. anserina qui permettrait de maintenir une homéostasie cellulaire en condition de dysfonctionnement mitochondrial. / The filamentous fungus Podospora anserina is a model system for the study of many biological processes, including aging. A causal relationship between the respiratory chain efficiency and longevity has been established for the first time in P. anserina. This causal relationship seems to be conserved between species. The link between the respiratory chain efficiency and longevity could be in part explained by the induction of retrograde regulation in response to mitochondrial dysfunction. Studies of mitochondrial and chloroplast retrograde regulation show that in response to a dysfunction of these organelles, there is a reprogramming of gene expression involved in the adaptive plasticity of organisms in response to the environment.A target gene of mitochondrial retrograde regulation was identified in P. anserina: the aox gene. The alternative oxidase belongs to the respiratory alternative pathway induced when the mitochondrial electron transport chain is impaired. Two transcription factors involved in mitochondrial retrograde regulation were identified by a genetic approach. These proteins, RSE2 and RSE3 belong to the family of Zn2Cys6 proteins and are major regulators of aox. Besides the aox gene, these two transcription factors are responsible for the coregulation of two gluconeogenic enzymes: FBP (fructose-1,6-bisphosphatase) and PCK (phosphoenolpyruvate carboxykinase). By a genetic approach, several gain-of-function mutations were isolated in RSE2 and RSE3 and our screen was likely to be saturated. Analysis of these mutations, together with other mutagenesis approaches allowed us to propose the existence of regulatory regions in RSE2 and RSE3 sequences.Microarray transcriptional profiling was conducted on rse2 and rse3 gain of function mutants. This identified new targets of RSE2 and RSE3 activated during mitochondrial dysfunction: FHB (a gene encoding a flavohemoglobin) and Pa_6_4030 (a gene encoding an α / β hydrolase). A metabolomic approach was also used and it gave new insight to the metabolic reprogramming in response to a malfunction of the respiratory chain and the role of RSE2/RSE3 in this reprogramming.Thus we showed that RSE2 and RSE3 play a role in mitochondrial retrograde regulation that is responsible for the activation of the respiratory alternative pathway, and also for the activation of metabolic reprogramming of P. anserina that would maintain cellular homeostasis under conditions of mitochondrial dysfunction.

Le trafic rétrograde permet le transport des protéines de la membrane plasmique vers le réticulum endoplasmique, via l'appareil de Golgi, évité la dégradation des lysosomes. Des études antérieures ont montré que le transport rétrograde est crucial pour les fonctions cellulaires telles que la signalisation, l'homéostasie ionique, et l'établissement de gradients du morphogène Wnt. Par ailleurs, le transport rétrograde joue un rôle essentiel dans l'internalisation cellulaire des facteurs pathogènes comme les toxines protéiques et les protéines de virus. Toutefois, la liste actuelle des protéines cargos est limitée, et il est probable que de nombreuses fonctions cellulaires du transport rétrograde restent encore à découvrir. De toute évidence, un fort besoin existe pour une caractérisation plus poussée de cette voie de transport. Dans cette étude, quatre différentes approches protéomiques ont été développées visant à identifier les protéines membranaires prenant la route du transport rétrograde: SNAP-tag, sulfatation, la FKBP, et la streptavidine. Parmi ceux-ci, l'approche SNAP-tag s'est avéré être la stratégie la plus efficace pour identifier les candidats du fret de la voie rétrograde. Cette stratégie est basée sur la modification covalente du protéome de la membrane plasmique avec un benzylguanine (BG) dérivés. Seules les protéines membranaires BG-taggées qui sont ensuite transportés par voie rétrograde peuvent coupler covalentement à une protéine de fusion de SNAP-tag localisée dans la TGN. L'approche a été validée, étape par étape, en utilisant une protéine cargo rétrograde bien étudiée, toxine Shiga sous-unité B (STxB). Nous avons pu montrer que les STxB peuvent être capturés et identifiées par l'approche SNAP-tag. Par ailleurs, couplé à la LC-MS, les candidats des nouvelle protéines de la voie rétrograde ont été identifiés. Les trois autres approches ont guidé notre choix vers la stratégie la plus efficace en protéomique, en apportant des possibilités d'expérimentation et de défauts dans les domaines de la chimie organique et en biologie cellulaire. Généralement, ce travail de thèse a permis de développer une nouvelle stratégie protéomique qui pourraient être appliquée pour identifier les nouvelles candidats de la route rétrograde. Nous avons mis au point une approche dynamique en protéomique qui complète la protéomique traditionnelle. Par ailleurs, le concept d'utiliser des outils chimiques pour étudier le transport rétrograde peut également être appliqué à d'autres voies d'endocytose.

Cette thèse est constitué de deux partie : dans la première partie, nous etudions un marché complet dont l'actif risqué est un processus discontinu. <br />La seconde est consacrée à une modélisation du risque de défaut. Nous insistons sur la différence entre l'information liée au défaut de celle du marché sans défaut. Nous établissons des théorèmes de représentation prévisibles pour les martingales dans la filtration élargie.

L'EGFR est un récepteur transmembranaire à activité tyrosine kinase (TK) qui transduit des signaux de prolifération et de survie cellulaire. Dans les cancers du poumon, son activité est fréquemment dérégulée par surexpression et/ou par mutation au niveau de son domaine TK. Ces mutations sont principalement de deux types (EGFR-L858R et EGFR-Del19) et sont dites activatrices car elles induisent une activation constitutive des signalisations oncogéniques de l'EGFR. Elles sont aussi un facteur prédictif de réponse aux EGFR-TKIs qui inhibent spécifiquement ce récepteur. P14ARF est un suppresseur de tumeur qui restreint la prolifération cellulaire et maintient la stabilité génomique. Nous avons décrit son inactivation dans les cancers du poumon et démontré que son expression freine leur développement. Nos résultats récents montrent que l'expression de p14ARF est inhibée dans une très grande majorité d'adénocarcinomes pulmonaires présentant une mutation activatrice de l'EGFR. Sur la base de ces résultats nous avons émis l'hypothèse que l'inhibition de l'expression de p14ARF contribuerait à l'expansion clonale des tumeurs porteuses d'un EGFR muté. P14ARF pourrait ainsi être un frein à l'activité oncogénique de l'EGFR.Dans différents modèles d'adénocarcinomes pulmonaires exprimant un mutant EGFR-L858R nous montrons que l'expression transitoire de p14ARF active une signalisation pro-apoptotique dépendante de STAT3 et de Bcl2. En retour, l'EGFR inhibe l'expression de p14ARF et bloque ses fonctions pro-apoptotiques. Nous montrons aussi que l'activation de l'EGFR (sauvage ou muté) inhibe l'expression de p14ARF à un niveau transcriptionnel. Ceci implique une translocation nucléaire de l'EGFR contrôlée par les PI3Ks de classe III (Vps34) et la fixation de l'EGFR sur le promoteur de ARF. L'ensemble de ces travaux identifie pour la première fois un lien fonctionnel entre les voies de signalisation de l'EGFR et de p14ARF. Ils mettent en évidence un nouveau mécanisme de progression tumorale par lequel une signalisation nucléaire de l'EGFR inactive le suppresseur de tumeur p14ARF afin de permettre la croissance tumorale. / EGFR is a transmembrane tyrosine kinase (TK) receptor which activates proliferative and survival signals. In lung cancer, its activity is frequently deregulated by overexpression and/or mutation in its TK domain. These mutations are mainly of two types (L858R and Del19) and are called « driver mutations » because they induce constitutive activation of EGFR oncogenic signaling. They also represent a predictive responsive factor to EGFR TKIs that specifically inhibit this receptor. P14ARF is a tumor suppressor that restricts cellular proliferation and maintains genomic stability. We described its inactivation in lung cancer and demonstrated that its expression inhibits their development. Our recent results show that the expression of p14ARF is inhibited in a majority of lung adenocarcinomas expressing an activating EGFR mutation. Based on these results we hypothesized that inhibition of p14ARF expression contributes to clonal expansion of mutated EGFR-bearing tumor. P14ARF could be a break to EGFR oncogenic activity.In different models of lung adenocarcinoma expressing a L858R EGFR mutant we show that transient expression of p14ARF activates a pro-apoptotic STAT3/Bcl-2-dependent signaling pathway. In turn, EGFR inhibits the expression of p14ARF and blocks its pro-apoptotic function. We also show that EGFR (wild type or mutated) activation inhibits the expression of p14ARF at the transcriptional level. This implies a nuclear translocation of EGFR controlled by Class III PI3K (Vps34) and its fixation to the ARF promoter. This work identifies for the first time a functional link between EGFR and p14ARF signaling pathways. They highlight a new mechanism of tumor progression by which a nuclear EGFR signaling inactivates the tumor suppressor p14ARF to allow tumor growth.

Chez la levure et les mammifères le complexe rétromère est impliqué dans différentes étapes de trafic intracellulaire qui modulent divers processus cellulaires et développementaux. Chez les mammifères, le rétromère se compose des protéines Vacuolar Protein Sorting (VPS) 35, VPS26, VPS29 et d’un dimere de Sorting Nexins (SNX). Les composants du rétromère sont conservés chez les plantes et sont localisés dans le même endosome de tri. Dans ce travail, nous avons étudié le mécanisme d’assemblage et de recrutement du complexe à la membrane et analysé le rôle du rétromère dans le développement d’Arabidopsis. Nos resultsts montrent que chez les plantes, contrairement aux mammifères, VPS35 recrute le sous-complexe VPS à la membrane, indépendamment des SNXs. Ceci nous a permis de proposer un modèle d’assemblage du rétromère très original. L’analyse de mutants perte de fonction pour le rétromère révèle que VPS26, VPS29 et VPS35 n’ont pas de fonctions indépendantes, mais agissent ensemble dans la régulation de processus développementaux. De plus, par un crible double hybride chez la levure, nous avons isolé un interacteur de VPS35 : Ethylene Insensitive 2 (EIN2). EIN2 est une protéine localisée au Réticulum Endoplasmique et impliquée dans la voie de signalisation d’une hormone végétale : l’éthylène. Nous montrons que des mutants perte de fonction pour le rétromère présentent des défauts dans la réponse à l’éthylène, indiquant un rôle du rétromère dans la perception de cette hormone par les plantes. Ces résultats, combinés avec nos données antérieures montrant que le rétromère est impliqué dans la voie de signalisation de l’auxine, révèlent un lien entre signalisation de l’auxine et de l’éthylènevia le complexe rétromère. / In yeast and mammals, the retromer complex mediates various steps of intracellular trafficking and regulates a variety of cellular and developmental processes. In mammals, it is composed of Vacuolar Protein Sorting (VPS) 35, VPS26, VPS29 and a dimer of Sorting Nexins (SNX). Retromer components are conserved in plants and we showed that they colocalize to the same sorting endosome. In this work, we have investigated the mechanism of assembly and recruitment of the retromer to the endosomal membrane and studied its function in Arabidopsis development. We report that, unlike animals, plant VPS35 recruits the other VPS retromer components to the membrane of endosomes, independently of SNXs. This data allowed us to propose an original model of assembly of the plant retromer complex. By analyzing a series of retromer loss-of-function mutants, we show that VPS26, VPS29 and VPS35 always act together in modulating developmental processes. To identify retromer partners, we carried out a Yeast-2-Hybrid (Y2H) screen using VPS35 as a bait. We found that VPS35 can bind, among other proteins, Ethylene Insensitive 2 (EIN2). EIN2 is an Endoplasmic Reticulum-located protein involved in the signaling pathway of a plant hormone: ethylene. We demonstrate that retromer mutants are affected in ethylene signaling, which indicates that the retromer complex participates in a proper perception of ethylene by plants. Combined with our previous data in which we showed that the retromer is involved in the auxin signalling pathway, our present work reveals a link between auxin and ethylene signaling through the retromer complex.

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

Ce travail représente une contribution pour progresser dans la compréhension du phénomène complexe des glissements de versants sédimentaires sur des plans de stratification. On a combiné les approches géologique et mécanique, de façon à analyser les expériences et concepts qui les influencent, directement ou indirectement. Un versant sédimentaire, est le résultat d'une série de phénomènes naturels (dépôt, diagénèse, épigénie, contraintes tectoniques, érosion, etc.), qui ont déterminé et/ou modifié ses caractéristiques et propriétés mécaniques (hétérogénéité, anisotropie, discontinuités, déformations, inclinaison, etc.). Ici la considération de l'effet d'échelle est fondamental. D'autre part, le glissement d'un versant n'a lieu que lorsque les conditions géologiques et mécaniques sont favorables; leur recherche est l'objectif des études de stabilité. Les méthodes et formules courantes pour le calcul de la stabilité des masses rocheuses, représentent mal les conditions des versants. La taille de ces structures (10/4 à 10/8 m3), est à l'origine d'une forte hétérogénéité de la résistance au glissement et des conditions d'équilibre; les déformations tectoniques le long des joints peuvent invalider les formules de résistance au cisaillement, surtout entre des couches à module de déformation contrasté. L'évaluation de la résistance au glissement sur un plan de stratification doit considérer, en plus des conditions géologiques, les matériaux qui s'y trouvent, la morphologie de la surface et l'influence de l'eau. L'analyse de stabilité d'un versant, doit être axée vers la détermination de l'influence de la variation des divers facteurs qui contrôlent l'équilibre, !e «coefficient de sécurité» n'ayant pas une signification intinsèque utile. On présente l'analyse rétrograde du Claps-de-Luc (Drôme), écroulement historique dont une grande partie de la surface de glissement est encore visible. La reconstitution topographique est décrite, et on déduit, à partir de l'analyse de l'influence sur la stabilité de plusieurs conditions, la cause probable du glissement.

Les gliomes sont les tumeurs cérébrales primitives les plus fréquentes. Dérivant des cellules gliales et majoritairement des astrocytes, les gliomes malins évoluent rapidement et sont associés à un très mauvais pronostic, en partie causé par leur nature invasive. Les cellules de gliomes infiltrent activement le parenchyme cérébral, ce qui leur permet d'échapper aux thérapies focales (chirurgie et radiothérapie), et de donner naissance à de nouveaux foyers tumoraux au voisinage direct ou à distance de la tumeur initiale. En analysant le transcriptome de plus de 130 gliomes de différents grades et en me focalisant uniquement sur les variations d'expression de gènes connus pour être impliqués dans la migration, l'invasion, l'adhérence et la polarité astrocytaire, j'ai mis en évidence une altération des jonctions adhérentes dans les gliomes et suggéré une corrélation inverse entre le niveau de la p120ctn et l'invasivité des gliomes in vitro et in vivo.. En contrôlant une boucle de recyclage inédite de la N-cadhérine dans les cellules en migration, la p120ctn régule spatialement les forces d'adhérence intercellulaire, et assure une migration collective dirigée. L'altération de sa fonction dans les astrocytes sains entraîne une augmentation de la dispersion des cellules, la perturbation de leur directionnalité et in fine une augmentation de leur vitesse de migration ; des caractéristiques identiques aux cellules de gliomes en migration. L'ensemble de ces résultats définit la p120ctn comme une nouvelle cible thérapeutique potentielle pour le traitement des gliomes diffus et comme un potentiel marqueur de l'invasivité des gliomes.