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The clock-controlled nuclear receptor REV-ERBα has emerged as a critical regulator of multiple pathways involved in metabolism, development and immunity. Recent evidence has highlighted a major role for the clock in epithelial cells regulating lung inflammation, mediated by control of neutrophil chemokine expression. In this thesis, I examined the role of REV-ERBα in pulmonary immunity, using in-vivo gene targeting and nebulised lipopolysaccharide (LPS), a model for gram-negative bacterial infection, ex-vivo cell biology approaches and in vitro cell models. Initial studies of Rev-Erbα knock-out mice revealed an increase in pulmonary neutrophilia and inflammation upon aerosolised LPS challenge. Moreover, by selectively deleting the REV-ERBα DNA binding domain (DBD) in the mouse bronchial epithelium, I observed exaggerated inflammatory responses to LPS and augmented CXCL5 secretion. Interestingly, a dual deletion of REV-ERBα DBD and REV-ERBβ in mouse bronchial epithelium had a more dramatic effect on neutrophil recruitment and chemokine secretion than deletion of just the REV-ERBα DBD; in both basal and bacterial challenged conditions. Ex-vivo analysis revealed bronchial epithelial cells and macrophages both responded to novel REV-ERBα synthetic ligand GSK1362 but displayed divergent inflammatory responses in presence of this compound. Finally, I observed a striking loss of REV-ERBα protein upon pro-inflammatory challenge. Further analysis revealed this degradation was dependent on the 26S proteasome and driven by sumoylation and ubiquitination of REV-ERBα. However, by using novel REV-ERB ligand GSK1362, these post-translational modifications were blocked and the protein protected from degradation. Collectively, my results propose a new model for a central role for REV-ERBα in conferring clock control to lung neutrophilic inflammation. I have also identified a feed-forward circuit activated by inflammatory stimuli, leading to suppression of the endogenous anti-inflammatory REV-ERBα protein. Finally, I have discovered a novel mechanism for small-molecule regulation of REV-ERBα, operating via suppression of endogenous protein ubiquitination process. These observations implicate REV-ERBα as a novel therapeutic target in human inflammatory disease.

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Les lentivirus sont un groupe de virus appartenant à la famille des Retroviridae. Le modèle par excellence pour l'étude des lentivirus est le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) qui est l'agent causant le syndrome d'immunodéficience acquise ou SIDA. Les études réalisées sur les protéines du virus telles que Nef, Vpu, Tat et Rev ont permis de mieux connaître la biologie et les mécanismes de pathogenèse du VIH de type 1 (VIH-1). Le virus de l'immunodéficience bovine (VIB) est un lentivirus qui a servi de modèle d'étude de la protéine Tat du VIH. Bien que le VIH-1 et le VIB appartiennent aux lentivirus, les maladies qu'ils causent sont très différentes. Le potentiel pathogénique du VIB est controversé et les mécanismes pathogéniques et la biologie du VIB ne sont pas encore bien connus. Seule la protéine Tat a été bien caractérisée. L'étude approfondie des autres protéines virales nécessaires à la réplication du virus comme la protéine Rev permettront de donner des outils nécessaires à la compréhension de la biologie du VIB et des mécanismes impliqués dans la pathogenèse des lentivirus. La protéine Rev a une fonction essentielle dans la réplication des lentivirus. Le rôle de Rev est d'exporter les ARNs viraux non épissés et partiellement épissés du noyau au cytoplasme pour produire en outre les protéines nécessaires à l'assemblage des nouvelles particules virales. La protéine Rev du VIH-1 contient minimalement quatre domaines fonctionnels importants : un domaine basique riche en arginines nécessaire à la liaison de l'ARN ou RBD qui contient des signaux de localisation nucléaire et nucléolaire (NLS et NoLS), un domaine riche en leucines nécessaire à l'exportation du complexe Rev-ARN (NES) et deux régions nécessaires à la multimérisation de Rev. Le but de ce projet est de caractériser moléculairement et biologiquement la protéine Rev du VIB. Dans ces travaux, nous rapportons la caractérisation des NLS et NoLS de la protéine Rev du VIB. Grâce à la transfection d'une série de protéines mutantes de Rev du VIB fusionnées à la enhanced green fluorescent protein (EGFP). Nous avons démontré que le NLS de la protéine Rev du VIB est bipartite. Ce type de NLS est le premier à être identifié dans la famille des protéines Rev des lentivirus/rétrovirus. De plus, nous avons déterminé que le NoLS était localisé entre les deux motifs basiques du NLS bipartite de Rev du VIB. Le NoLS de Rev du VIB est aussi unique et diffère de la séquence consensus rapportée pour d'autres protéines virales et/ou cellulaires, toute nature confondue. Pour l'importation au noyau, nous avons démontré que la protéine Rev du VIB est importée par la voie classique (importines α:β) et que les importines α3 et α5 sont impliquées, fait qui contraste avec l'importation au noyau de la protéine Rev du VIH-1. Nous avons aussi caractérisé le domaine d'exportation ou NES de Rev du VIB en déterminant que le mécanisme d'exportation était CRM1-dépendant de façon similaire que la proteine Rev du VIH-1. Nous avons aussi identifié les résidus qui composent le NES de la protéine Rev du VIB qui appartient au groupe de PKI NES et non à celui de Rev VIH-1 NES, ce qui constitue une première chez les lentivirus. Pour compléter la caractérisation des domaines fonctionnels de la protéine Rev du VIB, les domaines de multimérisation et de liaison à l'ARN furent identifiés. Nous avons observé que Rev du VIB était capable de multimériser in vitro et in vivo dans le cytoplasme et deux régions impliquées dans cette fonction ont été identifiées. En plus, nous avons cartographié un domaine RBD bipartite chez Rev du VIB. Nous avons montré que le premier motif du RBD était situé dans la région centrale de la protéine et chevauchait le NoLS et le NLS bipartite alors que le deuxième motif était situé à l'extrémité C-terminale de la protéine Rev du VIB. En conclusion, les principaux domaines fonctionnels de la protéine Rev du VIB ont été caractérisés. Les résultats obtenus ont clairement démontré que la protéine Rev du VIB est unique chez les lentivirus et les rétrovirus. Les caractéristiques de la protéine Rev du VIB pourraient aider à expliquer en partie les profondes différences de pathogénicité observées chez les lentivirus. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : VIB, Rev, NLS, NES, VIH

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Au sein du muscle squelettique, le réticulum sarcoplasmique occupe une place essentielle dans la régulation de l’homéostasie calcique et de la contraction musculaire. En particulier, le transporteur calcique SERCA, situé à la membrane du réticulum endoplasmique permet de reconstituer le contenu calcique réticulaire suite à une contraction musculaire. Dans le muscle squelettique, l’activité de SERCA est contrôlée par un peptide inhibiteur spécifique appelé la myoréguline. Nous nous intéressons au rôle du récepteur nucléaire Rev-erb-α, un répresseur de transcription connu pour favoriser la fonction musculaire et dont l’activité peut être modulée par des ligands pharmacologiques. Nos résultats montrent que Rev-erb-α réprime l’expression de la myoréguline en se fixant sur son promoteur, ce qui a pour conséquence l’augmentation de l’activité de SERCA et la hausse du contenu calcique réticulaire. Un traitement avec un agoniste de Rev-erb-α, le SR9009, améliore l’homéostasie calcique et la contractilité musculaire de souris mdx/utr+/-, un modèle de la myopathie de Duchenne. Par ailleurs, le réticulum endoplasmique est le siège de la conformation des protéines de la voie sécrétoire. Des altérations de la conformation protéique provoquent un stress réticulaire et le déclenchement de la réponse aux protéines mal-conformées qui peut conduire jusqu’à l’apoptose. Il est décrit que le stress réticulaire est un phénomène impliqué dans l’activation de la cellule satellite musculaire suite à une blessure. Nous avons établi que Rev-erb-α, en augmentant l’interaction entre le réticulum endoplasmique et la mitochondrie accroit l’activation de la réponse aux protéines mal-conformées et l’apoptose de cellules satellites activées, ce qui pourrait impacter le potentiel de régénération musculaire. En conclusion, nous avons identifié Rev-erb-α comme un modulateur de la fonction du réticulum endoplasmique dans le muscle squelettique. Dans le futur, des thérapies ciblant spécifiquement Rev-erb-α pourraient être développées dans le cadre de pathologies musculaires chez l’Homme. / Within skeletal muscle, the sarcoplasmic reticulum plays an essential role in the regulation of calcium homeostasis and muscle contraction. In particular, the SERCA transporter, located at the membrane of the endoplasmic reticulum, by pumping calcium from cytosol from reticular lumen, allows the reticular calcium content to be reconstituted following muscle contraction. In skeletal muscle, SERCA activity is controlled by a specific inhibitory peptide called myoregulin. We are interested in the role of the nuclear receptor Rev-erb-α, a transcription repressor known to promote muscle function and whose activity can be modulated by pharmacological ligands. Our results show that Rev-erb-α represses the expression of myoregulin by binding to its promoter, which results in an increase in SERCA activity and an increase in reticular calcium content. Treatment with a Rev-erb-α agonist, SR9009, improves calcium homeostasis and muscle contractility in mdx/utr+/- mice, a model of Duchenne myopathy. In addition, the endoplasmic reticulum is the site of protein conformation of the secretory pathway. Alteration in protein conformation causes reticular stress and triggers the unfolded protein response that can lead to apoptosis. It is described that reticular stress is a phenomenon involved in the activation of skeletal muscle satellite cell following an injury. We have established that Rev-erb-α, by increasing the interaction between endoplasmic reticulum and mitochondria enhances the activation of unfolded protein response and apoptosis of activated satellite cells, which could impact the muscle regeneration capacity. In conclusion, we have identified Rev-erb-α as a modulator of endoplasmic reticulum function in skeletal muscle. In the future, specific Rev-erb-α targeting therapies may be developed for human muscle diseases.

La protéine Rev du VIH-1 est une petite protéine qui permet l'export nucléaire des transcrits viraux partiellement ou non épissés. L'import nucléaire de Rev est réalisé par Importin β (Impβ), un facteur de transport cellulaire qui reconnaît le signal de localisation nucléaire (NLS) riche en arginine présent sur Rev. Le but de cette thèse est de déterminer la structure tridimensionnelle du complexe formé par Impβ et Rev. Après des essais de cristallogenèse infructueux, nous avons sondé la structure du complexe Impβ/Rev en utilisant différentes approches biochimiques, biophysiques et computationnelles. Les résultats suggèrent un nombre limité de modèles tridimensionnels du complexe Impβ/Rev. Ces travaux augmentent notre compréhension de la façon dont Impβ reconnaît Rev et devraient dans l'avenir, faciliter la détermination de la structure de ce complexe à haute résolution. / HIV-1 Rev is a small protein which mediates the nuclear export of unspliced and partially spliced viral transcripts. The nuclear import of Rev is mediated by the host cell protein Importin β (Impβ), a transport factor that recognizes the arginine- rich nuclear localization signal (NLS) present on Rev. The goal of this project is to determine the three-dimensional structure of the complex formed by Impβ and Rev. Because attempts to crystallize this complex were unsuccessful, we sought structural information using a range of biochemical, biophysical and computational approaches. The results suggest a limited number of hypothetical configurations for the Impβ/Rev complex, which can be specifically verified with additional experiments. The work described in this thesis increases our understanding of how Impβ recognizes Rev and should facilitate future efforts at determining the high-resolution structure of this complex.

The Caprine Arthritis Encephalitis Virus (CAEV) genome encodes three structural (gag, pol, and env) and three accessory (rev, tat, and vif) genes. The Rev-C protein regulates Gag, Pol and Env expression by transporting their mRNAs to the cytoplasm. Rev trans-activation requires binding of Rev to an RNA structure called the Rev Response Element (RRE-C). Previous mutational analyses have shown that two domains of Rev are required for its function. The basic domain mediates RRE binding and multimer formation, and the nuclear export signal (NES) mediates trans-activation. Preliminary experiments demonstrate that Rev-C N-terminal deletion mutants bind the RRE less avidly than does wildtype Rev. As a result, it was hypothesized that an additional domain located in the N-terminal exon of Rev-C was required for optimal RRE binding. To test this hypothesis, Rev-C alanine scanning mutants were generated and in vitro RRE binding assays were performed. Alteration of Rev-C amino acids K13, E14, N15, V19, T20, M21 and R27 dramatically decreased affinity for RRE-C. These data demonstrate that Rev-C N-terminal amino acids are required for optimal RRE-C binding and suggest that a third functional domain exists within the N-terminus of Rev-C.

Syftet med studien är att undersöka om förskollärarnas uppfattar att kraven på deras kompetens förändrats sedan läroplanen reviderades 2010.  Metoden för studien är semistrukturerade, kvalitativa intervjuer med sammanlagt åtta informanter från tre olika arbetsplatser. Informanterna är förskollärare som alla hade arbetat sedan år 2010 eller längre tid inom förskolan.   Empirin har tolkats genom meningskoncentrering (Kvalé & Brinkman 2014) och som teoretiskt ramverk har Ellströms (1992) modell av yrkeskompetens och Bronfenbrenners ekologiska systemteori (1979) använts. Ellströms modell har använts för att se samband eller skillnader mellan kompetens hos den enskilda individen (Formell och Faktisk kompetens) och kvalifikationer som krävs i ett specifikt yrke (Efterfrågad kompetens och Den kompetens som arbetet kräver). Bronfenbrenners systemteori har används för att se hur olika system kan påverkar den enskilda individen och dennes lärarkompetens.   Resultaten av studien kan sammanfattas som att förskollärarna uppfattar att kraven på deras kompetens har förändrats sedan år 2010. Förskollärarna menar att kraven har ökat främst inom två områden. De specifika kompetenser som uppfattades ha förändrats mest var kompetens att hantera en ny verksamhet och kompetens att reflektera. Detta kan kopplas till de förändringar som skett främst på makronivå exempelvis har den reviderade läroplanen ett nytt kapitel om uppföljning, utvärdering och utveckling. Förskollärarna själva uppfattar dock inte att kraven ökat på grund av läroplanen Lpfö 98:s revidering utan lyfter fram faktorer som större barngrupper och ökat föräldrainflytande.