La localisation d’ARNm est un processus cellulaire post-transcriptionnel qui assure le transport de l’ARNm vers une région subcellulaire spécifique. Dans différents organismes, plusieurs ARNm ont été décrits d’être localisés, et des études systématiques ont été réalisées uniquement chez la drosophile. Afin d’analyser la localisation des ARNm dans un modèle de mammifères, nous avons développé deux approches. La première approche est une nouvelle technique, smiFISH (single molecule inexpensive Fluorescent In Situ Hybridization), qui utilise des sondes primaires non marquées et une sonde secondaire fluorescente. Cette technique, qui permet d’analyser les ARNm au niveau endogène, est flexible, résolutive et peu coûteuse. La deuxième approche est l’analyse de centaines d’ARNm dans une collection de lignées cellulaires HeLa, par l’utilisation d’un seul jeu de sondes. Ces deux stratégies ont montré qu’environ 8% des ARNm sont localisés dans les cellules HeLa, et ont permis de découvrir de nouvelles classes de localisation d’ARNm chez les mammifères, jamais décrites auparavant. En analysant les gènes de la famille des moteurs moléculaires, nous avons trouvé que six ARNm ont des localisations particulières, parmi lesquels KIF1C présente une co-localisation entre l’ARNm et la protéine, suggérant un rôle crucial dans certains processus biologiques cellulaires. / The mRNA localization is a post-transcriptional process which allows the transport of mRNA to a specific subcellular region. In different organisms, several mRNAs have been described to be localized, but systematic studies have been only performed in Drosophila. In order to analyze the mRNA localization in a mammalian model, we developed two approaches. The first approach is a new technique, smiFISH (single molecule inexpensive Fluorescent In Situ Hybridization), which uses unlabeled primary probe and a fluorescent secondary probe. This technique, which allows the analysis of mRNA at the endogenous level, is flexible and inexpensive. The second approach is the analysis of hundreds of mRNA using a collection of HeLa cell lines, with a single set of probes. Both strategies allowed us to show that about 8% of mRNA are localized in HeLa cells. In addition, we discovered new classes of mRNA localization in mammals, never described before. By analyzing the genes of the molecular motors family, we found that six mRNAs have specific localization patterns, including KIF1C for which mRNA and protein co-localize, suggesting a crucial role in certain cell biological processes.

La polarisation des cellules est essentielle à la division cellulaire asymétrique, la migration cellulaire, la fonction neuronale et le développement embryonnaire. Elle peut se faire par le mécanisme de localisation des ARNm dans des compartiments cellulaires spécifiques. Bien que le mécanisme de localisation des ARNm soit assez bien défini dans tous les types cellulaires, son implication dans le développement du cancer n'a pas été caractérisée. Une étude de séquençage direct de l'ARN, réalisée sur des cellules métastatiques (HCCLM3) du carcinome hépatocellulaire (CHC) a déterminé qu'au niveau de leurs protrusions, certains ARNm y sont enrichis, alors qu'aux protrusions des cellules CHC non-métastatiques SMMC7721, ces ARNm n’y sont pas enrichis. L'ARNm qui encode pour le facteur de transcription STAT3 figure parmi ceux identifiés comme étant enrichis. La technique du smiFISH a été utilisée pour valider l'enrichissement de l'ARNm STAT3 au niveau des protrusions des cellules CHC associées à un phénotype métastatique. Les résultats obtenus démontrent que l'essai de déplétion de sérum permet d'induire la migration des cellules SMMC7721, HCCLM3 et MHCC97H, qui forment des protrusions de type lamellipode. En parallèle, l'expression de l'α-actinine-GFP a permis de visualiser les régions protrusives et de les délimiter. Les expériences de smiFISH et les mesures d'expression relative par RT-qPCR ont révélé que les cellules métastatiques HCCLM3 et MHCC97H expriment peu d'ARNm STAT3, comparativement aux cellules non-métastatiques SMMC7721. De plus, les quantifications absolues de l'enrichissement démontrent que dans toutes les lignées CHC, les molécules d'ARNm STAT3 uniques localisent majoritairement au niveau des corps cellulaires, et très peu dans les protrusions. Le ratio du nombre de molécules d'ARNm STAT3 uniques localisées dans les protrusions sur le nombre de molécules uniques localisées dans les corps cellulaires est nettement plus petit pour les cellules HCCLM3 et MHCC97H que pour les cellules SMMC7721. La densité de l'ARNm STAT3 / unité de surface dans les protrusions des cellules HCCLM3 et MHCC97H est inférieure à celle des cellules SMMC7721. Ensemble, ces résultats confirment qu'il n'y a pas d'enrichissement de l'ARNm STAT3 aux protrusions des cellules CHC associées à un phénotype métastatique. / Subcellular mRNA localization regulates cell polarization. Asymmetric distribution of transcripts is important in cell division, cell migration, neuronal function and embryonic development. In all cell types, the mechanisms of mRNA localization are well defined, but their involvement in cancer development is still unknown. A recent study has identified protrusion-localized STAT3 mRNA in metastatic hepatocarcinoma cells (HCCLM3). In comparison, the STAT3 mRNA was not found to be enriched in the non-metastatic cells (SMMC7721) protrusions. The enrichment of the STAT3 mRNA at the protrusions of HCC cells associated with a metastatic phenotype was studied by smiFISH. Our results showed that the serum starvation assay induced lamellipodia-based migration in SMMC7721, HCCLM3 and MHCC97H cells. Also, expression of GFP-α-actinin allowed to mark the protrusive regions of migrating HCC cells. The smiFISH results and RT-qPCR quantification revealed that the metastatic cells (HCCLM3 and MHCC97H) express lower levels of STAT3 mRNA compared to the non-metastatic cells (SMMC7721). Absolute quantification of localization and enrichment revealed that STAT3 mRNA mainly localizes in the cell bodies of all HCC cell lines. The ratio of the number of single molecules of STAT3 mRNA localized in the protrusions on the number of single molecules localized in the cell bodies is smaller for the metastatic cells than the non-metastatic cells. In the metastatic cells protrusions, the density of STAT3 mRNA / unit of surface was found the be lower than the non-metastatic cells. Altogether, these results confirm that there is no enrichment of STAT3 mRNA at the protrusions of metastatic HCC cells.