Mon travail de thèse consistait à caractériser le rôle de la protéine TIF1γ (transcriptional intermediary factor 1 gamma) dans l’hématopoïèse adulte. L’hématopoïèse est un processus actif, ordonné, et hautement régulé faisant intervenir des étapes de prolifération, de différenciation et d’apoptose et permettant la production de toutes les cellules sanguines matures à partir d’un nombre restreint de cellules souches hématopoïétiques. La dérégulation des mécanismes intervenant dans l’hématopoïèse induit le développement d’hémopathies, notamment de leucémies. Les souris nullizygotes pour Tif1γ meurent au cours de l’embryogenèse du fait de graves défauts du développement. Afin d’étudier le rôle de Tif1γ dans l’hématopoïèse murine, et plus particulièrement sa contribution au développement et à la différenciation des cellules souches et des progéniteurs hématopoïétiques, nous avons généré des souris déficientes pour Tif1γ uniquement dans les cellules hématopoïétiques. Nous avons observé que Tif1γ agit en tant que gène suppresseur de tumeur dans ces cellules. Nous avons aussi démontré que Tif1γ est un régulateur clef du devenir des cellules souches hématopoïétiques chez les mammifères. Nous avons mis en évidence que, chez les souris âgées, la délétion de Tif1γ provoque l’apparition d’un syndrome myéloprolifératif dysplasique, ressemblant fortement au phénotype de la leucémie myélomonocytaire chronique (LMMC) humaine. De façon intéressante, nous avons identifiéé que plus de 40% de patients atteints de cette pathologie présentent un faible taux de TIF1γ. La décitabine, molécule hypométhylante utilisée en thérapeutique, permet le rétablissememnt d’une expression normale de TIF1γ. Chez certains patients, nous avons corrélé la diminution de l’expression de TIF1 avec l’hyperméthylation de l’ADN et un patron spécifique de modifications d’histones (acétylations et méthylations) sur le promoteur du gène TIF1γ. Ces résultats suggèrent une signature épigénétique spécifique de la leucémie myélomonocytaire chronique sur le promoteur de TIF1γ. L’ensemble de nos données indiquent donc que TIF1γ est un gène suppresseur de tumeur régulé épigénétiquement dans les cellules hématopoïétiques. / My thesis deals with the characterization of the role of the protein TIF1γ (transcriptional intermediary factor 1 gamma) in adult hematopoiesis. Hematopoiesis is an active process, orderly and highly regulated, using proliferation, differentiation and apoptosis steps, and allowing the production of mature blood cells from a restricted number of hematopoietic stem cells. Deregulation of mechanisms involved in hematopooiesis leads to the development of leukemias. Tif1γ knockout mice die during embryogenesis with severe development defects. In order to study the role of Tif1γ in murine hematopoiesis, and more particularly its contribution to hematopoietic stem and progenitor cells development and differentiation, we generated hematopoietic Tif1γ deleted mice. We showed that Tif1γ functions as a tumor suppressor gene in hematopoietic cells. Moreover, we identified Tif1γ as a key player in the commitment of mammal hematopoietic stem cells. In ageing mice, we demonstrated that the Tif1γ deletion leads to a myeloproliferative and myelodysplastic syndrome, phenotypically very close to the human chronic myelomonocytic leukemia (CMML). We also identified a very low level of TIF1γexpression in the monocytes of 40% CMML patients. Decitabine, a hypomethylating molecule used in CMML therapy, allows the restoration of a normal TIF1γ expression. In some patients, we have highlighted the correlation between the low expression of TIF1γ, the DNA hypermethylation and a specific pattern of histone modifications (acetylation and methylation) on TIF1γ gene promoter. These results suggest a specific epigenetic signature of the disease on this promoter. Taking together, our data indicate that TIF1γ is a tumor suppressor gene, epigenetically regulated in hematopoietic cells.

La modification post-traductionnelle par SUMO régule des mécanismes essentiels des fonctions protéiques comme leurs interactions avec des protéines ou des acides nucléiques, leurs localisations subcellulaires, leurs stabilités ou encore leurs activités enzymatiques. La SUMOylation est un processus réversible qui fait intervenir des enzymes spécifiques. À l’aide de modèles murins génétiquement modifiés déficient pour l’enzyme unique E2, UBC9, nous avons pu caractériser les conséquences de l’hypoSUMOylation sur la transformation des cellules et l’oncogenèse colorectal. Les résultats obtenus in vitro montrent qu’une perte totale de la SUMOylation n’a pas d’effet significatif sur la survie des cellules primaires mais affecte très fortement celle des cellules transformées. De manière surprenante, la réduction de moitié de la quantité d’UBC9 augmente la prolifération des cellules transformées mais n’a aucun effet sur la prolifération des cellules primaires. Dans les modèles animaux des résultats contradictoires ont été obtenus. En effet, la réduction de moitié de la quantité d’UBC9 augmente le nombre de polypes intestinaux dans un modèle murin de cancer colorectale induit génétiquement (APC). Par contre, dans un modèle chimio-induite en présence d’un agent inflammatoire (AOM-DSS), la réduction de la quantité d’UBC9 réduit le nombre de polypes dans les colons des souris. Ces résultats permettent d’affiner nos connaissances sur le rôle de la SUMOylation et d’envisager que des inhibiteurs de la SUMOylation pourraient être utilisées en thérapeutique. Néanmoins, le niveau de SUMOylation devra alors être très strictement et finement contrôlé en fonction du type de cancers. / The post-translational modification by the Small Ubiquitin-like MOdifier (SUMO) is an essential regulatory mechanism of protein function affecting the interactions of its substrates with their protein and nucleic acid partners, their localization, stability or enzymatic activity. SUMOylation is a reversible process involving specific enzymes. Using genetically modified models deficient for the unique E2 enzyme, UBC9, we characterized the consequences of hypoSUMOylation in cellular transformation and colorectal cancer. The results obtained in vitro demonstrate that a total loss of SUMOylation does not have significant effects in the survival of primary cells but strongly affects the survival of transformed cells. Surprisingly however, the reduction in half of the quantity of UBC9 increased the proliferation of transformed cells but had no effect in the proliferation of primary cells. In animal models, contradictory results were obtained. More specifically, the reduction in half of the quantity of UBC9 increased the number of intestinal polyps in a murine model of genetically induced colorectal carcinogenesis (APC). On the contrary, in a chemical model consisting of mutagenic and an inflammatory agent (AOM-DSS), the reduction in half of UBC9 decreases the number of polyps in the colon of the mice. On the whole, these results allow us to increase our knowledge of SUMOylation and to envisage a possible use of SUMOylation inhibitors for cancer therapy, however the level of SUMOylation would have to be strictly and finely controlled depending on the type of cancer.

Les tumeurs de la vessie sont le quatrième cancer en terme de fréquence chez l’homme dans les pays industrialisés. Elles peuvent schématiquement être séparées en deux sous-groupes principaux : les tumeurs basales, peu différenciées, et les tumeurs luminales, différenciées. PPARγ est un récepteur nucléaire fortement exprimé dans ce second groupe, qui agit en hétérodimère avec un co-récepteur partenaire, RXRα, et possède un rôle essentiel dans la différenciation des cellules de l’urothélium normal. Récemment, un rôle protumorigénique de PPARγ a été mis en évidence dans les tumeurs luminales de vessie, où son activité est augmentée par le biais d’amplifications de PPARγ, ainsi que des mutations activatrices de son partenaire, RXRα. Le premier axe de mon projet a consisté à mieux caractériser ce rôle protumorigénique de PPARγ. J’ai d’abord participé à la mise en évidence de mutations récurrentes activatrices de PPARγ dans les tumeurs luminales de la vessie renforçant le rôle protumorigénique du récepteur dans ces tumeurs. J’ai ensuite cherché à identifier les gènes cibles de l’hétérodimère PPARγ/RXRα pouvant médier cet effet protumorigénique. Grâce à des analyses transcriptomiques après extinction de l’expression PPARγ ou de RXRα et des expériences de ChIP-sequencing de PPARγ et RXRα, j’ai pu identifier 30 gènes candidats. L’étude de l’implication de ces gènes dans la progression tumorale des tumeurs luminales présentant des altérations de la voie PPARγ/RXRα est actuellement en cours. Parallèlement à ce rôle protumorigénique dans les tumeurs luminales, des résultats suggéraient que ce gène pourrait posséder un rôle suppresseur de tumeurs dans le sous-groupe basal. La deuxième partie de mon projet a consisté à explorer cette hypothèse. J’ai pu montrer que des délétions hétérozygotes de PPARγ sont associées à ce sous-groupe de tumeurs basales, qui présente également une diminution globale de l’expression de PPARγ. De plus, parmi les mutations non-récurrentes de PPARγ identifiées dans ces tumeurs, certaines sont des mutations inactivatrices, capables d’inhiber l’activité transcriptomique de l’hétérodimère PPARγ/RXRα en favorisant la fixation de co-répresseurs de l’hétérodimère. J’ai également pu montrer un rôle anti-tumoral de PPARG dans les tumeurs basales puisque l’expression de PPARγ dans des lignées cellulaires basales à la suite de leur transfection avec un plasmide codant pour PPARγ est capable d’inhiber leur viabilité. Ce projet a ainsi permis de mettre en évidence un rôle dual de PPARγ dans les tumeurs de vessie, avec un rôle protumorigénique dans les tumeurs luminales, où il est suractivé par des amplifications et des mutations activatrices, et un rôle suppresseur de tumeurs dans les tumeurs basales, où il est réprimé par des délétions et de mutations inactivatrices. / Bladder tumors are the fourth cancer in terms of frequency in men, in industrialized countries. Bladder cancers can be divided into two main subgroups: undifferentiated basal tumors and differentiated luminal tumors. The nuclear receptor PPARγ, which is highly expressed in the second subgroup, forms a heterodimer with its partner, the nuclear receptor RXRα, and plays a key role in normal urothelial differentiation. A protumorigenic role of PPARγ has been established in luminal bladder cancer, with an increased activity through PPARγ genomic amplification or activating mutations of its partner, RXRα. The first part of my project aimed to better characterize this protumorigenic effect. I first participated in the identification of recurrent activating mutations of PPARγ in the luminal subgroup, enhancing its protumorigenic role in those tumors. Then, I tried to identify the PPARγ/RXRα heterodimer target genes that drive its protumorigenic role. By analyzing transcriptomic data following down regulation of PPARγ and RXRα, as well as ChIP-sequencing data for each of them, I identified 30 candidate target genes. The implication of the candidate genes in tumor progression of luminal cancer carrying PPARγ/RXRα pathway alteration is in progress. As opposed to its protumorigenic role in luminal tumors, some results suggested that PPARγ could play a tumor suppressor role in the basal subgroup. The second part of my project explored this hypothesis. I characterized PPARγ deletions associated with the basal subgroup, which presents a global PPARγ downregulation. Moreover, some of the non-recurrent mutations identified in this subgroup are inactivating mutations, able to inhibit the transcriptomic activity of the PPARγ/RXRα heterodimer, by an enhanced affinity of the heterodimer for co-repressors. I also showed an antitumor effect of PPARγ in basal tumors: its expression in basal bladder cell lines after transfection with a plasmid coding for PPARγ was able to inhibit cell viability. This project highlighted the dual role of PPARγ in bladder tumors, with a protumorigenic effect in luminal tumors through amplifications and activating mutations, and a tumor suppressor effect in basal tumors through deletions and inactivating mutations.

Le suppresseur de tumeur p53 permet à la cellule de se défendre contre différentes formes de stress. Il joue un rôle de barrière s'opposant à la tumorigenèse: en effet la perte de p53 chez la souris prédispose grandement ces animaux à développer des tumeurs; de même le locus p53 est inactivé dans près de 50% des tumeurs humaines. p53 constitue un facteur de transcription qui se lie à des séquences particulières de l'ADN et active l'expression des gènes adjacents. L'expression orchestrée de ces gènes conduit, directement ou indirectement et suivant le contexte cellulaire, soit à la mort de la cellule soit à l'inhibition de la division cellulaire. Les mécanismes moléculaires médiant ces deux activités biologiques essentielles de p53, de même que les mécanismes influençant le choix de la réponse cellulaire, sont encore mal compris. L'importance de p53 dans ce choix reste également à démontrer. Afin de contribuer à la compréhension de ces mécanismes, le modèle murin déficient pour Mdm4, un régulateur négatif de l'activité de p53, a été choisi. L'inactivation de Mdm4 chez la souris conduit en effet à l'activation ectopique de p53 in vivo et l'induction de deux types de réponse: apoptose dans le neuroépithélium et arrêt de la prolifération cellulaire dans les tissus non neuronaux. Le profil d'expression des gènes dans les tissus neuronaux et non neuronaux a donc été comparé entre embryons de souris sauvage et mdm4-/- par la technique d'hybridation de biopuces à ADN. Les résultats obtenus suggèrent que le type de réponse dépend du type cellulaire et non de p53 lui-même. En effet les profils d'expression des gènes dans les tissus neuronaux (conditions d'apoptose) et non neuronaux (conditions d'arrêt de la prolifération cellulaire) chez l'embryon de souris mdm4-/- sont comparables. Nous nous sommes ensuite particulièrement intéressés à deux nouveaux gènes dont l'expression est augmentée dans les embryons mdm4-/-. Dans un premier temps, leur induction transcriptionnelle chez l'embryon de souris mdm4-/- a été confirmée par différentes techniques et il a été vérifié qu'ils constituaient tous deux des cibles directes de p53 induites suite à un stress génotoxique. Le premier gène code Dapk1, une protéine suppresseur de tumeur pro-apoptotique présentant une activité de type sérine/thréonine kinase. Ce travail a permis d'établir que Dapk1 participait à une boucle de rétroaction du contrôle de l'activité de p53. Le deuxième gène identifié code la protéine Ptprv, un récepteur transmembranaire présentant une activité de type tyrosine phosphatase. En vue d'étudier la signification physiologique de l'induction transcriptionnelle de ptprv suite à l'activation de p53, des expériences effectuées à partir de matériel biologique issu de souris déficientes pour Ptprv ont été réalisées. Ces expériences confirment le rôle essentiel de Ptprv comme médiateur de l'arrêt du cycle cellulaire en phase G1 induit par p53 suite à un stress génotoxique, à la fois in vitro et in vivo. Par contre, Ptprv ne semble pas influencer l'apoptose induite suite à l'activation de p53. Ce travail a également permis d'établir le rôle essentiel de Ptprv dans la suppression de tumeurs induites chez la souris par activation constitutive de l'oncogène Ras.

L'ubiquitination est une modification post-traductionnelle qui joue un rôle central dans divers processus biologiques. Elle peut être contrecarrée par les déubiquitinases (DUBs). "BRCA1-Associated Protein 1" (BAP1) est une déubiquitinase, qui fait partie de complexes multiprotéiques, possèdant une fonction de suppression tumorale ainsi qu'un potentiel anti-métastatique. De plus, BAP1 est phosphorylée suite aux dommages à l’ADN par les kinases ATM/ATR. En nous basant sur ces données, nous avons purifié les protéines associées à BAP1 dans des conditions de stress génotoxique. Bien que la composition du complexe et l’activité DUB semblent inchangées, nous avons pu identifier des changements critiques dans les niveaux et les sites de phosphorylation, confirmant la régulation de BAP1 suite aux dommages à l’ADN. En déplétant BAP1 par ARNi et en utilisant des mutants dominants négatifs, nous avons obtenu des résultats suggèrant que suite au stress génotoxique, cette DUB est requise pour prolonger le point de contrôle en G2/M et ce, en retardant la reprise du cycle cellulaire. D'un autre côté, l'expression de BAP1 dans des cellules cancéreuses qui en sont déficientes restore une ploïdie normale et diminue la fréquence d'aberrations nucléaires, suggérant que cette protéine joue un rôle dans la stabilité génomique. Nos résultats suggèrent fortement que BAP1 joue un rôle dans la réponse des cellules au stress génotoxique et la stabilité génomique. Nos travaux permettront ainsi d’identifier et de caractériser les voies de signalisation cellulaire régulant l’activité et la fonction de BAP1 durant les périodes d’exposition à des agents qui endommagent l’ADN. Les connaissances acquises seront donc d’une valeur tangible pour nôtre compréhension de la mutagenèse induite par des agents carcinogènes, un déterminant clé de la formation des tumeurs. / Ubiquitination is a reversible, covalent post-translational modification that regulates protein function and as such plays crucial roles in a wide range of physiological processes. Importantly, gain- or loss-of-function mutations in components of the ubiquitin system have been causally linked to tumorigenesis. The reverse reaction of ubiquitination is catalyzed by deubiquitinases (DUBs), a family of enzymes that removes ubiquitin from proteins. BRCA1-Associated Protein 1 (BAP1) is a deubiquitinase known to be a tumor suppressor and anti-metastatic protein since deletions and rearrangements are observed in a wide range of tumors. However, little is known about how BAP1 works into the cells. Here, we show that BAP1 is hyperphosphorylated after DNA damage by gamma radiations and ultraviolet light, probably by ATM and/or ATR. Moreover, we found that BAP1 depletion cause a defect in the maintenance of the G2/M checkpoint after gamma radiation, suggesting that BAP1 is required to maintain the arrest after DNA damage. This delay is important to allow DNA repair and to prevent genomic instability. Consistently, we found that BAP1 expression in BAP1 deficient cells restore normal diploidy and prevent nuclear aberrations, suggesting that BAP1 links DNA damage induced checkpoint regulation to genomic stability: two important processes for carcinogenesis. These findings provide new insights into the role of deubiquitination in cell signaling and neoplastic transformation.

La sénescence est un mécanisme de défense antiprolifératif dont la cellule est munie afin de prévenir l’accumulation de mutations pouvant mener à sa transformation et l’éventuel développement d’une tumeur. Ce programme consiste en un arrêt permanent du cycle cellulaire. Il peut être activé par de nombreux stimuli tels que le raccourcissement des télomères, le stress oxydatif, ou l’expression d’un oncogène constitutivement actif. Sa régulation requiert l’activation de protéines appelées des suppresseurs de tumeur dont les plus importants sont p53 et RB. De manière plus spécifique, les sénescences induites par l’expression des oncogène RASV12 ou STAT5A(1*6) sont respectivement caractérisées par l’augmentation de l’expression des protéines PML et CHES1/FOXN3. Le but de cette thèse est, dans un premier temps, de mettre en évidence le mécanisme de régulation de la sénescence par PML. PML est un suppresseur de tumeur dont l’expression dans des cellules diploïdes normales est suffisante pour induire la sénescence. Cette protéine forme des corps nucléaires sphériques au sein desquels est recruté, parmi d’autres molécules, la protéine du rétinoblastome RB. RB est un régulateur négatif du cycle cellulaire capable de lier et inhiber les facteurs de transcription E2F dont les gènes cibles sont nécessaires à la prolifération. Nos travaux démontrent que le mécanisme d’induction de la sénescence par PML implique le recrutement du complexe RB/E2F aux corps de PML afin de renforcer l’inhibition de l’activité des E2F par RB. Également, les E2F sont recrutés aux corps de PML en compagnie de leurs promoteurs ce qui favorise la formation d’hétérochromatine au niveau de ces gènes, aidant à leur répression et donc à l’établissement de la sénescence. D’autre part, cette thèse a pour but de caractériser le rôle de CHES1/FOXN3 dans la régulation du cycle cellulaire. CHES1 est un facteur de transcription de la famille des Forkheads. Son expression dans des cellules cancéreuses provoque un ralentissement de leur prolifération. Afin de comprendre son mécanisme de fonctionnement, une analyse sur micropuce d’ADN de l’expression des gènes de cellules cancéreuses exprimant CHES1 a été réalisée. Cette analyse a montré que, dans la cellule, CHES1 joue un rôle de répresseur transcriptionnel. Plus précisément, CHES1 réprime, entre autres, l’expression de gènes nécessaires à la synthèse des protéines tels que PIM2 et DYRK3. De manière intéressante, la réexpression de PIM2 dans des cellules cancéreuses exprimant CHES1 permet de rétablir partiellement la prolifération cellulaire. Également, l’analyse sur micropuce a révélé que CHES1 régule l’expression de nombreux gènes impliqués dans la formation des cilia dont l’une des fonctions semble être de moduler la synthèse protéique. Pris ensemble, ces résultats suggèrent que le mécanisme antitumoral de CHES1 consiste en une inhibition de la synthèse de protéines. / Senescence is an antiproliferative defense mechanism that protects the cell against the accumulation of mutations and, eventually, her transformation and the development of a tumor. This program consists of a permanent cell cycle arrest. It can be activated by many stimuli, such as telomere shortening, oxidative stress, or the expression of a constitutively active oncogene. Senescence regulation requires activation of proteins called tumor suppressors which the most important are p53 and RB. More specifically, senescences induced by the expression of oncogenic RASV12 or STAT5A (1 * 6) are respectively characterized by increased expression of the proteins PML and CHES1/FOXN3. The purpose of this thesis is, firstly, to identify the mechanism of regulation of senescence by PML. PML is a tumor suppressor whose expression in normal diploid cells is sufficient to induce senescence. This protein forms spherical nuclear bodies in which is recruited, among other molecules, the retinoblastoma protein RB. RB is a negative regulator of the cell cycle due to its capacity to bind and inhibit the E2F transcription factors whose target genes are necessary for proliferation. Our work demonstrates that the mechanism of induction of senescence by PML involves the recruitment of the complex RB/E2F to the PML body to enhance the inhibition of E2F activity by RB. Also, the E2Fs are recruited to PML bodies together with their promoters which promotes the formation of heterochromatin in these genes, helping their repression and thus the establishment of senescence. On the other hand, this thesis aims to characterize the role of CHES1/FOXN3 in regulating the cell cycle. CHES1 is a transcription factor of the Forkheads family which expression in cancer cells causes a growth reduction. To understand the antitumoral mechanism of CHES1, a microarray analysis of cancer cells expressing CHES1 was performed. This analysis shows that CHES1 is a transcriptional repressor. Specifically, CHES1 represses, among others, the expression of genes required for the synthesis of proteins such as PIM 2 and DYRK3. Interestingly, re-expression of PIM 2 in cancer cells expressing CHES1 partially restores cell proliferation. Also, microarray analysis revealed that CHES1 regulates the expression of many genes involved in the formation of cilia which one of the functions seems to be to modulate protein synthesis. Taken together, these results suggest that the antitumor mechanism of CHES1 involves inhibition of protein synthesis.

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

La leucémie T de l’adulte (ATL) est une pathologie lympho-proliférative aiguë associée à l’infection par le virus HTLV-1 (human T-cell leukemia virus type 1). La réactivation de la télomérase observée lors de la phase tardive du développement de l’ATL est un évènement crucial dans la progression tumorale. Elle est induite au niveau transcriptionnel par la protéine HBZ (HTLV-1 bZIP factor) et est dépendante du facteur de transcription JunD. Ce dernier est normalement associé en complexe avec le produit du gène suppresseur de tumeur MEN-1, la ménine, dont l’interaction avec JunD réprime la transcription JunD-dépendante et convertit JunD en inhibiteur de croissance.Mes résultats démontrent que la protéine virale HBZ inhibe la fonction suppresseur de tumeur de la ménine, induisant l’activité transcriptionnelle de JunD et donc l’activation de la transcription de son gène cible : la transcriptase inverse télomérase humaine (hTERT). J’ai démontré que HBZ, JunD et la ménine peuvent coexister dans un même complexe protéique et que HBZ et la ménine ont des effets opposés sur l’activité transcriptionnelle de JunD. En effet la ménine inhibe l’activation du promoteur proximal d’hTERT par JunD, alors que HBZ est capable de contre balancer cet effet. Finalement, je propose qu’en recrutant l’histone acétyltransférase p300, HBZ réverse la déacétylation des histones induite par le recrutement des HDACs par la ménine et par conséquent active le promoteur d’hTERT. L’ensemble de ces résultats a permis d’identifier les mécanismes moléculaires aboutissant à l’inhibition fonctionnelle de la protéine suppresseur de tumeur ménine, résultant en la dérégulation de la voie AP-1 dans les cellules infectées par HTLV-1. Finalement, ce travail apporte de nouvelles précisions sur le mécanisme de la surexpression transcriptionnelle de la télomérase lors de l’infection par HTLV-1, une étape importante de la mise en place et du développement de la leucémie T de l’adulte vers des stades plus agressifs. / Adult T-cell leukemia (ATL) is an aggressive lymphoproliferative disorder associated with human T-cell leukemia virus type 1 (HTLV-1) infection. Reactivation of telomerase, a critical event in tumor progression observed in late phases of ATL development, has been shown to be caused by HBZ (HTLV-1 bZIP factor), a regulatory protein encoded by the negative strand of the HTLV-1 genome. The HBZ-mediated up-regulation of the telomerase catalytic subunit is dependent on JunD, which in the cellular context occurs in the complex with menin, the product of the MEN-1 tumor suppressor gene. Interaction with menin represses JunD-dependent transcription and converts JunD into a growth suppressor, whereas it acts as a growth promoter in the absence of menin. My results demonstrate that the viral protein HBZ abrogates tumor suppressor function of menin, resulting in the activation of JunD transcriptional activity and finally in the up-regulation of its target gene, the human telomerase reverse transcriptase (hTERT). I showed that HBZ, JunD and menin can coexist in the same protein complex and that HBZ and menin exert opposite effects on JunD transcriptional activity. Moreover menin inhibits the JunD-mediated activation of the hTERT proximal promoter and HBZ is able to counteract this effect. Finally, I proposed that HBZ, by recruiting p300 histone acetyltransferase, reverses the histone deacetylation conducted by menin-recruited HDACs and therefore up-regulates the expression of the hTERT gene. Altogether, my work led to the identification of the molecular mechanism leading to the functional impairment of the menin tumor suppressor, which results in the deregulation of AP-1 signaling in HTLV-1 infected cells. Finally this work gave new insights into the mechanism of the transcriptional up-regulation of the hTERT gene upon HTLV-1 infection, being a key event during the development of Adult T-cell leukemia and a necessary step towards the progression into more aggressive courses.

Les mutations du gène MEN1 prédisposent au syndrome des Néoplasies Endocriniennes Multiples de type 1 (NEM1), caractérisé par des tumeurs endocrines multiples. Les souris hétérozygotes pour Men1 développent des tumeurs similaires, ainsi que des cancers de la prostate et des glandes mammaires, avec une incidence faible. J’ai pu montrer que l’expression de la protéine menin, codée par ce gène, est totalement inactivée dans les carcinomes prostatiques développés chez ces souris et est associée à une dérégulation de l’expression du récepteur aux androgènes et une inactivation de l’inhibiteur des CDK p27, un gène cible connu de menin. Des souris WapCre-Men1 F/F, où le gène Men1 est invalidé dans les cellules mammaires, développent des néoplasies intraépithéliales mammaires (MIN) avec une forte incidence à partir de 9 mois. Une fuite d’expression du transgène WapCre dans l’hypophyse entraîne en plus le développement de prolactinomes chez ces souris, les conduisant à une mort prématurée. Par diverses analyses, j’ai pu déterminer que l’augmentation de l’incidence de ces lésions ne pouvait pas être seulement expliquée par l’influence des prolactinomes. De manière intéressante, j’ai pu mettre en évidence une nette diminution du marquage membranaire de beta-caténine, un partenaire connu de menin, ainsi que de E-cadhérine dans les lésions MIN, suggérant une altération de la cohésion cellulaire en absence de menin. L’ensemble des données obtenues pendant ma thèse indiquent un rôle potentiel de l’invalidation du gène Men1 dans le développement de carcinomes prostatiques et de néoplasies mammaires chez la souris / Mutations of the MEN1 gene predispose to multiple endocrine neoplasia type 1 (MEN1) syndrome, characterized by the occurrence of multiple endocrine tumours. Heterozygous Men1 mutant mice not only recapitulate MEN1 pathology, but also display prostatic and mammary carcinomas with a low incidence. I showed that the expression of menin, coded by the Men1 gene, was completely inactivated in the prostatic carcinomas developed in these mice. Deregulated expression of androgen receptor and the inactivation of p27 CDK inhibitor, a menin target gene, were also found in these lesions. In addition, my data demonstrated that mammary-specific disruption of the Men1 gene in mice led to high incidence of mammary intraepithelial neoplasia (MIN) from 9 months of age in the mutant mice. An unexpected leakage activity of the WapCre transgene in pituitary resulted in the development of prolactinomas and premature death in the mutant mice. Several analyses provided evidence showing that the increased incidence of MIN lesions could not be simply explained by the influence of prolactinomas. Interestingly, we observed a strong reduction of beta-catenin, a known menin partner, and E-cadherin membrane expression in these lesions, suggesting an alteration of cellular adhesion in the absence of menin. On the whole, these data indicate a potential implication of Men1 disruption in the development of prostate carcinomas and mammary intraepithelial neoplasia in mice

La protéine suppresseur de tumeur p53 est soumise à de complexes régulations transcriptionnelles et posttraductionnelles. La découverte d’isoformes de p53 a introduit un degré de complexité supplémentaire auxmécanismes de régulation des fonctions de p53. On dénombre à ce jour douze isoformes qui diffèrent de p53dans leurs domaines N- et C-terminal. Cependant, les modes d’expression et de fonction de ces isoformes restentà être clarifiés.Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés aux deux isoformes Δ40p53 et Δ133p53, en analysant leurinteraction avec p53 et en mesurant leur expression dans les mélanomes, un type de cancer où p53 est trèsrarement mutée. Nous montrons que Δ40p53 peut moduler l’activité de p53 avec un effet bi-phasique, tantôtactivateur ou répresseur du niveau d’expression et des fonctions de p53. Δ133p53 est produite par un promoteurP2 localisé dans le gène TP53. Nous avons montré qu’en réponse à un stress génotoxique, l’expression de Δ133p53 est régulée par p53, qui se lie au promoteur P2. Ceci suggère une boucle d’auto-régulation par p53, quiest capable de contrôler l’expression d’une isoforme inhibant ses propres fonctions. Enfin, les isoformes Δ40p53 et Δ133p53 sont surexprimées dans les tumeurs métastatiques de mélanomes comparées aux tumeurs noninvasives,suggérant à ces isoformes un rôle dans l’inactivation de p53 dans les cancers.Ainsi, Δ40p53 et Δ133p53 interagissent avec p53 de façon complexe, avec des effets plus contrastés que lasimple inhibition de l’activité suppressive de p53. Les isoformes de p53 jouent ainsi un rôle majeur dans lesactivités basales de p53, ainsi que dans l’inactivation fonctionnelle de p53 dans les cancers. / The p53 tumour suppressor protein has a highly complex pattern of regulation at transcriptional and posttranslationallevels. The discovery of p53 isoforms has added another layer of complexity to the mechanisms thatregulate p53 functions. Indeed, p53 is expressed as 12 isoforms that differ in their N- and C-terminus due toalternative splicing, promoter or codon initiation usage. So far, there is limited understanding of the patterns ofexpression and of the functions of each of these isoforms.In this Thesis, we have focused on the two major p53 N-terminal isoforms, Δ40p53 and Δ133p53. We haveanalysed their patterns of interactions with the full-length p53 and we have investigated whether their expressioncould be deregulated in melanoma, a cancer type in which TP53 mutations are rare. Our results show that Δ40p53 can modulate p53 function with a bi-phasic effect, acting as a repressor or activator of p53 to control itslevels and activity. Moreover, we demonstrate that the internal P2 promoter produces Δ133p53 and is regulatedby p53 in response to genotoxic stress, identifying a novel auto-regulatory loop by which p53 may control theexpression of an isoform acting as an inhibitor of p53 activities. Finally, we show that mRNAs encoding Nterminalisoforms are often over-expressed in highly metastatic melanoma when compared to non-invasiveforms, suggesting that N-terminal isoforms contribute to functionally inactivate p53. Thus, we propose that Δ40p53 and Δ133p53 modulate p53 functions within dynamic fluctuations of aprotein network. Hence, p53 isoforms may have a major role in basal p53 activities as well as in the functionalinactivation of p53 in cancer cells.