L’homéostasie de la taille des cellules implique l’existence de mécanismes capables de coordonner la croissance (l’augmentation du volume) avec la prolifération (l’augmentation du nombre de cellules). Il est clairement établi que la taille des cellules est affectée par la disponibilité en nutriment du milieu de culture et par la ploïdie, mais les mécanismes sous-jacents demeurent inconnus. Une étude à l’échelle du génome réalisée chez la levure par l’équipe de M. Tyers a révélée que l’inactivation d’environ 400 gènes conduisait à un volume cellulaire moyen significativement différent de celui de la souche sauvage isogénique. Le contrôle de la taille des cellules est ainsi une situation intéressante dans laquelle de nombreux loci contribuent à un caractère quantitatif complexe. La plupart de ces loci demeurant orphelin de voie de signalisation distincte, leur influence respective reste à élucider. Nous avons commencé cette étude en partant de l’observation qu’un mutant sir2 présentait un volume cellulaire augmenté. De manière cohérente, un traitement au nicotinamide (Nam), un inhibiteur de Sir2, reproduit le défaut de taille de sir2 par un mécanisme dépendant de Sir2p. Nous avons alors pu, par une approche d’épistasie chimique, identifier 22 mutants non affectés par le traitement de la Nam, parmi ~200 mutants de petite taille. De manière surprenante, 16 de ces 22 mutants de taille insensibles à la NAM, sont affectés dans la biogenèse de la grande sous unité du ribosome (60S). Une drogue capable de bloquer spécifiquement la biogenèse tardive de la 60S, la diazaborine, mime le phénotype de taille des mutants de la 60S, produisant des cellules sauvages plus petites. Un ensemble de ~200 mutants de grande taille a été traité à la diazaborine et leur volume mesuré. Cette approche chimiogénétique nous a permis d’identifier 31 mutants insensibles à la diazaborine, incluant swi4 et swi6, deux régulateurs majeurs du cycle cellulaire, critiques pour le contrôle de la taille des cellules. Ces résultats furent confirmés par la construction de double mutants. Ce travail montre qu’il est possible d’organiser des mutants de taille au sein de voies spécifiques et de définir des relations d’épistasie claires entre eux. Nos données indiquent que le contrôle de la taille par cette voie “Sir2-60S” est indépendant des effets de la ploïdie et du contrôle nutritionnel sur la taille des cellules. / Cell size homeostasis implies that specific mechanisms are devoted to coordinating growth and proliferation. It is well established that cell size is affected by nutrient availability and ploidy but the underlying mechanisms are not elucidated. A genome wide search for yeast mutants affected for cell volume homeostasis, conducted in the Tyers’lab, revealed that the inactivation of about 400 genes leads to a median cell volume diverging from the isogenic wild-type. The cell size control process is thus a very interesting situation where multiple loci contributing to a complex quantitative trait have been identified but their organisation into distinct pathways and their respective influence remain largely to be elucidated. To address this issue, we started from the observation that a sir2 mutant shows an increased cell size. Consistently, nicotinamide (NAM), a Sir2 inhibitor, mimics the sir2 size defect in a Sir2p-dependent manner. This allowed us to identify among ~200 small size mutants, 22 mutants that were clearly not affected by NAM treatment. Strikingly, 16 out of the 22 NAM unresponsive mutants affected biogenesis of the large ribosomal subunit (named 60S below). Consistently, diazaborine, a drug that blocks the large ribosomal subunit assembly and therefore mimics 60S mutants, rendered wild-type yeast cells smaller. A set of ~200 large mutants were treated with diazaborine and their cell volume was measured. This chemogenetics approach allowed us to identify 31 diazaborine-unresponsive mutants, including swi4 and swi6, two major cell cycle regulators that are critical for cell size control. These results were confirmed by constructing double mutants. This work shows that it is possible to organize cell size mutants in specific pathways and to define clear epistasis relationships between them. Our data indicate that the control of cell size by the “Sir2-60S” pathway is independent of both the ploidy and the nutritional control of cell size.

Le mécanisme d’homéostasie de taille chez les cellules animales est très peu compris actuellement. Cette question est pourtant d’un intérêt majeur car le maintien de l’homéostasie de taille dans une population de cellules prolifératives doit se faire par une coordination entre la croissance et la division. Chez la levure S. pombe, il a ainsi été montré que la taille est une information cruciale pour déclencher l’entrée en mitose (Fantes, 1977). Chez plusieurs bactéries et les cellules filles de la levure S. cerevisiae au contraire, de récentes études ont au contraire montré que l’homéostasie de taille était le résultat d’une addition constante de volume, indépendamment de la taille initiale des cellules (Campos et al., 2014; Soifer et al., 2016; Taheri-Araghi et al., 2015). Ce mécanisme est appelé « adder » et génère une régression des tailles à la moyenne, génération après génération. Ces résultats ont été possibles grâce au développement de techniques permettant la mesure dynamique du volume à l’échelle de la cellule unique et sur plusieurs générations. Une telle mesure est cependant très difficile chez les cellules de mammifère dont le volume fluctue constamment et qui cyclent sur des temps plus longs (environ 20 heures). Pour cette raison, la plupart des approches proposées sont indirectes (Kafri et al., 2013; Sung et al., 2013; Tzur et al., 2009) ou reposent sur une mesure de la masse plutôt que du volume (Mir et al. 2014; Son et al., 2012). Ensemble, ces études ont montré que les cellules de mammifère croissaient de manière exponentielle. Elles ont aussi remis en cause le modèle traditionnel qui proposait que l’homéostasie de taille reposait sur l’adaptation de la durée du cycle et mis en avant un rôle de la régulation de la vitesse de croissance. Cependant, aucun modèle n’a réellement été proposé ou démontré. La nature et l’existence même d’un mécanisme maintenant l’homéostasie de taille des cellules de mammifère est en fait discutée (Lloyd, 2013).Pour caractériser l’homéostasie de taille des cellules de mammifères, nous avons développé une technique permettant pour la première fois la mesure du volume de ces cellules sur des cycles complets (Cadart et al., 2017; Zlotek-Zlotkiewicz et al. 2015). Nous montrons que plusieurs types cellulaires (HT29, MDCK et HeLa) se comportent d’une manière similaire à celle d’un « adder ». Pour tester davantage cette observation, nous induisons artificiellement des divisions asymétriques en confinant les cellules dans des micro-canaux. Nous observons que les asymétries de tailles sont réduites mais pas complètement corrigées au cours du cycle suivant, à la manière d’un « adder ». Pour comprendre comment la croissance et la progression dans le cycle sont coordonnées et génère cet « adder », nous combinons notre méthode de mesure de volume avec un suivi de la progression dans les différentes phases du cycle. Nous montrons que la durée de la phase G1 est inversement corrélée au volume initial des cellules. Cependant, cette corrélation semble contrainte par une durée minimale de G1 mise en évidence lors de l’étude de cellules artificiellement poussées à atteindre de grandes tailles. Néanmoins, même dans cette condition où la modulation de la durée du cycle est perdue, l’observation du « adder » est maintenue. Ceci suggère un rôle complémentaire de la régulation de la vitesse de croissance des cellules. Nous proposons donc une méthode pour estimer théoriquement la contribution relative de l’adaptation de la vitesse de croissance et de la durée du cycle dans le contrôle de la taille. Nous utilisons cette méthode pour proposer un cadre général où comparer le processus homéostatique des bactéries et de nos cellules. En conclusion, notre travail apporte pour la première fois la démonstration que les cellules de mammifères maintiennent l’homéostasie grâce à un mécanisme similaire au « adder ». Ce mécanisme semble impliquer à la fois une modulation de la durée du cycle et du taux de croissance. / The way proliferating mammalian cells maintain a constant size through generations is still unknown. This question is however central because size homeostasis is thought to occur through the coordination of growth and cell cycle progression. In the yeast S. pombe for example, the trigger for cell division is the reach of a target size (Fantes, 1977). This mechanism is referred to as ‘sizer’. The homeostatic behavior of bacteria and daughter cells of the yeast S. cerevisiae on the contrary was recently characterized as an ‘adder’ where all cells grow by the same absolute amount of volume at each cell cycle. This leads to a passive regression towards the mean generation after generation (Campos et al., 2014; Soifer et al., 2016; Taheri-Araghi et al., 2015). These findings were made possible by the development of new technologies enabling direct and dynamic measurement of volume over full cell cycle trajectories. Such measurement is extremely challenging in mammalian cells whose shape constantly fluctuate over time and cycle over 20 hours long periods. Studies therefore privileged indirect approaches (Kafri et al., 2013; Sung et al., 2013; Tzur et al., 2009) or indirect measurement of cell mass rather than cell volume (Mir et al. 2014; Son et al., 2012). These studies showed that cells overall grew exponentially and challenged the classical view that cell cycle duration was adapted to size and instead proposed a role for growth rate regulation. To date however, no clear model was reached. In fact, the nature and even the existence of the size homeostasis behavior of mammalian cells is still debated (Lloyd, 2013).In order to characterize the homeostatic process of mammalian cells, we developed a technique that enable measuring, for the first time, single cell volume over full cell cycle trajectories (Cadart et al., 2017; Zlotek-Zlotkiewicz et al. 2015). We found that several cell types, HT29, HeLa and MDCK cells behaved in an adder-like manner. To further test the existence of homeostasis, we artificially induced asymmetrical divisions through confinement in micro-channels. We observed that asymmetries of sizes were reduced within the following cell cycle through an ‘adder’-like behavior. To then understand how growth and cell cycle progression were coordinated in way that generates the ‘adder’, we combined our volume measurement method with cell cycle tracking. We showed that G1 phase duration is negatively correlated with initial size. This adaptation is however limited by a minimum duration of G1, unraveled by the study of artificially-induced very large cells. Nevertheless, the adder behavior is maintained even in the absence of time modulation, thus suggesting a complementary growth regulatory mechanism. Finally, we propose a method to estimate theoretically the relative contribution of growth and timing modulation in the overall size control and use this framework to compare our results with that of bacteria. Overall, our work provides the first evidence that proliferating mammalian cells behave in an adder-like manner and suggests that both growth and cell cycle duration are involved in size control.

Les cils primaires et motiles sont des structures microtubulaires présentent à la surface de nombreux types cellulaires. Les structures ciliées contrôlent de nombreuses fonctions allant de la motilité cellulaire à l’intégration par la cellule de stimuli chimiques et mécaniques. Au cours de cette thèse, nous avons étudié le dialogue entre le cil primaire et l’autophagie, un processus d’autodigestion qui permet à la cellule de s’adapter à des situations de stress. L’hypothèse de ce dialogue reposait sur l’analyse de la littérature montrant que de nombreux médiateurs (calcium, carence en sérum, arrêt du cycle cellulaire) stimulent à la fois l’activité ciliaire et l’autophagie. Dans un premier temps de notre étude nous avons montré que l’inhibition de la ciliogenèse altère l’induction de l’autophagie en réponse à la carence en sérum dans des fibroblastes d’embryon de souris, des cellules épithéliales rénales et des lignées de neurone. Nous avons aussi montré que la carence en sérum induisait une redistribution de nombreuses protéines Atg (Autophagy-related), protéines impliquées dans la biogenèse de l’autophagosome, au niveau du cil primaire (soit au niveau du corps basal soit au niveau de l’axonème). Particulièrement la protéine Atg16L1 est co-transportée vésiculairement au corps basal avec la protéine ciliaire IFT20. L’inhibition génétique ou pharmacologique de la voie de signalisation Hedgehog inhibe à la fois le transport de la protéine Atg16L1 au corps basal et l’induction de l’autophagie en absence de sérum. Nous avons aussi montré que l’invalidation de gènes ATG est associée à une ciliogenèse accrue. Dans ces conditions nous avons conclu sur des bases morphologiques et biochimiques que ces cils primaires sont fonctionnels. La protéine IFT20 s ‘accumule dans les cellules déficientes en autophagie et est dégradée par autophagie dans les cellules sauvage en présence de sérum. Ces résultats montre que l’autophagie basale (autophagie observée en présence de sérum) est un mécanisme qui contribue au contrôle de la croissance du cil primaire. Dans une deuxième partie du travail nous avons étudié l’importance de l’autophagie dans la réponse cellulaire à stress mécanique. Le contrôle de la taille et du volume des cellules épithéliales rénales est un élément important pour maintenir la polarité planaire des cellules tubulaires. Cette propriété est dépendante du cil primaire. Au cours de l’application d’un flux de liquide (1 dyn/cm2) concomitamment à la réduction du volume et de la taille cellulaire nous avons observé une stimulation de l’autophagie. Cette réponse autophagique dépend du cil primaire. L’invalidation de l’autophagie dans des cellules épithéliales ciliées abolit le contrôle du volume et de la taille cellulaire dans les cellules épithéliales rénales. L’ensemble de ces résultats montre le dialogue qui existe en l’autophagie et le cil primaire et l’importance de ce dialogue dans l’intégration par la cellule du stress mécanique. / Motile and primary cilia are microtubule-based structures located at the cell surface of many cell types. Cilia govern cellular functions ranging from motility to integration of mechanical and chemical signaling from the environment. In this work we investigate the potential cross-talk between the primary cilium and macroautophagy. Macroautophagy or self-eating is a lysosomal degradative pathway that allows cells to adapt to various stress situations. The rational for the study was based on the survey of the literature showing that many stress situations that trigger primary cilium signaling also stimulates autophagy (serum starvation, calcium mobilization, cell cycle arrest). In the first part of the study we showed that inhibition of ciliogenesis severely impairs serum-induced autophagy in mouse embryo fibroblasts, kidney epithelial cells and neurons. We also showed that in response to serum deprivation many Autophagy-related proteins (Atg proteins) involved in autophagosome formation are co-localized with cilium subdomains (axoneme and basal body). Notably the protein Atg16L1 is co-transported to the basal body with the ciliary protein IFT20. The localization of Atg16L1 to the basal body as well as serum-induced autophagy were severely impaired by inhibiting the Hedgehog signaling pathway either genetic or pharmacological approaches. We also showed that invalidation of ATG genes induced an increase in primary cilium length in basal condition. Cilia were functional in ATG-deficient cells because of the presence of a ciliary pocket and the activation of the Hedgehog signaling pathway. Finally we identified IFT20 as a substrate for autophagy. Thus autophagy is required to regulate the level of IFT20 and consequently that of the length of the primary cilium. In the second part of the work we investigate the role of the cross-talk between autophagy and the primary cilium in regulating the size of kidney epithelial cells. Previous studies have shown that the primary cilium plays a central role in regulating cell size and cell volume. This regulation is important to keep the physiological functions of tubular renal cells by maintaining the planar polarity in kidney tubule. By applying a liquid flow of 1 dyn/cm2 to MDCK or mouse kidney epithelial cells to mimic physiological conditions, we show that the flow induces autophagy and reduction of the cell volume. In absence of cilium we observed that autophagy is not induced and that the cell size/volume is not responsive to the mechanical stress. Finally we showed that ablation of autophagy led also to an impairment of flow-dependent regulation of cell size/volume in ciliated kidney epithelial cells. In conclusion primary cilium-dependent autophagy plays a major role in controlling the epithelial kidney cell size/volume during mechanical stress induced by fluid flow.

La maladie d’Alzheimer (MA) est une neurodégénérescence liée à l’âge, caractérisée par l’agrégation intracérébrale du peptide Aβ. Plusieurs études ont montré que la signalisation insulin-like growth factor (IGF), régulateur clé de la longévité, est impliquée dans la progression de la MA. Nous avons récemment démontré que la suppression de la signalisation IGF neuronale à l’âge adulte chez un modèle de souris MA freine la progression de la pathologie amyloïde par une clairance de l’Aβ facilitée. L’objectif de ma thèse est d’identifier les mécanismes cellulaires et moléculaires liant signalisation IGF et neuroprotection contre la protéotoxicité Aβ. J’ai démontré que l’ablation de l’IGF-1R neuronal au cours du vieillissement protège des déficits cognitifs et de la neuroinflammation liée aux oligomères Aβ, et réduit substantiellement la taille du soma neuronal adulte. Pour identifier les voies impliquées dans cette neuroprotection, j’ai caractérisé le profil transcriptomique de neurones KO IGF-1R microdisséqués dans la région CA1 de l’hippocampe. J’ai démontré que la MA et l’ablation de l’IGF-1R neuronal impactent les mêmes fonctions biologiques, comme la neurotransmission, la croissance, et la transduction du signal, et presque tous les changements d’expression géniques communs à la MA et au KO IGF-1R neuronal se produisent dans le même sens. En revanche, dans les cerveaux MA, une proportion significative des gènes dérégulés par la MA sont inversés par le KO IGF-1R neuronal. Mes résultats révèlent que l’inhibition de la voie IGF neuronale à l’âge adulte protège de la pathologie Aβ en régulant l’organisation du cytosquelette, la neurotransmission, et la réponse au stress. / Alzheimer's disease (AD) is an age-related neurodegenerative disease, characterized by intracerebral amyloid-β (Aβ) peptide aggregation. Several studies have shown that insulin-like growth factor (IGF) signaling, a key regulator of longevity, is involved in AD progression. We recently showed that suppression of neuronal IGF signaling during adulthood alleviates amyloid pathology and cognitive deficits in AD mice through A clearance. In this context, the aim of my thesis was to identify the cellular and molecular mechanisms linking IGF signaling to neuronal protection against Aβ proteotoxicity. I demonstrated that ablation of neuronal IGF-1R during aging reduces cognitive deficits and neuroinflammation linked to A oligomers (AO), and induces a conspicuous decrease in neuronal soma size. To identify which pathways are involved in previously observed neuroprotection, I characterized the transcriptome profiling of microdissected hippocampal CA1 neurons from mice where neuronal IGF-1R was conditionally ablated at 3 months of age. I found that AD and neuronal IGF-1R inactivation impact on similar neuronal functions, namely neurotransmission, growth and differentiation, and signal transduction, and almost all of the changes in gene expression common to AD and IGF-1R ablation occurred in the same direction. However, in AD brains, a significant proportion of genes deregulated by AD were reversed by IGF-1R knockout. My results also reveal that inhibition of IGF signaling in adult neurons protects from A pathology by regulating cytoskeleton organization, neurotransmission, and response to stress.

La cellule est l’élément fondamental de la vie. Plus d’une vingtaine de trillions de cellules forment les organes et tissus de notre corps. Ces cellules sont de taille spécifique puisqu’elles ont des fonctions précises au sein de leur tissu respectif. Dans la plupart des cas, les cellules doivent proliférer en se divisant pour se renouveler et ainsi assurer le bon fonctionnement d’un organisme. La dernière étape de la division cellulaire, la cytokinèse, est exécutée par la contraction d’un anneau contractile d’actomyosine, nécessaire pour effectuer la séparation physique de la cellule en deux cellules filles. La première partie des travaux décrits dans cet ouvrage portent sur la caractérisation de la cytokinèse en utilisant, comme modèle in vivo, les cellules précurseur de la vulve (VPCs) du nématode C. elegans. Notre étude révèle que plusieurs aspects de l’anneau d’actomyosine s’ajustent en fonction de la taille de la cellule. Entre autres, la largeur de l’anneau contractile, juste avant sa constriction, s’ajuste en fonction de la longueur des VPCs. De plus, la rapidité avec laquelle l’anneau se contracte dépend de la circonférence de la cellule. Ces découvertes nous ont amené à nous demander comment la cellule régule sa taille? Les cellules en prolifération maintiennent leur taille en homéostasie en équilibrant leur taux de croissance et de division cellulaire. Afin d’interroger les gènes impliqués dans le maintien de la taille cellulaire du mammifère, nous avons utilisé la technologie CRISPR/Cas9, afin d’éliminer par délétion tous les gènes humains, à raison d’un par cellule, pour identifier ceux qui causent une augmentation ou une diminution de la taille cellulaire. Cette étude nous a permis d’identifier plusieurs gènes déjà connus régulant la croissance cellulaire. De plus, nous avons identifié un groupe de gènes, incluant TLE4 un corépresseur de la transcription que nous avons caractérisé, n’ayant jamais été associé avec une fonction de contrôle de la taille cellulaire chez les mammifères. En somme, nos travaux ont contribué à l’approfondissement des connaissances sur la division cellulaire, plus précisément la cytokinèse, et des gènes impliqués dans le maintien de la taille cellulaire. Une meilleure connaissance du fonctionnement de ces deux évènements cellulaires est essentielle puisque leur dérégulation peut entrainer plusieurs pathologies, incluant le cancer. / Cells are the fundamental building blocks of life. The human body contains over twenty trillion cells that make up the different tissues and organs of our bodies. Cells within organs are of specific sizes to perform their specialized functions. In most cases, these cells must divide to proliferate and replenish the population of cells essential for proper organism function. The final stage of cellular division, termed cytokinesis, entails the assembly and constriction of a contractile ring that drives the dramatic cell shape changes required to physically partition the cell into two daughter cells. The first part of the work presented in this thesis addresses the characterization of cytokinesis in the epithelial vulval precursor cells (VPCs) of the nematode worm C. elegans. This study principally revealed that several aspects of cytokinesis scale with cell size. For instance, I observed that the breadth of the actomyosin ring scaled with VPC length. In addition, the speed of contractile ring constriction scaled with the circumference of VPCs. These scaling events raised the more general question as to how cells regulate their size. Proliferating cells attain cell size homeostasis by balancing cell growth and cell division. In order to define the molecular regulators of size in human cells a genome-wide approach was taken. Recently developed CRISPR/Cas9 technology was used to perform the first pooled knockout screens for human cell size regulators in the NALM-6 pre-B lymphocytic cell line. These screens revealed many genes that affect the size of NALM-6 cells, a number of which were previously known to be involved in growth regulation. In addition, these screens revealed the identity of many genes with no previously established functions associated with cell size regulation. Amongst the previously unknown regulators, I characterized the function of a co-repressor of transcription, TLE4, which I showed functions as a regulator of the B-cell lineage. This work contributes to the knowledge of the mechanics of cytokinesis in C. elegans epithelial cells and of the genes that coordinate cell size in humans. These results provide insights into cell growth and division in normal cells and how these processes may be perturbed in cancer and other diseases.

Le but de ces travaux de thèse est d’apporter une meilleure compréhension des mécanismes de régulation contrôlant la division cellulaire au niveau moléculaire. La division cellulaire est composée de la mitose et la cytocinèse. Les deux processus doivent être coordonnés étroitement afin de garantir la stabilité du génome. La division cellulaire doit aussi s’équilibrer avec la croissance cellulaire pour que les cellules conservent une taille constante au cours des cycles successifs. La levure S. pombe est un organisme modèle simple très utilisé pour des études de cycle cellulaire et de cytocinèse. Dans ce modèle, nous avons focalisé ce travail de thèse sur les nœuds corticaux médians, des structures protéiques complexes, qui ont une fonction double dans l’engagement en mitose et dans le positionnement du plan de division. Les nœuds médians corticaux sont organisés par la kinase SAD Cdr2. Leur localisation et leur fonction sont régulées négativement pour la DYRK kinase Pom1 qui forme des gradients émanant des extrémités de la cellule. Les nœuds corticaux médians contiennent une voie d’inhibition pour Wee1 qui promeut l’entrée en mitose. Cette voie implique la kinase SAD Cdr1, un inhibiteur direct de Wee1 et pourrait coupler l’entrée en mitose à la taille de la cellule par levée progressive de l’inhibition exercée par Pom1 quand les cellules s’allongent. Cdr2 recrute aussi l’anillin Mid1 sur les nœuds corticaux médians ainsi qu’une série de composants additionnels, Blt1, Gef2, Nod1 et Klp8, pour former des précurseurs médians de l’anneau contractile de cytocinèse qui se compactent en un anneau fin pendant la mitose. La localisation médiane des nœuds, contrôlée négativement par les gradients polaires de Pom1 prédéfinit ainsi le plan de division au centre géométrique de la cellule. Dans la première partie de ma thèse, j’ai étudié la protéine des nœuds corticaux médians Blt1 dont la fonction restait énigmatique. Nous avons montré que Blt1 promeut une association robuste de Mid1 avec les nœuds corticaux. Blt1 interagit avec Mid1 via le RhoGEF Gef2 pour stabiliser les nœuds au cortex cellulaire durant les premiers stades de l’assemblage de l’anneau contractile. L’extrémité N-terminale de Blt1 est nécessaire à sa localisation ainsi qu’à sa fonction, tandis que son extrémité C-terminale favorise sa localisation au cortex en interagissant avec des phospholipides. Dans des cellules dans lesquelles ni Mid1 ni Blt1 ne peuvent s’attacher à la membrane, les nœuds se détachent du cortex et génèrent des anneaux contractiles de cytocinèse aberrants. Nous en avons conclu que Blt1 agit comme une protéine d’échafaudage pour les précurseurs de l’anneau contractile, et que Blt1 et Mid1 constituent des ancres membranaires redondantes pour le positionnement du plan de division. Dans une deuxième partie de ma thèse, j’ai étudié comment Cdr2 organise les différents composants des nœuds en voies fonctionnelles qui favorisent l’entrée en mitose et la division médiane. J’ai montré que l’interaction de Cdr2 avec Wee1 et Mid1 dépend du domaine UBA de Cdr2 de manière dépendante de l’activité kinase. En revanche, Cdr1 s’associe avec l’extrémité C-terminale de Cdr2, composée des domaines basique et KA1 d’association aux lipides membranaires. De manière intéressante, Mid1 interagit également avec l’extrémité C-terminale de Cdr2 et pourrait ponter les parties N- et C-terminales de Cdr2, alors que Blt1 s’associe à la région centrale de Cdr2. Nous faisons l’hypothèse que l’association des effecteurs de Cdr2 avec différents domaines de Cdr2 pourraient contraindre Cdr1 et Wee1 spatialement pour promouvoir l'inhibition de Wee1 quand la kinase Cdr2 est active. / The aim of this PhD work is to bring a better understanding of the regulatory mechanism controlling cell division in space and time at the molecular level. Cell division is composed of mitosis and cytokinesis. Both processes need to be perfectly coordinated in order to guarantee genome integrity. Cell division also needs to be properly balanced with cell growth to maintain cell size constant during successive cell cycles. Temporal and spatial regulatory mechanisms ensure the coordination of these events. The fission yeast Schizosaccharomyces pombe is a simple rod-shaped model organism well-known for cell cycle and cytokinesis studies. In this model, we focused the work of this thesis on the medial cortical nodes, complexe protein structures that have a dual role in mitotic commitment and in division plane positioning. Medial cortical nodes are organized by the SAD kinase Cdr2. Their localization and function is negatively regulated by the DYRK kinase Pom1 that forms a gradient emanating from the cell tips. Medial cortical nodes contain an inhibitory pathway for Wee1, promoting mitotic entry. This pathway involves the SAD kinase Cdr1, a direct inhibitor of Wee1 and has been proposed to couple mitotic entry to cell size by progressive alleviation of Pom1 inhibition when cells grow longer. Cdr2 also recruits to medial nodes the anillin Mid1 as well as a series of four additional components, Blt1, Gef2, Nod1 and Klp8, to form medial precursors for the cytokinetic contractile ring that compact into a tight ring during mitosis. Nodes medial localization, negatively controlled by Pom1 gradients, predefines thereby the division plane in the cell geometrical center. In a first part of my thesis, I studied the previously enigmatic cortical node protein Blt1. We showed that Blt1 promotes the robust association of Mid1 with cortical nodes. Blt1 interacts with Mid1 through the RhoGEF Gef2 to stabilize nodes at the cell cortex during the early stages of contractile ring assembly. The Blt1 N terminus is required for localization and function, while the Blt1 C terminus promotes cortical localization by interacting with phospholipids. In cells lacking membrane binding by both Mid1 and Blt1, nodes detach from the cell cortex and generate aberrant cytokinetic rings. We conclude that Blt1 acts as a scaffolding protein for precursors of the cytokinetic ring and that Blt1 and Mid1 provide overlapping membrane anchors for proper division plane positioning. In the second part of my thesis, I studied how Cdr2 scaffolds various nodes components to organize them in functional pathways promoting mitotic commitment and medial division. I showed that Cdr2 interaction with Wee1 and Mid1, depends on Cdr2 UBA domain in a kinase activity dependent manner. In contrast, Cdr1 associates with Cdr2 C-terminus composed of basic and KA-1 lipid-binding domains. Interestingly, Mid1 also interacts with Cdr2 C-terminus and may the bridge N- and C-terminal domains of Cdr2 while Blt1 associates with the central spacer region. We propose that the association of Cdr2 effectors with different Cdr2 domains may constrain Cdr1 and Wee1 spatially to promote Wee1 inhibition upon Cdr2 kinase activation.