Die Huntington''sche Krankheit (Huntington''s disease, HD) ist eine tödliche neurodegenerative Erkrankung mit einem extensiven Verlust von Neuronen im Striatum. Die Ursache für HD ist eine genetische Mutation, bei der eine CAG-Wiederholungssequenz verlängert wird. Im resultierenden Protein, das Huntingtin (htt) genannt wurde, diese Mutation führt zur Missfaltung und Aggregation von htt. Ich habe untersucht ob die Bildung von htt-Aggregaten die Transkription von Genen dass sie von HD-assoziierten Transkriptionsfaktoren kontrolliert werden, verändert. Zur Untersuchung der Transkription wurden die zu untersuchenden Gene auf cDNA-Mikroarrays aufgebracht und mit RNA, welche aus den Zellen nach der Induktion der Expression des mutierten htt gewonnen wurde, hybridisiert. Es wurden keine systematischen Veränderungen innerhalb der durch spezifische Transkriptionsfaktoren regulierten Gengruppen gefunden. Ich habe auch mehrere mathematische Modelle erstellt, welche die htt-Aggregation und den Zelltod beschreiben. Die Ergebnisse zeigten, dass eine transiente Dynamik im System und die nicht-monotone Reaktion auf Parameteränderungen zu den nicht-intuitiven Ergebnissen bei Behandlungsansätzen, welche die htt-Aggregation beeinflussen, führen könnten. Für den Fall, dass Aggregate die toxische Form von htt sind, zeigten die numerischen Simulationen dass das Einsetzen der Aggregation, welches durch ein Überschießen der Aggregatkonzentration gekennzeichnet ist, am ehesten zum Zelltod führt. Dieses Phänomen wurde "one-shot"-Modell genannt. Es gibt, auch bei HD-Patienten mit gleicher Länge der CAG-Wiederholungssequenz, eine große Varianz des Alters bei Krankheitsausbruch (age of onset, AO). Ich habe ein stochastisches Modell für den neuronalen Zelltod im Striatum entwickelt. Das Modell zeigte, dass ein signifikanter Anteil der nicht erklärbaren Varianz des AO der intrinsischen Dynamik der Neurodegeneration zugeschrieben werden kann. / Huntington''s disease (HD) is a fatal neurodegenerative disorder characterized by a progressive neuronal loss in the striatum of HD patients. HD is caused by a CAG repeat expansion which translates into a polyglutamine stretch at the N-terminus of the huntingtin protein (htt). The polyQ stretch induces misfolding, cleavage and aggregation of htt. To test the hypothesis that the sequestration of transcription factors into the htt aggregates causes transcriptional changes observed in HD models, I compiled lists of genes controlled by the transcription factors associated with HD. These genes were spotted on cDNA microarrays that were later hybridized with RNA extracted from cells expressing a mutant htt fragment. In this study, no systematic changes related to a specific transcription factors were observed. Formation and the accumulation of htt aggregates causes neurotoxicity in different HD model systems. To investigate the consequences of therapeutic strategies targeting aggregation, I derived several mathematical models describing htt aggregation and cell death. The results showed that transient dynamics and the non-monotonic response of cell survival to a change of parameter might lead to the non-intuitive outcome of a treatment that targets htt aggregation. Also, the numerical simulations show that if aggregates are toxic, the onset of aggregation, marked by the overshoot in the concentration of aggregates, is the event most likely to kill the cell. This phenomenon was termed a one-shot model. The principal cause of the variability of the age at onset (AO) is the length of the CAG repeat. Still, there is a great variance in the AO even for the same CAG repeat length. To study the variability of the AO, I developed a stochastic model for clustered neuronal death in the HD striatum. The model showed that a significant part of the unexplained variance can be attributed to the intrinsic stochastic dynamics of neurodegeneration.

Viele biologische Prozesse im Verhalten von ganzen Organismen, aber auch in den Prozessen und der biochemischen Zusammensetzung von Zellen zeigen einen zirkadianen Rhythmus, also einen Rhythmus mit einer Periode von etwa 24 Stunden. Diese 24-Stunden-Rhythmen sind in der Genexpression auf allen Ebenen zu finden: von der Tran- skriptionsinitiation bis zur Proteindegradation. Auf Transkriptebene, zirkadiane mRNA-Produktion und mRNA-Abundanz ist umfassend gemessen. Auf der anderen Seite, zirkadiane posttranskriptionelle Regulation ist weit weniger verstanden. In dieser Arbeit untersuche ich, wie bisher ungemessene, posttranskriptionelle Prozesse die rhythmischen Eigenschaften der Genexpression beeinflussen. Dazu beschreibe ich die Lebensstadien eines Bio-Moleküls mit einem Modell-Motiv, einer einfachen Differentialgleichung mit zeitabhängigen, rhythmischen Raten. Als erstes diskutiere ich die Einschränkungen von Phase und Amplitude zirkadianer Transkripte, die nur von konstanter PTR beeinflusst werden. Bei vielen gemessenen Transkripten sind diese Einschränkungen verletzt. In diesen Fällen muss es eine rhythmische PTR geben. Ich untersuche, welche rhythmische PTR diese Fälle erklären können und führe einen statistischen Test ein, der auf unbeobachtete, rhythmische PTR testet. Durch die Analyse zweier Datensätze von Mausleber und -niere finde ich, dass 18% aller zirkadianen Gene in Niere und 34% in Leber rhythmisch posttranskriptionell reguliert sind. Im zweiten Teil analysiere ich weitere Aspekte von PTR in einem Hypothesen-getriebenen Ansatz. Ich zeige, dass Spleißen mit einem Rhythmus von 24 Stunden 12 Stunden-Rhythmen in der Abundanz von mRNA erzeugen kann. Als nächstes schlage ich ein Modell vor, das rhythmische Degradation von Mitgliedern der zirkadianen Uhr beschreibt. Schließlich erweitere ich das Modell-Grundmotiv zu einer partiellen Differentialgleichung (PDG), die das “Altern” von Molekülen beschreibt. / In almost all organisms on Earth, many behavioral, physiological, and biochemical activities oscillate with a circadian rhythm, a rhythm with a period of about 24 hours. In gene expression, the 24-hour-rhythm can be found on all stages: from transcription initiation to protein degradation. On the transcript level, circadian mRNA production and mRNA abundance are comprehensively charted through numerous genome-wide high throughput studies. Circadian post-transcriptional regulation, however, is less well understood. In this thesis, I will investigate how unobserved post-transcriptional processes influence rhythmic properties of gene expression. To this end, I quantify the life-stages of biomolecules using one modeling motif, a simple ordinary differential equation describing production and degradation with time-dependent rhythmic rates. This basic modeling motif is systematically varied to examine and discuss various influences of post-transcriptional regulation (PTR) on circadian mRNA expression. I first discuss the restrictions of rhythmic phase and amplitude of circadian transcripts influenced by non-rhythmic PTR. For many genes these restrictions are violated and we have to assume the existence of a rhythmic PTR. I discuss which rhythmic PTR can explain these findings and further introduce a statistical test to quantify the extent of unobserved rhythmic PTR. Analyzing two data sets on mouse liver and kidney, I find that 18% of circadian genes in kidney and 34% in liver are under rhythmic post-transcriptional control. In a second part, I analyze more specific aspects of PTR in a hypothesis-driven approach. Firstly, I find that splicing with a rhythm of 24 hours is able to generate 12-hour rhythms in abundance of mature mRNA. Secondly, I propose and analyze a model to investigate rhythmic degradation of core clock genes. And finally, I extend the core modeling motif to a partial differential equation (PDE) model that accounts for the “aging” process of molecules.

Le locus des chaînes lourdes d’immunoglobulines (IgH) subit trois processus de remaniements géniques durant la lymphopoïèse B. Ces événements induisent des cassures de l’ADN potentiellement oncogéniques, d’où la nécessité d’une régulation extrêmement stricte. Ceci est dû aux deux principaux éléments cis-régulateurs du locus IgH. L’enhancer 5’Eµ régule les recombinaisons VHDJH qui établissent un répertoire antigénique fonctionnel lors des phases précoces. La région régulatrice en 3’ (3’RR) est essentielle aux hypermutations somatiques (SHM) et à la recombinaison de classe (CSR) aux stades tardifs, modifiant respectivement, l’affinité et les fonctions effectrices de l’Ig. La plupart des lymphomes B matures portent les stigmates de translocations d’oncogènes au locus IgH. Le but de ma thèse a été de mieux comprendre les interactions transcriptionelles entre les enhancers Eµ et 3’RR et évaluer si le ciblage de cette dernière pourrait se révéler une approche thérapeutique potentielle. Nous avons démontré que la 3’RR est l’élément essentiel qui contrôle la transcription du locus IgH dans les lymphocytes B matures. Elle est dispensable lors des phases initiales (recombinaisons VHDJH), mais agit comme silencer sur l’expression des segments DJH. L’analyse de la lymphomagenèse dans trois modèles murins porteurs d’une insertion de Myc en trois points du locus IgH a montré des différences dans les cinétiques d’émergence des lymphomes, leurs phénotypes et index de prolifération. L’effet de la 3’RR sur l’oncogène est suffisant pour l’émergence de lymphomes B. Son absence ne semble pas être préjudiciable au développement de réactions inflammatoires/immunes. Son ciblage pourrait donc se révéler une approche thérapeutique intéressante pour diminuer son activité transcriptionelle sur l’oncogène transloqué. Un rôle potentiel des inhibiteurs des histones désacétylases est à l’étude. / The immunoglobulin heavy chain locus (IgH) undergoes several changes along B-cell differentiation. VHDJH recombinations during the early stages give the diversity of the antigenic repertoire. Somatic hypermutation (SHM) and class switch recombination (CSR) during late stages allow affinity maturation and the acquisition of new effectors functions. These rearrangements are highly regulated and are under the control of the IgH locus cis-regulatory elements. The 5’ Eµ enhancer is important for VHDJH recombination. The 3’ regulatory region (3’ RR) is essential for both CSR and SHM. These events induce breaks into the IgH locus, making it a hotspot for oncogenic translocations. The aim of my thesis was to understand the transcriptional interactions between Eμ and 3'RR enhancers and to evaluate whether the targeting of the latter could be of a potential therapeutic approach. We have demonstrated that 3'RR is essential to control IgH transcription in mature B cells. It is dispensable during the initial stages of developement (VHDJH recombinations). At the pro-B cell stage, it has a silencer effect rather than a transcriptional one on the DJH segments expression. The analysis of lymphomagenesis in three mice models carrying an insertion of Myc in different locations at the IgH locus showed significant differences in lymphoma kinetics, phenotypes and proliferation index. 3'RR alone, as a major transcriptional activator of the IgH locus, is capable of leading to B-cell lymphomas. Its absence is not detrimental for the development of classical inflammatory/immune reactions. Its targeting may be of a potentially interesting therapeutic approach to decrease its transcriptional activity on the translocated oncogene. A potential role for histone deacetylase inhibitors is under study.

Streptococcus thermophilus, bactérie utilisée en industrie agro-alimentaire, est soumise à de nombreuses modifications environnementales (modification de la concentration en oxygène, de la température, du pH, ...) lors de la fabrication de produits fermentés. Pour s'adapter à ces modifications, la bactérie dispose de systèmes de défense qui sont contrôlés par des réseaux de régulation impliquant notamment des régulateurs transcriptionnels. Parmi eux, se trouvent les régulateurs de la famille Rgg. Les gènes Rgg codent des régulateurs transcriptionnels très polymorphes. Plusieurs études ont montré leur implication dans la réponse aux stress. L'originalité de S. thermophilus est que de nombreuses copies Rgg différentes sont présentes sur les génomes de cette espèce bactérienne (entre 5 et 7 copie selon les souches). Cette étude a pour objectif la caractérisation de la famille Rgg et l'étude du rôle des gènes Rgg de S. thermophilus, et, notamment, l'implication de ces gènes dans l'adaptation de S. thermophilus à son environnement. Les analyses réalisées in silico ont permis de montrer que les gènes Rgg sont spécifiques de la famille des Streptocococcaceae et des genres Lactobacillus et Listeria. Les protéines appartenant à cette famille sont polymorphes et ne forment pas un groupe monophylétique. Les analyses ont néanmoins montré que ces protéines se caractérisaient par deux domaines : un « domaine HTH » en position N-terminale, très probablement impliqué dans la liaison à l'ADN et un « domaine médian » en position centrale, dont le rôle reste à déterminer. Les analyses réalisées au cours de ce travail montrent que le gène rgg0182 de S. thermophilus LMG18311 code un régulateur transcriptionnel qui participe, notamment, à la réponse adaptative de S. thermophilus exposée à une augmentation de sa température de croissance. De plus, la délétion du gène Rgg0182 confère aux cellules une capacité d'adhésion à une surface hydrophobe et induit une réduction de la taille des chaînes. L'ensemble de ces phénotypes suggère que la protéine Rgg0182 est un régulateur global de l'expression génique de S. thermophilus LMG18311. Des gènes cibles de ce régulateur ont été recherchés parmi les gènes de réponses au choc thermique et indique que la protéine Rgg0182 est impliquée dans l'homéostasie des chaperons et des protéases. / Streptococcus thermophilus, bacterium used in dairy industry, is subjected to many environmental changes (oxygen concentration modification, temperature shift, pH variation...) during manufacturing of fermented products. To adapt itself to these modifications, bacterium has defense systems which are controlled by regulation networks involving, in particular, transcriptional regulators. Among them, they are transcriptional regulators of the Rgg family. rgg genes code transcriptional regulators which are very polymorph. Several studies showed their involvement in stress response. The originality of S. thermophilus is the presence of many different rgg copies on genomes of this bacterial species (between 5 and 7 copy according to strain). Objective of this study is the characterization of the Rgg family and study of the S. thermophilus rgg gene function, and, in particular, involvement of these genes in S. thermophilus adaptation to environmental changes. In silico analyses has allowed to show that rgg genes are specific to the Streptocococcaceae family of and the Lactobacillus and the Listeria genus. Proteins belonging to this family are polymorphic and don?t form a monophyletic group. Analyses nevertheless showed that these proteins were characterized by two domains: a "HTH domain" in N-terminal position, very probably involved in the DNA interaction, and a "median domain" in central position which the role remains to determine. Analyses realized during this work show that S. thermophilus LMG18311 rgg0182 gene codes a transcriptional regulator which participates, in particular, in the adaptive response of S. thermophilus exposed to an increase of its growth temperature. Furthermore, the deletion of the rgg0182 gene confers on cells the capacity of a hydrophobic surface adhesion and leads to a reduction of cells chains size. All these phenotypes suggest that Rgg0182 protein is a global regulator of S. thermophilus LMG18311 genic expression. Target genes of this regulator were looked for among genes of thermal stress response and indicate that Rgg0182 protein is involved in the chaperons and proteases homeostasis.

Les protéines de liaison à l’ARN PUMILIO 1 et 2 (PUM1/2) exercent un rôle central dans le maintien des cellules souches chez les Invertébrés en se fixant, en association avec des partenaires protéiques, sur la région 3’ UTR de certains ARNm, régulant ainsi leur devenir. A ce jour, le rôle de PUM1/2 dans les cellules souches/progénitrices hématopoïétiques (CSPHs) a été peu étudié. La perte de la coordination entre auto-renouvellement et différenciation des CSPHs peut aboutir à des hémopathies chez l'Homme, d’où la nécessité de comprendre les mécanismes sous-jacents. Notre équipe a mis en évidence, par une approche de shARN, que l’invalidation des protéines PUM1/2 dans les CSHs humaines et murines conduit à une réduction de leur expansion, associée à une apoptose accrue et un arrêt du cycle cellulaire en phase G0/G1, et aussi à une perte du potentiel clonogénique in vitro et du potentiel de reconstitution in vivo. L’objectif de notre travail a consisté à : a/ évaluer les effets de la surexpression de PUM1/2 dans les CSPHs, b/ déterminer l’implication de PUM1/2 dans les processus leucémiques, c/ étudier les mécanismes moléculaires responsables de l’activité de PUM1/2 en identifiant les cibles et les partenaires protéiques par une approche de protéomique globale. Nos résultats suggèrent qu’une surexpression modérée de PUM1 (2/3 fois) dans les cellules CD34+ limite la perte du potentiel clonogénique alors qu’une expression plus élevée (5/10 fois et plus) est toxique. L’analyse de l’expression de PUM1/2 par RT-qPCR dans les échantillons de Leucémies Aigue Myeloïdes (LAM) (GOELAMSthèque) montre une augmentation significative dans les échantillons les plus immatures (LAM0-2) comparés aux contrôles sains. La perte de PUM1/2 par shARN dans les cellules primaires de leucémies ainsi que dans des lignées issues de différents processus leucémiques réduit fortement leur survie. La recherche des partenaires associés à PUM par spectrométrie de masse a permis de découvrir Argonaute2 et MOV10 (tous les 2 impliqués dans la machinerie des miRNA), ainsi que des protéines de liaison aux ARNs, ELAV1 déjà connue pour son implication dans le maintien des CSH murines et IMP3, impliqué dans de nombreux cancers et dans la régulation du cycle cellulaire. L’invalidation de IMP3 ou ELAV1 dans les CSPHs conduisent, in vitro, aux mêmes effets observés avec la perte du PUM 1/2, une diminution de l’expansion avec une augmentation de l’apoptose, et la perte du potentiel clonogénique. Enfin, nous avons identifié FoxP1 (Forkhead box P1) comme nouvelle cible directe de PUM1/2, dont le rôle est encore très peu décrit dans l’hématopoïèse. L’étude fonctionnelle de FoxP1 sur les CSPHs par shARN mime les effets observés avec les facteurs PUM1/2. De plus, la surexpression de FoxP1 restaure partiellement les activités antiprolifératives et pro-apoptotiques générées par les shPUM1/2. Enfin, le profil d’expression de FoxP1 dans les LAM corrèle avec le profil d’expression de PUM1/2. Nos résultats confirment le rôle majeur joué par les protéines PUM1/2 en partie via la régulation positive de FoxP1 qui contribue au maintien les CSPHs normales et pathologiques. / Pumilio 1 and 2 (PUM1/2) RNA-binding proteins exert a central role in stem cell maintenance among Invertebrates by binding the 3'UTR of mRNA targets in association with protein partners, thus regulating mRNA stability/translation. Nothing is known regarding normal and pathologic hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs). Loss of coordination between self-renewal and differentiation of HSPCs can lead to leukemia in humans, hence the need to understand the mechanisms. Our team has highlighted the fundamental role played by the post-transcriptional regulators Pumilio (PUM) 1/2 on normal HSPC properties. By a shRNA approach, PUM 1/2 knockdown in human and murine HSPCs leads to: a/ a reduced expansion associated with an increased apoptosis and a cell cycle arrest in G0/G1 phase, b/ the loss of their clonogenic capacity and their in vivo reconstitution potential. The objective of our work is to: a/ evaluate the effects of PUM 1/2 overexpression in HSPC, b/ determine PUM1/2 involvement in leukemic processes; c/ investigate the molecular mechanisms responsible of PUM activity in HSPC by identifying protein targets and partners. Our results showed that a moderate overexpression of PUM1 (2 to 3 fold) in normal CD34+ HSPCs limits the loss of their clonogenic potential, while a higher expression (5 to 10 fold or more) is toxic. The expression analysis of PUM1/2 transcripts in Acute Myeloid Leukemia (AML) (GOELAMSthèque) showed a significant increase in the most immature samples (AML0-2) as compared to healthy controls. PUM1/2 knockdown by shRNA in AML cells significantly reduced their survival. The same effect was observed in cell lines from several leukemic processes. We identified various PUM-associated partners by mass spectrometry, Argonaute2 and MOV10 (involved in the miRNA machinery), and the RNA-binding proteins IMP3 (involved in several cancer and in cell cycle regulation) and HuR/ELAV1 (already known to be involved in murine HSPCs maintenance). IMP3 or ELAV1 knockdown in HSPCs in vitro lead to the same effect of a PUM1/2 invalidation, a decreased expansion with an increased apoptosis and the loss of clonogenic potential. Finally, we identify the forkhead box P1 (FOXP1) transcription factor as a new direct target up-regulated by PUM1 and PUM2. Functional study of FoxP1 knockdown by shRNA in HSPCs mimic PUM1/2 activities. Moreover, FOXP1 overexpression partially rescued shPUM antiproliferative and pro-apoptotic effects. Also, the PUM1/2 and FOXP1 expression levels in leukemic primary cells were measured by RT-qPCR and revealed a positive correlation. Our results reveal that PUM1/2 are direct positive regulators of FOXP1 which contributes to the maintenance of normal and leukemic HSPCs.

A expressão do gene RECK é ubíqua em tecidos normais e não detectável nas linhagens celulares tumorais testadas e em fibroblastos transformados por diversos oncogenes. Inicialmente isolado como um gene indutor da reversão fenotípica tumoral→normal em fibroblastos transformados por v-Ki-ras, o gene RECK codifica uma glicoproteína de membrana que suprime a invasão tumoral e metástase através da regulação da metaloprotease de matriz-9. Para entender os mecanismos de inibição da expressão do gene RECK, mediada por oncogenes, isolou-se e caracterizou-se a região 5\'- flanqueadora do gene RECK de camundongo (mRECK). Ensaios de atividade promotora utilizando mutantes de deleção da região 5\' - flanqueadora e o gene repórter luciferase, revelaram que a sequência de 52 pb, imediatamente \"upstream\" ao gene, possui uma atividade promotora que é suprimida pelo produto do oncogene Ha-ras (V12). Esta sequência contém dois sítios de ligação a Sp1 (SplA e SplB), um sítio de ligação a cEBPb e um CAAT box. EMSAs e ensaios de atividade promotora, utilizando mutantes pontuais nestes sítios, revelaram que as proteínas Spl e Sp3 se ligam a ambos os sítios Spl, e que a resposta a Ras é mediada apenas pelo sítio SplB. Análise por Southern blot utilizando uma enzima de restrição sensível à metilação e por Northern blot de mRNA extraído de células tratadas com um agente desmetilante, sugeriram que o mecanismo de metilação de DNA não está envolvido na regulação transcricional do gene RECK. O envolvimento de RECK em diversos sistemas de proliferação, invasão e reversão celular foi analisado através de Northern blot. Os resultados sugerem que a expressão de RECK é regulada por soro na linhagem A3l de fibroblastos normais de camundongo. / The RECK gene is ubiquitously expressed in normal human tissues, but is downregulated both in tumor cell lines and in oncogenically transformed fibroblasts. Initially isolated as a tumor→normal phenotypic reversioninducing gene in v-ki-ras-transformed fibroblast, RECK encodes a membrane-anchored glycoprotein that suppresses tumor invasion and metastasis by regulating the matrix metalloproteinase-9. In order to understand the mechanism of oncogene-mediated suppression of RECK gene expression, we have isolated and characterized the 5\'-flanking region of the mouse RECK gene (mRECK). Deletion mutants constructs of this 5\' -flanking region with the luciferase reporter gene, revealed that the 52 base pairs upstream displays promoter activity which is suppressed by the Ha-ras (V12) oncogene. This region contains two Spl-binding motifs (SplA and SplB), one cEBPb-binding motif, and one CAAT box. Gel shift analysis and reporter gene assays, in combination with site-directed point mutations in these elements, revealed that both Spl sites associate with Spl as well as Sp3 proteins, although Ras- responsiveness seems to be mediated only by the downstream Spl site (SplB). Southern blot analysis using a methylation-sensitive restriction enzyme and Northern blot analysis with mRNA extracted from cells treated with a demethylating agent, indicated that the mechanism of DNA methylation is not involved in the regulation of RECK gene transcription. The role of RECK in several systems of cell proliferation, invasion and reversion, analysed by Northern blot, suggested that RECK expression is cell cycle regulated by serum in normal A3l mouse fibroblast cell line.

Les organismes bactériens sont en contact direct avec leur environnement et doivent donc constamment s’acclimater aux variations de celui-ci. Pour cela, plusieurs leviers de régulations peuvent être actionnés. Récemment, la régulation post-transcriptionnelle par les ARN régulateurs a été proposée comme un mécanisme de régulation rapide et peu coûteux pour la cellule. Chez le phytopathogène Dickeya dadantii, la régulation de la virulence a quasi exclusivement été étudiée au niveau transcriptionnel et l’implication des ARN régulateurs dans la virulence reste très peu connue. Pour cela, nous avons tout d’abord étudié le rôle des chaperons à ARN dans la pathogénie de D. dadantii et mis en évidence leur implication dans de nombreux facteurs de virulence comme la production d’enzyme de dégradation de la paroi végétale. Puis, nous avons développé une nouvelle méthode d’identification d’ARN à partir de données RNA-seq. Cette méthode a été développée pour tirer profit des séquençages réalisés en paired-end, permettant de séquencer les deux extrémités d’un transcrit. Son évaluation dans sa capacité à détecter de manière précise des ARN connus a montré une performance supérieure aux méthodes de détection existantes. Enfin, cette nouvelle méthode a été appliquée sur des données de séquençage de petits transcrits. Cette analyse nous a permis d’identifier plus d’un millier d’ARN régulateurs potentiels, dont plusieurs pourraient être impliqués dans la régulation de la virulence. Ces travaux ont donc permis de mettre en lumière l’existence d’une régulation post-transcriptionnelle chez D. dadantii et de proposer des pistes concernant les acteurs et mécanismes concernés / Bacterial organisms are directly exposed to environmental conditions and have to respond to environmental stress. To do so, several regulation network are known. Recently, post transcriptional regulation with small RNAs was suggested to be a fast and cheap in energy regulation mechanism. In the phytopathogen Dickeya dadantii, investigations on pathogenic process mostly focused on its control by transcriptional regulators. Knowledge of post-transcriptional regulation of the virulence factors is still in its infancy.To this end, we first studied the impact of RNA chaperones in the virulence of D. dadantii and showed that they were involved in the regulation of several virulence factors, like production of cell wall degrading enzyme. Then, we developed a new method to detect sRNAs from paired-end bacterial RNA-seq data. This method take paired end sequencing into account, which allow the sequencing of the both ends of each fragment. A comparative assessment showed that this method outperforms all the existing methods in terms of sRNA detection and boundary precision. Finally, this method was applied to sequencing data. With this analysis, more than one thousand sRNAs has been detected, with the identification of several candidates potentially involved in virulence.Thereby, this work highlight the existence of post-transcriptionnal regulation in D. dadantii and suggest candidates and mechanisms involved in this regulation

La mucoviscidose est la maladie génétique la plus fréquente dans la population caucasienne. Le genre Scedosporium se situe au deuxième rang parmi les champignons filamenteux isolés des expectorations dans ce contexte. Au niveau pulmonaire, les colonisations/infections entraînent le recrutement de phagocytes qui induisent un stress oxydatif normalement délétère pour les pathogènes. Pour se défendre, ceux-ci ont développé des systèmes antioxydants, notamment diverses enzymes. Ce travail de thèse visait à étudier la réponse au stress oxydatif chez Scedosporium. Tout d’abord, la capacité à germer en présence d’oxydants a été évaluée. Par la suite, trente-trois gènes potentiellement impliqués dans la défense contre le stress oxydatif ont été identifiés. Leur expression en présence d’oxydants et en co-cultures avec des phagocytes suggère un rôle majeur, notamment pour une catalase, une peroxyrédoxine et deux thiorédoxine réductases. Par ailleurs, un mutant défectif pour un gène codant une superoxyde dismutase (SOD) pariétale et spécifique des spores a été produit. L’auranofin, un inhibiteur des thiorédoxine réductases, présente une activité vis-à-vis des Scedosporium et un effet additif avec des triazolés. Un test ELISA a été développé pour le sérodiagnostic des scédosporioses, utilisant une catalase et une Cu/Zn-SOD recombinantes. Ce test sensible et spécifique permet de distinguer les infections à Scedosporium de celles à Aspergillus fumigatus et des colonisations à Scedosporium. Au final, ces résultats indiquent un rôle majeur des enzymes antioxydantes chez Scedosporium, qui pourraient être de véritables facteurs de virulence et donc de nouvelles cibles thérapeutiques. / Cystic fibrosis (CF) is the most common genetic disease in Caucasian populations. The Scedosporium genus ranks the second among the filamentous fungi colonizing the airways of CF patients. In the respiratory tract, colonizations/infections lead to the recruitment of phagocytes which produce an oxidative stress, usually deleterious for pathogens. To defend themselves, pathogens have developed protective antioxidant systems, especially various enzymes. This thesis aimed to study the oxidative stress response in Scedosporium species. First, capacity of several Scedosporium isolates to germinate upon oxidative stress conditions was evaluated. Then, thirty-three genes potentially involved in protection against the oxidative stress were identified. Their overexpression in response to oxidants and in co-cultures with phagocytes suggested a crucial role, especially for one catalase, one peroxiredoxin and the two thioredoxin reductases. A mutant defective for the gene encoding a superoxide dismutase (SOD) anchored to the cell wall and specific for the conidia was produced. Auranofin, a thioredoxin reductase inhibitor, exhibits little anti-Scedosporium activity and an additive effect with triazole drugs. An ELISA was developed for serodiagnosis of scedosporiosis, using recombinant proteins derived from one catalase and a Cu/Zn-SOD. This sensitive and specific assay allows to differentiate Scedosporium infections from Aspergillus fumigatus infections and Scedosporium colonizations. Finally, these results indicate a crucial role of antioxidant enzymes in Scedosporium species, which could therefore be considered as virulence factors and as possible new therapeutic targets.

Streptococcus pneumoniae est la cause principale de pneumonies, otites, méningites et septicémies. La transformation génétique naturelle constitue l’élément clé de son adaptation aux changements environnementaux. Elle s’effectue par intégration d’ADN d’origine externe dans le chromosome de la bactérie, et a lieu pendant un état physiologique particulier appelé compétence.Mon travail de thèse a consisté à étudier les acteurs principaux de la régulation de la compétence (ComD, ComE) et les protéines impliquées dans la prise en charge, le traitement de l’ADN transformant et la recombinaison (DprA, RecA). J’ai notamment résolu la structure du facteur de transcription ComE par cristallographie aux rayons X, et réalisé une étude fonctionnelle de sa fixation sur un de ses promoteurs. Les résultats obtenus ont permis de proposer un mécanisme selon lequel la dimérisation induite par la phosphorylation de ComE, couplée à sa fixation sur la séquence promotrice d’ADN, provoquerait une courbure de l’ADN. Cette courbure permettrait la fixation de l’ARN polymérase, activant ainsi la transcription des gènes nécessaires à la mise en place de la compétence. / Streptococcus pneumoniae is the leading cause of community-acquired infections worldwide. The natural genetic transformation is the key to its adaptation to environmental changes. It takes place with the integration in its chromosome of exogenous DNA, during a physiological state called competence.During my thesis I have focused on the main actors of competence regulation (ComD, ComE) and on proteins involved in exogenous DNA processing and recombination (DprA, RecA). In particular, I have solved the structure of the transcriptional activator ComE by X-ray crystallography, and carried out a functional study of its binding to its promoter. The results obtained allowed us to propose a mechanism regarding the transcriptional activation by ComE of the genes necessary for the set up of the competence : the phosphorylation-induced dimerization, coupled to the binding of ComE to its DNA promoter, would curve the DNA and allow the binding of the RNA polymerase.

Les rhabdomyosarcomes embryonnaires et aléolaires (RMS) appartiennent aux tumeurs des tissus mous les plus fréquentes chez les enfants dont elles représentent 2/3 des cas. Plusieurs données suggèrent que la dérégulation des cellules progénitrices du muscle squelettique pourrait jouer un rôle dans l'émergence des cellules de RMS qui ont aussi bien perdu le contrôle de la régulation de la prolifération cellulaire que la capacité à se différencier.Néanmoins les mécanismes de développement des RMS restent à caractériser. La famille des IMPs et notamment IMP-2, protéines liant les ARN, sont à la fois fortement exprimées dans le muscle en régénération in vivo mais aussi dans les cellules de RMS.Au cours de ma thèse, j’ai pu mettre en évidence le rôle d’IMP-2 dans la motilité des cellules de RMS et dans les cellules musculaires ainsi que dans le contrôle de l’intégrité du cytosquelette de microtubules (MTs) et dans le remodelage des adhésions focales. En effet, IMP-2 est impliqué à la fois dans la régulation de l’expression de MuRF-3, une protéine lié àla stabilisation des MTs et de Pinch-2, un important médiateur de l’adhésion cellulaire. / The RNA-binding proteins IMPs (IGF-II mRNA binding protein) first discovered in rhabdomyosarcoma cells (RMS) are expressed during embryonic development but their expression is decreased in adult tissues.We showed that IMPs and particularly IMP-2 are strongly expressed in mouse myoblatsts, during early regeneration of skeletal muscle in vivo and in and RMS. IMP-2 loss of function experiments using siRNA have shown that IMP-2 is necessary for microtubules stability(MTs), cell motility and invasion of myoblasts and RMS.Expression of IMP-2 specifically increases MTs stability by an enrichment of detyrosinated tubulin Glu-tubulin. Detyrosination is indispensable for myogenic differentiation and plays substantial role in tumor growth. Additionaly, MTs stabilization play an important role in focal adhesion remodeling, in cytoskeleton integrity, cell adhesion and cell motility.To get new insight into molecular mechanism underlying the function of IMP-2 in MTs stability and cell motility, full ranscriptome analysis was performed between IMP-2 knockdown (KD) myoblasts and control myoblatsts. We have further shown that IMP-2 controls the mRNA levels of many important mediators of cell adhesion such as PINCH-2, as well as multiple cytoskeleton remodeling, such as MuRF-3.We have identified a number of functionally relevant protein partners of IMP-2.Moreover subsequent RNAi screens have revealed the importance of IMP-2 regulated transcripts involved in cell motility and cell adhesion In conclusion, we show that IMP-2 dependent regulation of mRNA such as MuRF3 and PINCH2 largely contributes to the motility –deficient in IMP-2 KD cells. Moreover these results indicate clearly, that further analysis of IMP2 protein partners and RNA targets regulated by IMP-2 will help to characterized the function of IMP-2 and to propose a model of IMP-2 transcriptional regulation of gene expression in myoblasts and RMS cells.