RNA polymerase II-mediated transcription of HIV-1 genes depends on positive transcription elongation factor b (P-TEFb), the complex of cyclin T1 and CDK9. Recent evidence suggests that regulation of transcription by P-TEFb involves chromatin binding and modifying factors. To determine how P-TEFb may connect chromatin remodeling to transcription, we investigated the relationship between P-TEFb and histone H1. We show that P-TEFb interacts with H1 and that H1 phosphorylation in cell culture correlates with P-TEFb activity. Importantly, P-TEFb also directs H1 phosphorylation during Tat transactivation and wild type HIV-1 infection. Our results also show that P-TEFb phosphorylates histone H1.1 at a specific C-terminal site. Expression of a mutant H1.1 that cannot be phosphorylated by P-TEFb disrupts Tat transactivation as well as transcription of the c-fos and hsp70 genes in HeLa cells. P-TEFb phosphorylation of H1 also plays a role in the expression of muscle differentiation marker genes in the skeletal myoblast cell line C2C12. Additionally, ChIP experiments demonstrate that H1 dissociates from the HIV-1 LTR in MAGI cells, stress-activated genes in HeLa cells, and muscle differentiation marker genes in C2C12 cells under active P-TEFb conditions. Our results overall suggest a new role for P-TEFb in both cellular and HIV-1 transcription through chromatin.

RNA-binding proteins (RBPs) are important for a wide variety of biological processes involved in gene regulation. However, the structural and dynamic contributions to their biological activity are poorly understood. The tristetraprolin (TTP) family of RBPs, including TTP, TIS11b and TIS11d, regulate the stability of mRNA transcripts encoding for key cancer-related proteins, such as tumor necrosis factor- and vascular endothelial growth factor. Biophysical studies have shown that the RNA binding domain, consisting of two CCCH zinc fingers (ZFs), is folded in the absence of RNA in TIS11d and TIS11b. In TTP, however, only ZF1 adopts a stable fold, while RNA is required to completely fold the tandem zinc finger (TZF). The focus of this research was to understand the origin and biological significance of the structural differences observed for the TZF domains of TTP and TIS11d. Three residues were shown to control the affinity for the structural Zn2+ and determine the folding of ZF2 in the absence of RNA. The partially-folded TZF domain of TTP has greater selectivity for RNA sequences than the fully folded TZF domain of TIS11d. The mRNA destabilizing activity of TTP was increased when the partially disordered RBD of TTP was replaced with the fully structured TZF domain of TIS11d. Disruption of the structure and/or dynamics of the TZF domain observed in the disease-associated mutations of TIS11d, P190L and D219E, results in aberrant cytoplasmic localization. This work demonstrates that the extent of RBD folding in the TTP family is important for differential RNA recognition, mRNA turnover, and protein localization in vivo.

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About 70% of breast tumors express the estrogen receptor alpha (ERα). Antiestrogens (AEs) are used to treat all stages of ER+ breast cancer. There are two types of AEs: Selective Estrogen Receptor Modulators (SERMs) and Selective Estrogen Receptor Downregulators (SERDs). SERMs such as Tamoxifen (Tam) have tissue-specific partial agonist activity, while SERDs such as Fulvestrant or Faslodex (ICI182, 780) fully repress estrogen target genes regardless of the tissue and cell type. Previously, it has been reported that SERDs induce ERα ubiquitination and degradation. ERα is also SUMOylated in the presence of SERDs. Abrogating SUMOylation of ERα using a deSUMOylase (SENP1) resulted in a partial de-repression of estrogen target genes in the presence of SERDs. Mapping the domains using deletion mutagenesis in the presence of ICI 182,780 showed that C-terminal domain (CDEF regions) is required of the ICI induced modification but not the N-terminal domain (AB region). Thus, a detailed dissection of the structural determinants for the selective action of SERDs on ERα SUMOylation and ubiquitination remained unknown. Our work shows that pure antiestrogens like ICI182,780 induce SUMOylation and ubiquitination of ERα but not ERβ in live cells. Utilizing the fact that domains of ERα and ERβ display sequence homology, we designed chimeras to map the minimal domain required for ERα modification in the presence of antiestrogens. Interestingly, swapping domains between ERα and ERβ showed that the Ligand Binding Domain (LBD) of ERα is sufficient to confer the induction of ERα modification in the presence of AEs such as Raloxifene (Ral) and ICI182,780. Further dissecting this region, we also found that helices 3 to 6 (H3H6) located in the LBD region is sufficient to confer the induction of SUMOylation and ubiquitination in the ICI182,780. Importantly, the lysine residues in this region between ERα and ERβ are conserved, which suggests that conformational differences in the LBD determine the capacity of ICI182, 780 bound ERα to be modified by SUMO and ubiquitin. Replacement of Leucine at position 536 in helix 12 (H12) of ERα’s LBD by a Valine residue or mutating Aspartate at position 351 abolished the increase in SUMOylation and ubiquitination observed in the presence of Ral. This suggested that Ral, a SERM, required a different set of determinants than ICI182,780 present in the LBD of ERα. vi Our work has also showed that saturating concentrations (increasing the amount of drug added will not result in a higher response) of ICI 182,780 modified and fully repressed constitutively active mutations such as Y537C, N or S and D538G. Other mutation such V534E and L536R/Q mutants exhibited some residual activity and were not modified in the presence of saturating concentrations of ICI182,780. Interestingly, the loss of SUMOylation correlated with the partial resistance to AEs. Structure function analysis of residues at position 536 indicates amino acids with a bulky hydrophobic side chain residue at this position result in preservation of ERα modifications in the presence of ICI 182,780. However, Using BRET-FECT, we have demonstrated that ERαwt/L536R heterodimerize and have intermediate levels of SUMOylation compared to ERαwt in the presence of ICI 182,780. Our results shed light onto the molecular basis for the diverse pharmacological properties of antiestrogens and should help guide the design of novel SERDs for breast cancer treatment. / Environ 70% des cancers du sein expriment le récepteur des oestrogènes alpha (ERα). Les anti-oestrogènes (AEs) sont utilisés pour traiter tous les stades de cancer du sein ER+. Il y a deux types d’AEs : les Selective ER Modulators (SERMs) et les Selective ER Downregulators (SERDs). Les SERMs, comme le Tamoxifen (Tam), ont une activité agoniste partielle tissu-spécifique, alors que les SERDs, tel Fulvestrant ou Faslodex (ICI182,780), répriment entièrement les gènes cibles d’ER, quel que soit l’organe ou le type cellulaire. Il a précédemment été montré que les SERDs induisent l’ubiquitination et la dégradation d’ERα. ERα est aussi SUMOylé en présence des SERDs. Supprimer la SUMOylation d’ERα en utilisant une déSUMOylase (SENP1) résulte en une dérépression partielle des gènes cibles d’ER en présence de SERDs. La délétion successive des différents domaines d’ERα en présence d’ICI182,780 a révélé que la région C-terminale (domaines CDEF) est requise pour la modification induite par ICI, mais pas la région N-terminale (domaines AB). Ainsi, la dissection détaillée des déterminants structuraux responsables de l’activité sélective des SERDs pour la SUMOylation et l’ubiquitination d’ERα reste à entreprendre. Nos travaux montrent que les AEs purs comme ICI182,780 induisent la SUMOylation d’ERα, mais pas d’ERβ, dans des cellules en culture. Tirant profit de l’homologie de séquences des différents domaines d’ERα et ERβ, nous avons conçu des chimères pour cartographier la région minimale requise pour la modification d’ERα en présence d’AEs. De manière intéressante, l’interversion des domaines d’ERα et ERβ a montré que le domaine de liaison au ligand (LBD) d’ERα est suffisant pour permettre l’induction de la modification d’ERα en présence d’AEs tels le Raloxifene (Ral) et ICI182,780. En décortiquant davantage ce domaine, nous avons trouvé que les hélices 3 à 6 (H3H6) du LBD sont suffisantes pour induire la SUMOylation et l’ubiquitination d’ERα en présence d’ICI182,780. De manière importante, les résidus Lysine de cette région sont conservées entre ERα et ERβ, ce qui suggère que des différences conformationnelles entre les deux LBD déterminent la capacité d’ERα lié par ICI182,780 d’être modifié par SUMO et l’ubiquitine. La mutation de la Leucine à la position 536 dans l’hélice H12 du LBD d’ERα par une Valine, ou la mutation de l’Aspartate à la position 351 abolissent l’augmentation de la SUMOylation et l’ubiquitination observée en présence de iv Ral. Cela suggère que Ral, un SERM, requière différents déterminants structuraux du LBD d’ERα qu’ICI182,780. Nos travaux ont aussi montré que des concentrations saturantes (l’augmentation de la quantité de drogue ajoutée ne mènera pas à une réponse plus élevée) d’ICI182,780 modifient et répriment entièrement des mutants constitutivement actifs d’ERα comme Y537C, N ou S et D538G. D’autres mutants, tels V534E et L536R/Q, présentent une activité résiduelle et ne sont pas modifiés sous traitement avec des concentrations saturantes d’ICI182,780. De façon intéressante, la perte de SUMOylation corrèle avec la résistance partielle aux AEs. Une analyse structure – fonction des résidus à la position 536 indique que les acides aminés avec une chaine latérale hydrophobe volumineuse à cette position permettent de préserver les modifications d’ERα en présence d’ICI182,780. Cependant, en utilisant la technique BRET-FECT, nous avons démontré que les récepteurs ERα sauvage et L536R forment un hétérodimère qui présente des niveaux intermédiaires de SUMOylation en présence d’ICI182,780. Nos résultats révèlent les bases moléculaires des diverses propriétés pharmacologiques des AEs et devraient aider à guider la conception de nouveaux SERDs pour le traitement des cancers du sein.

A complex regulatory framework underlies the generation of newborn neurons in the adult mammalian brain, including the lifelong maintenance of neural stem cell (NSC) quiescence and instructing NSC entry to and exit from quiescence. Future therapies targeting endogenous repair of the aging or afflicted brain, including neurodegenerative pathologies, rely on present efforts to define and characterize the mechanisms underlying the regulation of adult NSC fate. In this dissertation, we demonstrate a requirement for the Rb/E2F axis in the regulation of the molecular program instructing adult NSC quiescence and activation, with a potential role in the impaired hippocampal function observed in Alzheimer's disease pathology. While Rb plays a role in the production and survival of hippocampal newborn neurons, we identify a collective requirement for Rb family proteins — pRb, p107 and p130 — as well as their targets, E2F family transcriptional activators E2F1 and E2F3, in the regulation of NSC quiescence and activation. We further demonstrate that this is mediated through pivotal factors REST and ASCL1, identified as direct molecular targets of the Rb/E2F axis, and that REST inactivation can partially rescue NSC depletion following Rb family loss. We finally demonstrate impaired NSC activation and a return to quiescence in the 3xTG-AD model of Alzheimer's disease, with altered expression of Rb/E2F genes observed within cell population-specific defects. Ultimately, this work addresses the key issue of how transcriptional signatures of quiescence and activation among adult NSCs are co- ordinated with cell cycle control, and demonstrates that Rb family proteins serve as master regulators of the molecular program instructing adult NSC exit from and re-entry into quiescence.

Le cancer du sein est une maladie hétérogène définie actuellement par plusieurs sous-types classés en fonction de leurs profils d'expression génique et reliés à différentes altérations moléculaires et options thérapeutiques. Les tumeurs luminales, exprimant le récepteur des oestrogènes alpha (ERa), sont traitées par des thérapies endocriniennes. Les tumeurs HER2+ bénéficient également de traitement par des médicaments ciblant ce récepteur. Cependant, les tumeurs de types basal-like, molecular apocrine et claudin-low, sont principalement traitées par chimiothérapie à défaut de cibles thérapeutiques. Les différents sous-types moléculaires du cancer du sein sont supposés provenir d'un blocage de la différenciation épithéliales mammaires à différents stades. Les tumeurs luminales, HER2+ et basal-like sont caractérisées par un phénotype épithélial, alors que les tumeurs claudin-low se distinguent par un phénotype mésenchymateux moins différencié. Jusqu'à présent, les facteurs de transcription qui dictent l'identité épithéliale des tumeurs mammaires et les mécanismes sous-jacents de la spécification des sous-types de cancer du sein restent imparfaitement compris. Dans cette étude, nous montrons que le facteur de transcription (FT) Grainyhead-like 2 (GRHL2) agit en tant que gardien et régulateur principale de phénotype épithélial des lignées cellulaires du cancer du sein. La surexpression de GRHL2 dans des cellules cancéreuses du sein claudin-low induit une transition mésenchymateuse à épithéliale en induisant directement l'expression de plusieurs FT épithéliaux, cofacteurs et microARNs et par interférence avec d'autres voies de signalisation. La surexpression de GRHL2 dans les cellules MDA-MB-231 a entraîné l'ouverture de la chromatine et l'activation transcriptionnelle des gènes cibles tels que les inhibiteurs de l’EMT OVOL1 et OVOL2, réprimés dans les cellules mésenchymateuses. De plus, nous avons identifié le marqueur de type basal-like VGLL1, un cofacteur des TEADs, en tant que nouveau cofacteur de GRHL2, qui médie une partie des effets de GRHL2 dans les cellules MDA-MB-468. L'axe GRHL2/VGLL1 oppose les effecteurs de la voie de signalisation Hippo YAP / TEADs, qui sont dérégulés dans de nombreux cancers, et inhibe l'activation de certains de leurs gènes cibles impliqués dans la progression tumorale et les métastases. Dans la deuxième partie de notre étude, nous avons identifié, par une analyse de corrélation génique dans plusieurs jeux de données transcriptomiques de tumeurs du sein, un cluster de gènes hautement corrélés et spécifiquement exprimés dans les tumeurs basal-like, incluant FOXC1, VGLL1, BCL11A, GABRP, SOX6/8/10 et ELF5. Nous avons montré que la surexpression de FOXC1 dans des cellules épithéliales et mésenchymateuses active des voies de signalisation et induit l’expression de gènes enrichis dans les tumeurs basal-like, y compris le marqueur de type basal-like C1orf106, quoique ces effets soient largement spécifiques du contexte cellulaire. D’un autre côté, nous avons montré que les FT luminaux ERa, FOXA1 et GATA3 répriment directement l'expression des marqueurs de type basal-like VGLL1 et GABRP dans les cellules luminales MCF7. Ces études permettent de mieux comprendre le rôle et les mécanismes de la régulation transcriptionnelle par GRHL2 et ont identifié de nouveaux gènes cibles de VGLL1 et de FOXC1 dans les cellules cancéreuses du sein. Étant donné que les sous-types de cancer du sein sont liés à des aberrations génétiques affectant de manière distincte les patrons d'expression des gènes, l’identification des réseaux de régulation transcriptionnels spécifiques à chaque sous-type et une meilleure compréhension de l'impact de leur dérégulation sur les phénotypes tumoraux peuvent conduire à la découverte de nouvelles cibles thérapeutiques spécifiques à chaque sous-type. / Breast cancer is a heterogenous disease currently defined by several subtypes that have been identified based on gene expression profiling and are related to different molecular alterations and clinical outcomes. Luminal tumors, expressing estrogen receptor alpha (ERa), are treated with endocrine therapies. HER2-enriched tumors also benefit from treatment with drugs targeting this receptor. However, basal-like, molecular apocrine and claudin-low tumors, lacking the expression of specific molecular targets, are mainly treated by chemotherapy. Breast cancer molecular subtypes are thought to be originated from a block of mammary epithelial cell differentiation at different stages. Luminal, HER2-enriched and basal-like tumors are characterized by an epithelial phenotype, however claudin-low tumors are distinguished by a less differentiated mesenchymal phenotype. Until now, transcription factors that dictate the epithelial identity of breast tumors and that underlie breast cancer subtype specification have not been well characterized. Here, we show that the transcription factor (TF) Grainyhead-like 2 (GRHL2) is a gatekeeper and a master regulator of the epithelial phenotype of breast cancer cell lines. GRHL2 overexpression in claudin-low breast cancer cells induces mesenchymal to epithelial transition by directly upregulating the expression of several epithelial TFs, cofactors and microRNAs and by crosstalk with other signaling pathways. GRHL2 overexpression in MDA-MB-231 cells resulted in chromatin opening and transcriptional activation of direct target genes such as the EMT inhibitors OVOL1 and OVOL2, repressed in mesenchymal cells. In addition, we uncovered the basal-like marker VGLL1, a TEAD cofactor, as a novel cofactor of GRHL2, which mediates part of GRHL2 effects in MDA-MB-468 cells. The GRHL2/VGLL1 axis counteracts the downstream effectors of the Hippo signaling pathway YAP/TEADs, which are deregulated in many cancers, and inhibits the activation of some of their target genes implicated in tumor progression and metastasis. In the second part of our study, we identified by performing gene correlation analysis in large transcriptome datasets of breast tumors a cluster of highly correlated genes specifically expressed in basal-like tumors, comprising FOXC1, VGLL1, BCL11A, GABRP, SOX6/8/10 and ELF5. We showed that FOXC1 overexpression in both mesenchymal and epithelial cells upregulates basallike signaling pathways and markers such as the basal-like marker C1orf106, although with little overlap indicating context-dependent gene regulation. Conversely, we showed that luminal TFs ERa, FOXA1 and GATA3 directly repress the expression of basal-like markers VGLL1 and GABRP in MCF7 luminal cells. These studies help to better understand the role and the mechanisms of transcriptional regulation by the epithelial transcription factor GRHL2 and identified previously unknown targets of basallike transcription factor FOXC1 and cofactor VGLL1 in breast cancer cells. As breast cancer subtypes are linked to genetic defects differentially affecting gene expression patterns, the characterization of relevant subtype-specific transcriptional regulatory networks and better understanding of the impact of their deregulation on the tumor phenotype may lead to the discovery of new therapeutic strategies specific to each subtype.

La protéine de liaison à l’ARN double-brin Staufen1 (STAU1) est exprimée dans les cellules de mammifères de manière ubiquitaire. STAU1 est impliqué dans la régulation post-transcriptionnelle de l’expression génique grâce à sa capacité de lier les ARN et moduler leur épissage, leur transport et localisation, leur traduction ainsi que leur dégradation. Des études récentes de notre laboratoire indiquent que l’expression de STAU1 est régulée durant le cycle cellulaire, ayant une abondance maximale au début de la mitose. En prométaphase, STAU1 est lié à des ARNm codant pour des facteurs impliqués dans la régulation de la prolifération, la croissance et la différenciation cellulaires. De plus, des analyses protéomiques menées sur des cellules humaines ont permis d’identifier STAU1 comme un composant de l’appareil mitotique. Cependant, l’importance de cette association n’a pas été investiguée. Par ailleurs, il a été montré qu’une défaillance dans l’expression ou les fonctions de STAU1 pourrait contribuer au développement et l’accélération de plusieurs maladies débilitantes, dont le cancer. Dans cette thèse, nous avons montré la localisation de STAU155 sur le fuseau mitotique dans les cellules de cancer colorectal HCT116 et les cellules non transformées hTERT-RPE1. Nous avons également caractérisé le déterminant moléculaire impliqué dans l’interaction entre STAU155 et les microtubules mitotiques, soit la séquence située dans les 88 premiers acides aminés N-terminaux de RBD2, un domaine qui n’est pas requis pour l’activité de liaison à l’ARN de STAU1. Nous avons ainsi montré que la fraction de STAU1 enrichie sur le fuseau colocalise avec des ribosomes dans des sites actifs de traduction. De plus, notre analyse transcriptomique du fuseau mitotique montre que 1054 transcrits (ARNm, pré-ARNr, lncRNA et snoRNA) sont enrichis sur l’appareil mitotique. De façon intéressante, le knockout de STAU1 entraine la délocalisation des pré-ARNr et de 154 ARNm codants pour des protéines impliquées dans l’organisation du cytosquelette d'actine et la croissance 4 cellulaire. Bien que STAU1 n’est pas essentiel pour la survie et la prolifération des cellules cancéreuses HCT116, nos résultats mettent clairement en évidence l’implication de STAU1 dans la régulation des ARN spécifiques en mitose et suggèrent un nouveau rôle de cette protéine dans la progression mitotique et la cytokinèse par la régulation de la maintenance des pré-ARNr, la ribogenèse et/ou la reconstitution de l’enveloppe nucléaire. / Staufen1 (STAU1) is a double-stranded RNA-binding protein that is ubiquitously expressed in mammals and known for its involvement in the post-transcriptional regulation of gene expression such as splicing, transport and localization, translation, and decay. It has been demonstrated that STAU1 protein expression level is modulated through the cell cycle with peak abundance by the onset of the mitotic phase after which it is degraded. Genome-wide analysis revealed that in prometaphase, STAU1 bound with mRNAs code for factors implicated in cell differentiation, cell growth as well as for cell proliferation. Interestingly, previous large-scale proteomic studies identified STAU1 as a component of the human mitotic spindle apparatus. Altering STAU1 expression patterns or functions may lead to several debilitating human diseases including cancer. In this thesis, we further elucidated the localization of STAU1 at the mitotic spindle of the colorectal cancer HCT116 and the non-transformed hTERT-RPE1 cells. Next, we characterized the molecular determinant required for STAU1/spindle association within the first 88 N-terminal amino acids, a domain that is not required for the RNA binding activity. RNA-Seq analysis of purified mitotic spindles reveals that 1054 mRNAs as well as the precursor ribosomal RNA, lncRNAs and snoRNAs are enriched on spindles compared to cell extracts. Spindle-associated STAU1 partly co-localizes with ribosomes and active sites of translation. Interestingly, the knockout of STAU1 delocalizes pre-rRNA and 154 mRNAs coding for proteins involved in actin cytoskeleton organization and cell growth. Our results highlighting a role for STAU1 in mRNA trafficking to the spindle. These data demonstrate that STAU1 controls the localization of sub-populations of RNA during cell division and suggests a novel role of STAU1 protein in mitotic progression and cytokinesis by regulating pre-rRNA maintenance, ribogenesis and/or nucleoli reassembly.

Post-transkriptionelle Genregulation ist ein zentraler Mechanismus, den lebende Organismen nutzen, um Funktionalität, Entwicklung und Anpassung zu gewährleisten. Defizite in diesem Mechanismus haben zahlreiche Krankheiten und Fehlfunktionen zur Folge. Post-transkriptionelle Genregulation wird von RNA-bindenden Proteinen (RBPs) ausgeführt. Ihr kombinatorisches Agieren ermöglicht eine genau abgestimmte Kontrolle räumlicher und zeitlicher Genexpression. Ein RBP erkennt seine Zielmoleküle typischerweise anhand sogenannter Bindemotive: Nukleotidsequenzen, die kompatibel sind mit einer Aminosäuretasche innerhalb des Proteins. Es gibt jedoch einen Sonderfall der Zielmolekülerkennung, der überRNAs, insbesondere microRNAs (miRNAs), vermittelt wird. miRNAs sind im Genom kodierte 20-25 Nukleotid lange RNAs, die in Argonaut (Ago)-Proteine geladen werden können, um diese zu ihren Zielmolekülen (z.B mRNAs) zu navigieren. Es wird angenommen, dass miRNA:Ago-Komplexe nahezu alle zellulären Prozesse kontrollieren. Dementsprechend werden miRNA-Fehlfunktionen (z.B. verursacht durch Mutation nur eines einzelnen Nukleotids in einer Bindestelle) mit zahlreichen Erkrankungen in Verbindung gebracht. Die Charakterisierung aller miRNA-Zielmoleküle („miRNA targetome“) ist eine der wichtigsten Fragen, die mithilfe der Systembiologie adressiert werden kann. / Post-transcriptional gene regulation is a key mechanism exploited by living organisms to ensure their functionality, development and adaptation. Deficiencies in this mechanism lead to various diseases and malfunctions. Post-transcriptional gene regulation is exerted by RNA-binding proteins (RBPs). Their combinatorial action allows fine-tuned control over spatial and temporal gene expression to meet the actual cell demands. An RBP typically recognizes its targets via so called binding motifs: nucleotide sequences compatible with an amino-acid pocket inside the protein. However, there is a special case of target recognition guided by RNAs. In particular, micro RNAs(miRNAs) – 20-25 nucleotide long transcripts encoded in the genome–can be loaded into Argonaute (Ago) proteins to navigate them to their target RNAs. It is estimated that miRNA:Ago complexes control virtually all processes occurring in the cell. Consequently, malfunctions in the miRNA pathway (including even a single nucleotide mutation in a binding site) are implicated in multiple disorders. Therefore, the characterization of the “miRNA targetome” is one of the most important questions addressed to the systems biology

Die hoch abundante sRNA 6S RNA reguliert in Prokaryoten durch Bildung eines stabilen Riboproteinkomplexes mit der RNA Polymerase maßgeblich die globale Genexpression zur Anpassung an wechselnde Umweltbedingungen. In der vorliegenden Arbeit wurde die regulative Funktion von 6S RNA in Cyanobakterien am Beispiel des Modellorganismus Synechocystis sp. PCC 6803 beleuchtet. Die Analysen zeigten, dass die 6S RNA-Transkriptmenge sowohl unter phototrophen als auch unter photoheterotrophen Bedingungen in der stationären Wachstumsphase abnahm. Zudem wurden physiologische Untersuchungen einer 6S RNA-Deletionsmutante (delta_ssaA) und einer Überexpressionsmutante unter diversen Stressbedingungen durchgeführt. Während für delta_ssaA eine erhöhte Sensitivität gegenüber oxidativem Stress gemessen wurde, war die Thermotoleranz in den Mutanten nicht beeinträchtigt. Ferner wurde für delta_ssaA eine verlangsamte Regeneration nach Stickstoffmangel ermittelt, die sich phänotypisch durch eine verzögerte Reassemblierung der Phycobilisomen und des Glykogenabbaus sowie durch eine verminderte photosynthetische Aktivität äußerte. Vergleichende Microarray-Analysen zeigten, dass sich die Genexpression in delta_ssaA unter Stickstoffmangel kaum vom Wildtyp unterschied. Hingegen waren während der Regeneration Gene kodierend für die ATP-Synthase, ribosomale Proteine, Photosynthese-Komplexe und Phycobilisomen in delta_ssaA signifikant negativ exprimiert. Zudem wurde eine charakteristische Expressionskinetik für die sRNA SyR11 ermittelt. In vivo-pulldown-Analysen der RNA Polymerase zeigten, dass 6S RNA während der Regeneration die Rekrutierung des Hauptsigmafaktors SigA begünstigt und die Dissoziation von Sigmafaktoren der Gruppe 2 beschleunigt. Derweil blieb das 6S RNA-Transkriptlevel unter Stickstoffstress nahezu konstant. Ein Nachweis von in vivo-synthetisierten pRNA-Transkripten blieb negativ. Die Ergebnisse werden in der vorliegenden Arbeit hinsichtlich der funktionellen Bedeutung von 6S RNA für die Adaptation an Stressbedingungen in Cyanobakterien diskutiert. / The highly abundant sRNA 6S RNA extensively regulates the global gene expression for adaptation to changing environmental conditions in many prokaryotes by forming stable complexes with the RNA polymerase. In this work, Synechocystis sp. PCC 6803 was used as a model organism to study the regulative function of 6S RNA in cyanobacteria. A decline in 6S RNA transcript levels during stationary phase was measured under phototrophic and photoheterotrophic conditions. Physiological studies were carried out under various stress conditions using a 6S RNA deletion mutant (delta_ssaA) and an overexpression mutant. Delta_ssaA exhibited increased sensitivity toward oxidative stress, whereas the thermo-tolerance of the cells was not affected in the mutant strains. The recovery from nitrogen depletion was considerably delayed in delta_ssaA compared to the wild type. This phenotype was physiologically characterized by a decelerated phycobilisome reassembly and glycogen degradation as well as reduced photosynthetic activity in delta_ssaA. Comparative transcriptome analysis verified these observations. While under nitrogen depletion similar gene expression patterns were measured in delta_ssaA and wild type, genes encoding ATP synthase, ribosomal proteins, photosystem components and phycobilisomes were significantly negatively affected in the mutant strain during recovery. Furthermore, a distinctive accumulation kinetics was found for the sRNA SyR11. In vivo pulldown analyses of the RNA polymerase revealed a promoting effect of 6S RNA on the recruitment of the housekeeping sigma factor SigA as well as on the complex dissociation of group 2 sigma factors. Meanwhile, the 6S RNA transcript level remained nearly constant during nitrogen deficiency and the detection of in vivo synthesized pRNA transcripts was negative. The results are discussed regarding the functional role of 6S RNA for the adaptation to stress conditions in cyanobacteria.

Squamous cell carcinoma (SCC) and adenocarcinoma (ADC) are the most common histological types of cervical cancer (CC). The worse prognosis of ADC cases highlights the need for better molecular characterization regarding differences between these CC types. RNA-Seq analysis of seven SCC and three ADC human papillomavirus 16-positive samples and the comparison with public data from non-tumoral human papillomavirus-negative cervical tissue samples revealed pathways exclusive to each histological type, such as the epithelial maintenance in SCC and the maturity-onset diabetes of the young (MODY) pathway in ADC. The transcriptional regulatory network analysis of cervical SCC samples unveiled a set of six transcription factor (TF) genes with the potential to positively regulate long non-coding RNA genes DSG1-AS1, CALML3-AS1, IGFL2-AS1, and TINCR. Additional analysis revealed a set of MODY TFs regulated in the sequence predicted to be repressed bymiR-96-5p ormiR-28-3p in ADC. These microRNAs were previously described to target LINC02381, which was predicted to be positively regulated by two MODY TFs upregulated in cervical ADC. Therefore, we hypothesize LINC02381might act by decreasing the levels ofmiR-96-5p andmiR-28-3p, promoting the MODY activation in cervical ADC. The novel TF networks here described should be explored for the development of more efficient diagnostic tools.