Academic literature on the topic 'Paramécies'

Le cil est une extension présente à la surface de la quasi-totalité des cellules eucaryotes. Conservé au cours de l’évolution, il assure des fonctions sensorielles et/ou motiles. Chez l’homme, le dysfonctionnement ciliaire est à l’origine de différentes maladies regroupées sous le nom de ciliopathies. Grâce à sa ciliature complexe, la paramécie constitue un modèle de choix pour étudier non seulement la structure, l’assemblage et les fonctions des cils, mais aussi pour valider les mutations de gènes associées à ces ciliopathies.

La paramecie possede un macronoyau hautement polyploide, siege de toute la transcription cellulaire, et deux micronoyaux diploides, non transcrits pendant la croissance vegetative dont la fonction est de produire les noyaux gametiques qui transmettent le patrimoine genetique de l'espece a la generation suivante. Lors des evenements de reproduction sexuee (conjugaison, autogamie), l'ancien macronoyau est detruit et un nouveau macronoyau se developpe a partir du noyau zygotique par de profonds remaniements reproductibles du genome impliquant des processus d'amplification, de fragmentation de chromosomes, et d'elimination de sequences. Le processus de differenciation macronucleaire peut paradoxalement etre influence par le contenu de l'ancien macronoyau present dans la cellule mere. En effet, l'injection, en grande quantite, dans le macronoyau de cellules vegetatives de paramecium primaurelia, de plasmides circulaires portant des sequences de paramecie, peut engendrer des deletions specifiques des regions homologues sur les nouveaux chromosomes macronuleaires formes apres la meiose suivante. Ce phenomene de deletion est specifique et general: des deletions telomeriques ainsi que des deletions internes peuvent etre induites. Des experiences de genetique montrent que ce type de mutation est purement macronucleaire et que les micronoyaux des mutants demeurent sauvages. Au cours des autogamies successives, ou conjugaison avec des cellules sauvages, le macronoyau des mutants reste mutant bien que les mutations se maintiennent avec une certaine instabilite. Ces observations confirment que l'ancien macronoyau controle une partie de la differenciation macronucleaire et permet de formuler le concept d'heredite macronucleaire (transmission d'un macronoyau au macronoyau suivant d'une information non contenue dans le micronoyau). L'interet de ces experiences est d'etablir un lien entre l'heredite macronucleaire et les rearrangements genomiques pendant la differenciation macronucleaire

Les duplications de gènes contribuent grandement à l'augmentation de la complexité des organismes en fournissant du nouveau matériel brut sur lequel agit la sélection naturelle. De ces duplications, c’est la duplication de génome qui a l’impact le plus important dû à la quantité de gènes impliqués. Plusieurs événements de duplication de génome ont eu lieu au fil de l'évolution de nombreuses lignées d'organismes. Une grande partie des gènes dupliqués créés lors de ces événements accumuleront des mutations délétères et seront inactivés ou disparaîtront du génome complètement, mais d'autres seront retenus. La rétention de certains gènes a été liée à divers facteurs comme le dosage génique et le niveau d'expression. Ce projet se concentre sur l’impact de la participation à des complexes protéiques sur la rétention des copies créés par des événements successifs de duplication de génome chez Paramecium tetraurelia. Nous avons d’abord prédit la composition de 885 complexes protéiques à travers les relations d'orthologie avec cinq espèces modèles. Ces complexes nous ont ensuite permis de déterminer que les gènes impliqués dans ces complexes avaient des niveaux d’expression plus élevés et plus corrélés, facteurs ayant déjà été associés avec un taux de rétention plus élevé. Nous avons également décelé une plus grande rétention d’un nombre pair de copies chez les gènes participant à des complexes protéiques, observation potentiellement reliée aux propriétés structurales des complexes. Parallèlement, nous avons noté un effet similaire à la participation à des complexes protéiques chez les gènes possédant des orthologues chez toutes les espèces modèles utilisées, démontrant que cet effet de conservation pouvait s’ajouter à celui de la participation à des complexes pour augmenter le niveau d’expression des gènes impliqués et le garder plus corrélé. Ensemble, ces facteurs présentent une image complexe de facteurs interreliés qui peuvent s’additionner pour influencer le sort des copies au fil de l’évolution<br>Gene duplications contribute greatly to the increase in organismal complexity by providing new material for natural selection to act upon. Of these duplication events, whole-genome duplication has a major impact due to the sheer amount of gene copies produced. Several events of whole-genome duplication have occurred throughout the evolutionary history of many lineages. The greater part of the duplicated genes created during these events will accumulate deleterious mutations, become inactivated and will disappear completely from the genome, but some will be maintained over time. Several factors have been linked to the retention of certain genes such as gene dosage or the level of expression. This project focuses on the impact of participation in a protein complex on the retention of copies created during several successive events of whole-genome duplication in the ciliate Paramecium tetraurelia. First, we predicted the composition of 885 protein complexes through orthologous relationships with five model species. Those protein complexes then allowed us to determine that genes participating in those complexes had higher and more correlated expression, both factors previously linked in the literature with a higher retention rate. We also observed a greater retention of even numbers of copies for genes participating in protein complexes, observation which might be connected to structural properties of protein complexes. At the same time, we noted an effect similar to protein complex participation in genes with orthologs in all our model species used and determined that this might partially be caused by an overlap between the genes participating in protein complexes and those being conserved in all the model species However, we also showed that the effect of widespread conservation was independent of that of complex participation. Together, those factors paint a complex picture of interconnected factors that can interact to influence the fate of copies through the course of evolution.<br>Duplication génique

Les cils sont des organites eucaryotes dont la structure et les fonctions mobiles et sensorielles sont ou ont conservées des organismes unicellulaires à l’homme. L’importance de ces organites s’est manifestée en découvrant que différents syndromes génétiques comme les polykystoses rénales, les syndromes de Bardet-Biedl, de Meckel-Gruber ou de Joubert (pathologies caractérisées par des défauts développementaux du rein, du cerveau et des membres) sont causés par la perte des fonctions ciliaires. Par la suite, l’analyse protéomique du complexe corps basal/cil et la caractérisation génétique des ciliopathies humaines a permis l’identification de nombreuses nouvelles protéines dont les fonctions cellulaires restent à élucider. En utilisant Paramécium tetraurelia, modèle eucaryote unicellulaire cilié, nous avons caractérisé une famille de protéines à trois membres (MKS1, EPPB9 , et ICIS) qui est impliquée dans les ciliopathies. La localisation de ces protéines au niveau du cil est typique de protéines de la ciliogenèse. Nos analyses d’ARN interférence ont montré que ces protéines étaient essentielles à la survie cellulaire et à la stabilité ciliaire. La suppression de ces protéines interfère avec l’activité sensorielle et la stabilité structurale du cil. L’analyse ultrastructurale montre également de graves défauts de maturation des vésicules de transport, vésicules alimentant le cil en protéines. L’ensemble de nos résultats démontre un rôle fondamental de ces protéines dans le transport vésiculaire vers la membranes ciliaire<br>Cilia are eukaryotic organelles whose structure and functions in motility and sensation are conserved from unicellular organisms to human. The importance of those organelles has recently come into focus with the discovery that various human genetic syndromes, such as polycystic kidney disease, Bardet-Biedl, Meckel of Joubert syndrome, which are charaterized by the association of developmental defects in the central nervous system and limbs, are caused by the loss of ciliary funtions. Proteomic analysis of the basal body/cilium complex and the genetic characterization of human syndromes identified numerous new proteins that are evolutionary conserved but whose cellular functions remain to be elucidated. Taking advantage of a eukaryotic unicellular ciliated model organism, Paramecium tetraurelia, we characterised a protein family of three members (MKS1, EPPB9 and ICIS) which are implicated in ciliopathies. Localisation of these proteins at the cilium supported their potential role in ciliogenesis. RNA interference analysis showed that these proteins are essential for cell survival and ciliary stability. Their absence caused severe sensorial dysfunction followed by the progressive loss of cilia. Ultrastructural analysis showed that the maturation process of exocytotic vesicles was inhibited. Taken together these results suggest a fundamental role for proteins in the vesicular traffic to the apical cell membrane and targeting to the ciliary membrane

Le projet de ma thèse se base sur une observation faite sur la distribution de taille des introns issue des données de séquençage du génome de la paramécie. Ces données montrent que les génomes eucaryotes contre-sélectionnent, au cours de l’évolution, les introns "traductibles", c'est-à-dire qui ne créent pas de codons de terminaison précoces (PTC) en cas de rétention dans l’ARN messager. Ainsi, l’évolution semble avoir façonné les introns de telle manière que les ARNm non épissés ne soient pas traductibles. Cette contre-sélection est intrigante puisqu’elle suggère que les introns sont fréquemment traduits, impliquant qu’ils sont significativement retenus dans les ARNm. Des expériences préalables montrent que l’inactivation de UPF1, acteur clé du Nonsense-mediated mRNA Decay (NMD), un mécanisme très conservé de surveillance des ARNm qui cible et dégrade les ARNm contenant des PTC, entraîne une augmentation de 10% à 490% de la fraction des formes non épissées. Ainsi, l’épissage semble être relativement inefficace et les cellules eucaryotes s’en remettraient au NMD, pour produire les profils d’épissage observés. Le sujet de thèse est un approfondissement du rôle du NMD, et plus généralement de la traductibilité des pre-ARNm dans le contrôle des profils d’épissage. J’ai voulu au cours de ma thèse tester plusieurs hypothèses liées à ces premières observations. D’abord, une confirmation du contrôle traductionnel de l’épissage par le NMD devait être faite en inactivant UF2, un autre acteur clé du NMD. Ensuite, j’ai construit un système rapporteur de l’épissage pour mesurer précisément l’effet du NMD et de la "traductibilité" des introns sur les quantités d’isoformes d’ARNm produites Enfin, j’ai préparé des banques transcriptomiques de cellules dépourvues d’activité NMD pour observer le contrôle traductionnel à l’échelle du génome et découvrir l’efficacité et la précision globales de l’épissage. Mes résultats confirment le contrôle traductionnel de l’épissage précédemment observé, et mettent en valeur le caractère inefficace mais surtout imprécis du mécanisme d’épissage. En outre, j’ai pu observer sur quelques introns que la présence d’un codon stop dans leur séquence n’améliore pas leur reconnaissance et leur excision au cours de l’épissage

L'extinction génique post-transcriptionnelle, ou PTGS, est un phénomène induit après introduction d'ADN ou d'ARN double brin dans une cellule. Il se caractérise par une dégradation séquence-spécifique de tous les ARNm cellulaires homologues à l'acide nucléique étranger. Conservé des plantes aux mammifères, le PTGS constitue une réaction de défense très efficace des organismes qui peut être comparée à une sorte d'immunité génétique. Son rôle naturel serait la protection des génomes contre les éléments invasifs de type virus ou transposons. Les études effectuées jusqu'à présent ont permis de montrer que la molécule-clé permettant d'enclencher ce phénomène était de l'ARN sous forme double brin. Un des enjeux actuels consiste à comprendre comment ce type de molécule est produit après transformation par des transgènes ne présentant pas de répétition inversée en tandem. Il a été suggéré que des molécules d'ARNs de tailles aberrantes pourraient être à l'origine de la formation d'ARN double brin, en servant de matrice à une enzyme particulière : l'ARN-polymérase ARN-dépendante. L'origine de cette aberration demeure cependant inconnue. La paramécie, eucaryote unicellulaire cilié, présente également un phénomène d'extinction génique. Il se déclenche après injection dans le noyau somatique d'une grande quantité de plasmides portant uniquement la séquence codante du gène que l'on désire éteindre. Ceci aboutit à une diminution dramatique de la quantité des ARNm homologues au transgène introduit. L'une des caractéristiques de cette extinction génique est l'apparition, dans les clones éteints, d'ARNs messagers de tailles aberrantes. Mon travail de thèse a consisté dans un premier temps à mieux caractériser ce phénomène. J'ai ainsi montré qu'il s'agissait bien d'un mécanisme post-transcriptionnel pouvant être apparenté au PTGS décrit chez les autres organismes, et que des effets similaires pouvaient être observés après injection directe d'ARN double brin, ou après ingestion de bactéries produisant de l'ARN double brin. J'ai également essayé de comprendre comment étaient formées les molécules d'ARNs aberrants, afin d'en déterminer le rôle exact. Ce travail a permis de montrer que la présence dans les transgènes de la séquence 3' non codante d'un gène inhibe l'établissement du PTGS chez la paramécie. Nous avons élaboré un modèle expliquant comment l'introduction de transgènes peut déclencher ou pas l'extinction génique, via une compétition entre différentes voies métaboliques<br>Post-transcriptional gene silencing, or PTGS, can be induced after introduction of DNA or double-stranded RNA (RNA interference) into a cell or an organism. This leads to the sequence-specific degradation of all homologous mRNA. This phenomenon is conserved among all organisms, and can be compared to a genetic immunity system. It's natural role is to protect genomes against invasive nucleic acids, such as virus or transposons. It is now well established that the key triggering molecule is double-stranded RNA. An intriguing aspect of PTGS is to understand how these molecules are produced after transformation with DNA. Numerous studies have suggested that some aberrant RNA, produced by the transgenes, could serve as a template for an RNA-dependent RNA-polymerase to synthesize double-stranded RNA. The nature of this aberration is still a mystery. Homology-dependent gene silencing is achieved in the ciliate Paramecium by introduction of gene coding regions into the somatic nucleus at high copy number. The systematic appearance of aberrant RNA in silenced clones have prompted us to analyze the origin of these molecules, and their role in gene silencing. I have shown that introduced transgenes critically lacking 3' untranslated regions can induced efficiently gene silencing, while the presence of the 3' inhibits the establishment of the phenomenon, despite the presence of antisense RNA produced by the transgenes. The conclusion of this work is that different pathways of RNA metabolism compete for transcripts, and that the efficiencies of double-stranded RNA formation and 3' RNA processing of sense transgene transcripts determine the outcome of transformation experiments. Another part of my work was to better characterize this phenomenon. I have demonstrated that gene silencing in Paramecium can be definitively related to PTGS, and can also be induced by direct injection of double-stranded RNA, of by feeding cells with engineered bacteria expressing double-stranded RNA

Le cortex de la plupart des protistes ciliés contient un squelette membranaire dont le principal élément est l'épiplasme, une structure apposée à la membrane alvéolaire interne. Chez la paramécie, l'épiplasme se présente sous forme d'écailles indépendantes disposées autour de chaque appareil ciliaire ; il est composé d'une famille multigénique de protéines appelées épiplasmines. Nous avons réalisé une étude structurale de cette famille multigénique. L'analyse phylogénétique a permis de confirmer l'existence de 5 groupes d'épiplasmines divisé chacun en deux sous-groupes a et b. L'utilisation de la méthodologie HCA nous a permis de montrer que ces protéines sont modulaires et présentent un arrangement de leurs domaines structuraux. Elles peuvent ainsi être regroupées en trois classes symétriques, asymétriques et atypiques. L'analyse des régions 5'UTR des membres de cette famille multigénique montre la présence d'éléments putatifs de régulation d'expression. La comparaison des épiplasmines de la paramécie avec leurs orthologues de Tetrahymena montre une relation structurale entre les groupes 1,2,3 et 5 et les EpiT 1,2,3, et 5 respectivement suggérant l'existence d'un ancêtre commun pour l'épiplasme de Paramecium et Tetrahymena. Nous avons réalisé l'analyse fonctionnelle des épiplasmines à partir d'approche par ARN interférence et par localisation couplée à la GFP. La perturbation de l'expression des épiplasmines symétriques et asymétriques, aboutit à une réponse cellulaire commune qui se traduit par un changement de la forme cellulaire, un blocage de la cytocinèse et enfin l'apparition de formes plasmodiales. L'analyse du cortex par microscopie à fluorescence montre une altération des unités corticales qui est fonction des types structuraux des épiplasmines. Les épiplasmines se localisent de manière différentielle autour du corps basal définissant un territoire dont le modèle d'organisation est centrifuge. On définit alors des épiplasmines cinétomosales, péricinétomosales, core et enfin périphériques. Ce modèle est discuté en relation avec les phénotypes obtenus par l'analyse fonctionnelle. Il permet d'intégrer les différents niveaux de relation entre le corps basal, son territoire et l'ensemble de l'épiplasme.

De façon spectaculaire, à chaque cycle sexuel, le cilié Paramecium remodèle l'intégralité de son génome somatique. Ce processus implique notamment l'excision de dizaines de milliers de courtes séquences (IES), présentant un dinucléotide 5'-TA-3' à chacune de leurs bornes. Les IES interrompant les séquences codantes, leur élimination précise est nécessaire à la survie de la descendance. Ces réarrangements sont initiés par l'introduction de cassures double-brin (CDB), dont la géométrie de 4 bases sortantes en 5' centrées sur le TA, permettrait un recollement des extrémités suite à une maturation minimale. Toutefois, les acteurs protéiques impliqués dans l'assemblage final et précis des gènes somatiques restent à établir. En me focalisant sur l'étape finale de réparation, j'ai tout d'abord caractérisé in silico les ligases ADN dépendantes de l'ATP de la paramécie. L'analyse fonctionnelle de la Ligase IV et de son partenaire Xrcc4, impliqués dans une voie cellulaire canonique de réparation des CDB (Non Homologous End-Joining ou NHEJ), a montré qu'ils étaient indispensables à la réparation des CDB introduites lors de l'excision des IES. Mes résultats ont mené à un modèle actualisé d'excision des IES de type « couper &amp; recoller ». J'ai pu y inclure les acteurs protéiques avérés, ou supposés, notamment pour la protection des extrémités cassées et pour l'étape de maturation contrôlée, points déterminants pour une réparation précise hautement reproductible. Ainsi, la paramécie constituerait un excellent organisme modèle pour l'étude de l'implication de la voie NHEJ dans la réparation précise de CDB introduites de façon programmée à l'échelle d'un génome entier<br>During the sexual cycle of the ciliate Paramecium, the somatic genome is spectacularly and reproducibly rearranged. This process involves two kinds of germline DNA elimination, including the precise excision of tens of thousands of short sequences (Internal Eliminated Sequences or IESs), each one flanked by two 5' - TA- 3' dinucleotides. These developmentally programmed rearrangements are initiated by DNA double-strand breaks (DSBs) that exhibit a characteristic geometry, with 4-base 5' overhangs centered on the conserved TA, and may readily align and undergo ligation with minimal processing. However, the actors involved in the final and precise assembly of somatic genes have remained unknown. My work has been focused on the last step of DNA repair, which first led me to characterize in silico the Paramecium ATP-dependent DNA ligases. Functional analysis of Ligase IV and its partner Xrcc4p, core components of a canonical cellular DSB repair pathway (non-homologous endjoining or NHEJ), showed their requirement both for the repair of IES excision sites and for the circularization of excised IESs. Moreover, my data provide direct evidence for the introduction of initiating double-strand cleavages at both ends of each IES, followed by DSB repair via highly precise end-joining. This led to a "cut-and-close" model, including confirmed or putative actors, mostly involved in the protection of broken ends and their controlled processing, key steps in a highly reproducible and precise repair. Paramecium may therefore be an excellent model organism to study precise DSB repair in genome-wide programmed rearrangements

Les cils sont des organites conservés au cours de l’évolution émanant de corps basaux et qui, motiles ou non, jouent des rôles essentiels dans de nombreux processus physiologiques. Leur formation est conditionnée par le positionnement et l’ancrage correct des corps basaux à la surface cellulaire. Chez la paramécie, trois protéines conservées, FOR20, Centrine 2 et Centrine 3 recrutées séquentiellement jouent un rôle dans ce processus d’ancrage. J’ai réalisé l’analyse fonctionnelle de deux autres protéines évolutivement conservées OFD1 et VFL3 susceptibles d’être impliquées dans cet ancrage. L’analyse d’OFD1 a été également dictée par le fait que sa fonction dans l’assemblage des cils motiles demeurait peu étudiée. Dans l’espèce Paramecium tetraurelia, qui a subi au moins trois duplications globales de son génome au cours de l’évolution, un seul gène code la protéine OFD1 tandis que deux familles VFL3-A et VFL3-B coexistent. La déplétion des protéines de la famille VFL3-B n’ayant pas produit d’effet je n’ai pas pu leur attribuer une fonction mais une de ses isoformes se localise au niveau des corps basaux. Bien qu’OFD1 et les protéines VFL3-A soient impliquées dans le positionnement et l’ancrage des corps basaux, les mécanismes dans lesquels elles interviennent sont différents. Pour OFD1 les défauts d’ancrage étaient associés à des anomalies de formation de la partie distale des corps basaux, ce qui est en accord avec la fonction connue de cette protéine dans l’assemblage des appendices distaux des corps basaux des cils primaires. Elle se localise au niveau de la zone de transition entre les doublets de microtubules et la membrane ciliaire. Les recrutements d’OFD1 et FOR20 au sein des corps basaux sont interdépendants alors qu’il n’y a pas de relation entre le recrutement d’OFD1 et celui de la Centrine 2. Ces observations démontrent une conservation fonctionnelle de la protéine OFD1 dans les mécanismes d’ancrage des cils motiles et précisent ses relations avec FOR20 et Centrine 2. Outre les défauts d’ancrage, la déplétion des deux isoformes VFL3-A induit une distribution anarchique des racines striées qui constituent des marqueurs de leur polarité rotationnelle. Ceci suggère que ces protéines sont impliquées dans l’établissement de cette polarité. Cette polarité étant indispensable au positionnement correct des différents appendices qui guident le mouvement des corps basaux néoformés vers la surface cellulaire, son altération pourrait expliquer les défauts d’ancrage observés. Une isoforme de VFL3-A se localise transitoirement à l’extrémité proximale des corps basaux pères à un stade précoce de leur duplication entre la racine striée et les microtubules auxquels elles sont associées. Cette protéine pourrait donc constituer un facteur extrinsèque contrôlant la polarité du corps basal. L’ensemble de ces résultats souligne la complexité du mécanisme d’ancrage des corps basaux chez cet organisme qui est conditionné non seulement par un assemblage correct de leur extrémité distale mais également par celui de ses structures associées en partie proximale<br>Cilia are evolutionary conserved organelles developing from basal bodies and which play essential roles in many physiological processes. Their development depends upon a correct anchoring of basal bodies at the cell surface. In Paramecium, three conserved proteins, FOR20, Centrin 2 and Centrin 3, sequentially recruited are required for the anchoring process. I analyzed the function of two others conserved proteins, OFD1 and VFL3, likely involved in the anchoring process. In particular, the role of OFD1 in motile cilia biogenesis had not been really studied yet. In P. tetraurelia, which has undergone at least three global genome duplications, a single gene encodes OFD1, while two families VFL3-A and VFL3-B coexist. Depletion of the VFL3-B proteins produced no effect, but VFL3-3 was localized at the basal bodies. Although OFD1 and the VFL3-A proteins are both involved in the positioning and anchoring of the basal bodies, they participate in different mechanisms. Concerning OFD1, the anchoring defects reflected defects in basal body distal part assembly, in agreement with its known role in the assembly of the distal appendages of primary cilia. It localizes in the transition zone, between the microtubule doublets and the ciliary membrane. The recruitment of OFD1 and FOR20 to the basal bodies is interdependent, while OFD1 and Centrin2 were not. These observations demonstrate the conserved role of OFD1 in the anchoring mechanisms in motile cilia and clarify its relations with FOR20 and Centrin 2. In addition to the anchoring defects, depletion of the two VFL3-A isoforms causes an anarchic distribution of the striated rootlets which mark the rotational polarity of basal bodies. This suggests that these proteins are involved in the establishment of this polarity, required for the correct positioning of the different appendages which guide the neoformed basal bodies towards the cell surface. One isoform of VFL3-A is transiently localizes at the proximal tip of the mother basal body, at an early stage of its assembly, between the striated rootlet and the microtubules to which they are associated. VFL3-1 might then be an extrinsic polarity factor for the basal body. Altogether, these results underscore the complexity of the anchoring process which requires not only the correct assembly of the distal part but also of the proximal appendages in Paramecium

Les éléments transposables (ET) ont un impact majeur sur le fonctionnement etla dynamique des génomes, à l’échelle de l’individu et de l’espèce. Le cilié Parameciumest un modèle original pour l’étude des ET. Chaque individu unicellulaire a un génomegerminal qui subit, lors des processus sexuels, des réarrangements massifs, comprenantl’élimination des ET et de leurs vestiges à copie unique, pour former un génome somatiqueoptimisé pour l’expression des gènes. La programmation épigénétique de cesréarrangements implique des petits ARN dans un processus complexe de soustractiongénomique.Au cours de ma thèse, j’ai effectué des analyses bioinformatiques et biostatistiques dedonnées hétérogènes à l’échelle du génome pour : (i) Identifier et analyser des propriétésintrinsèques, de dizaines de milliers de vestiges d’ET à copie unique, appelés "InternalEliminated Sequences" (IES). (ii) Comprendre le rôle de déterminants génétiques et dedifférents facteurs épigénétiques dans le ciblage et l’élimination des IES.L’ensemble de ces analyses met en lumière la co-Évolution des ET et des mécan-Ismes de défense de l’hôte<br>Transposable elements (TE) have major impact on the function and dynamicsof genomes, both at the level of the individual and of the species. The ciliate Parameciumprovides an original model for studies of TE. Each individual unicell has a germlinegenome that undergoes massive rearrangements at each sexual generation including thephysical elimination of TE and their single copy remnants, yielding a somatic genomestreamlined for gene expression. The epigenetic programming of the rearrangementsinvolves small RNAs in a complex process of genomic subtraction.During my thesis, I carried out bioinformatic and biostatistical analyses of heteroge-Neous, genome-Scale datasets in order to : (i) Identifiy and study the intrinsic propertiesof tens of thousands of TE remnants know as "Internal Eliminated Sequences" (IES).(ii) Explore the roles of genetic determinants and epigenetic factors in the targeting andelimination of the IESs.Taken together, the studies illustrate the co-Evolution of TE and host defense mecha-Nisms

Au cours de son cycle sexuel, le cilié Paramecium tetraurelia procède à de massifs réarrangements programmés de son génome (RPG). Ils consistent, entre autres choses, en l’excision de 45 000 séquences précisément délimitées, appelées IES (Internal Eliminated Sequences). La transposase domestiquée Piggymac (Pgm) introduit les cassures double-brin (CDB) à l’extrémité des IES. La réparation très précise de ces dommages est réalisée par la voie de réparation des extrémités non-homologues (NHEJ). Un des acteurs de cette voie est l’hétérodimère Ku70/Ku80. Suite à des duplications globales du génome, la paramécie possède trois gènes KU80, Un seul de ces gènes est induit lors des RPG (KU80c) et une expérience d’ARN interférence (ARNi) contre KU80c montre une complète inhibition de l’introduction des CDB. De plus, des expériences de Co-IP en système hétérologue montrent que Ku70/Ku80c interagit avec Pgm. Ces résultats prouvent le rôle essentiel de Ku dans l’introduction des CDB lors des RPG et soulèvent la question du mécanisme impliqué. Au cours de ma thèse j’ai caractérisé le couplage entre Ku et Pgm en analysant des expériences d’immunofluorescence avec ou sans pré-extraction, permettant de déterminer les interdépendances de ces protéines pour leur localisation et pour leur stabilité nucléaire. Ces approches ont permis de démontrer que Pgm requiert la présence de Ku pour être stablement localisé dans les noyaux lors des RPG. Ku80c partage 74% de sa séquence protéique avec Ku80a. Des expériences de complémentations fonctionnelles surexprimant Ku80a lors des RPG ont montré que Ku80a n’est pas capable ni de se localiser stablement dans les noyaux ni de participer à la stabilisation nucléaire de Pgm. De plus, les RPG sont inhibés. Ces résultats montrent que Ku80c s’est spécialisé dans le couplage avec Pgm pour l’introduction des CDB lors des RPG. L’utilisation de protéines chimériques a permis de déterminer que la spécialisation de Ku80c est portée par son domaine N-terminal ∝-β<br>During its sexual cycle, the ciliate Paramecium tetraurelia undergoes massive Programmed Genome Rearrangements (PGR). They consist, among others, in excision of 45,000 precisely delimited sequences, called IES (Internal Eliminated Sequences). A domesticated transposase, PiggyMac (Pgm), introduces double-strand DNA breaks (DSB) at IES ends. The Non Homologous End Joining pathway (NHEJ) handles highly precise repair of DSB. One of the actors of this pathway is the heterodimer Ku70/Ku80. In P. tetraurelia, the KU80 gene is present in three paralogous copies. Only KU80c is specifically expressed during PGR and RNA interferences against KU80c showed a complete inhibition of DNA cleavage. Furthermore, a Co-IP experiment in a heterologous system showed that both Ku70/Ku80c interact with Pgm. These results provide evidence that Ku is an essential partner of Pgm for DSB introduction; raising the question of the activating mechanism involved. During my PhD, I characterized the coupling between Ku and Pgm by analyzing immunofluorescence experiments, with or without pre-extraction, allowing the determination of inter-dependencies between those proteins for their nuclear localization and stability. Those methods demonstrated that Pgm requires the presence of Ku for a stable nuclear localization during the PGR. Ku80c shares 74% of the protein sequence with Ku80a. Functional complementation assays overexpressing Ku80a during the PGR showed that Ku80a is not capable to stably localize in nuclei nor to participate in Pgm nuclear stability. Furthermore, PGR are inhibited. Those results show that Ku80c has specialized for the DSB introduction during PGR. The use of chimeric proteins allowed to determine that Ku80c specialization was carried out by its N terminal domain