Academic literature on the topic 'Ségrégation des chromosomes bactériens'

Allèle : une des formes alternatives d'un locus. Dans une cellule diploïde, il y a deux allèles pour chaque locus (un allèle transmis par chaque parent), qui peuvent être identiques. Dans une population, on peut avoir plusieurs allèles pour un locus.Annotation structurale : repérage des coordonnées des diverses structures dans le génome, telles que les gènes.Annotation fonctionnelle : renseignements sur les fonctions des séquences, le plus souvent pour les gènes.BAC : Bacterial Artificial Chromosome. Vecteur de clonage permettant l’obtention de clones bactériens contenant un grand fragment d’ADN génomique (taille > 100 kb*). Les BAC assemblés en contigs* sont à la base des cartes physiques du génome.Carte cytogénétique : carte des chromosomes. Réalisée par localisation visuelle (FISH*) au microscope de fragments d’ADN sur les chromosomes au stade métaphase de la mitose.Carte d’hybrides irradiés : réalisée en testant par PCR la présence ou l’absence de fragments d’ADN dans une collection de clones d’hybrides irradiés (RH*). Deux fragments d’ADN sont proches sur le génome s’ils sont trouvés fréquemment dans les mêmes clones.Carte génétique : obtenue par l’étude de la ségrégation dans des familles ou des populations, de marqueurs polymorphes, soit moléculaires, soit phénotypiques, deux séquences étant d’autant plus proches qu’elles sont souvent transmises ensemble lors de la méiose.Clonage positionnel : stratégie visant à identifier un gène responsable de l’expression d’un phénotype en utilisant des informations de position sur le génome.Contig : ensemble de clones (le plus souvent des BAC*) ou de lectures de séquence ordonnés grâce à des informations sur leur parties chevauchantes.Cosmide : vecteur de clonage permettant l’obtention de clones bactériens contenant des fragments d’ADN génomique de taille avoisinant les 50 kb*.CNV : Copy Number Variation ; polymorphisme du génome correspondant à la variation du nombre de copies d’une séquence, pouvant dans certains cas contenir un ou plusieurs gènes.Déséquilibre gamétique : pour deux loci quelconques, c'est le fait que la fréquence des haplotypes* estimée pour tous les gamètes est différente de celle attendue à partir du produit des fréquences alléliques de chaque locus. Synonyme : déséquilibre de liaison. Contraire de : équilibre gamétique.Dominance : qualificatif de l’effet d'un allèle, dont une copie suffit à l'expression du phénotype* approprié. L’allèle A est dominant sur l’allèle a si l’hétérozygote* Aa a le même phénotype* que l’homozygote AA.EST : Expressed Sequence Tag : séquences étiquettes (partielles) de transcrit, obtenues par séquençage aléatoire d’ARN.Evaluation génomique : évaluation de la valeur génétique d’individus d’après leurs génotypes pour un ensemble de loci distribués sur le génome, d’après des équations établies à partir des performances d’individus de référencephénotypés et génotypés.Expression génique : études visant à estimer le niveau de production (expression) des gènes en fonction d’états physiologiques ou de tissus différents.Exon : fraction de la partie codante d’un gène eucaryote. Les gènes des organismes eucaryotes sont le plus souvent fractionnés en plusieurs séquences d’ADN dans le génome, les exons, séparés entre eux par d’autres séquences (introns*).FISH : Fluorescent In Situ Hybridisation. Hybridation de sondes d’ADN marquées à l’aide d’un fluorochrome, sur des chromosomes au stade métaphase de la mitose. Permet la réalisation de la carte cytogénétique.Fingerprinting : technique permettant d’estimer très grossièrement la similarité entre des séquences d’ADN sans les séquencer, par la comparaison des longueurs de bandes produites par des enzymes de restriction coupant l’ADN à des sites précis.Fosmide : vecteur de clonage permettant l’obtention de clones bactériens contenant des fragment d’ADN génomique de taille déterminée et égale à 40 kb*.FPC : FingerPrint Contig* ; contig* de clones (généralement des BAC*) ordonnés par la technique du fingerprinting, afin d’obtenir une carte physique du génome.Génotype 1 : constitution génétique d'un individu. 2. Combinaison allélique* à un locus particulier, ex: Aa ou aa.Haplotype : combinaison allélique spécifique pour des loci appartenant à un fragment de chromosome défini.Héritabilité au sens strict : proportion de la variance phénotypique due à la variabilité des valeurs génétiques = proportion de la variance phénotypique due à la variance génétique additive.Hétérozygote : individu ayant des allèles non identiques pour un locus* particulier ou pour plusieurs loci. Cette condition définit l’ «hétérozygotie». Contraire de: homozygote.Homologues : séquences similaires en raison d’une origine évolutive commune.Hybride irradié : cellule hybride obtenue par fusion entre cellules hôte d’une espèce et donneuse d’une autre espèce, contenant une fraction aléatoire du génome de l’espèce donneuse, après cassures par irradiation, reconstitution aléatoire de chromosomes ou insertion dans des chromosomes de la cellule hôte et rétention partielle. Deux séquences proches sur le génome sont en probabilité dans les mêmes clones RH*, tandis que deux séquences distantes ont une probabilité faible d’être conservées ensemble.IBD : pour identity by descent. Identité entre deux chromosomes (ou parties de chromosomes), liée à leur descendance d’un même chromosome ancestral.Indel : Insertion – deletion ; polymorphisme de présence ou absence d’un ou plusieurs nucléotides.Intron : séquence non-codante dans les gènes, séparant les exons, qui codent pour une protéine.Kb : kilobase ; séquence de mille paires de bases (pb*).Locus (pl. : loci) : Site sur un chromosome. Par extension, emplacement d’un gène ou d’un marqueur génétique sur un chromosome.Marqueur génétique : séquence d'ADN dont le polymorphisme est employé pour identifier un emplacement particulier (locus) sur un chromosome particulier.Mate-pair : séquences appariées (1 à 10 kb* de distance), produites en circularisant les fragments d’ADN, puis par séquençage à travers le point de jointure.Mb : mégabase ; séquence d’un million de paires de bases (pb*) de longueur.Orthologues : séquences homologues* entre deux espèces.Paired-end : séquences appariées produites par la lecture des deux extrémités de courts fragments d’ADN (moins de 500 pb*) dans le cas des nouvelles technologies de séquençage.Paralogues : séquences homologues* résultat de la duplication d’une séquence ancestrale dans le génome. Il s’agit de deux (ou plus) séquences similaires par homologie dans un même génome.Pb : paire de base ; unité de séquence d’ADN, représentée par une base et sa complémentaire-inverse sur l’autre brin.Phénotype : caractère observable d'un individu résultant des effets conjugués du génotype et du milieu.Phylogénomique : utilise les méthodes de la génomique et de la phylogénie. Par la comparaison de génomes entiers, permet de mettre en évidence des pertes et gains de gènes dans les génomes, ainsi que leur variabilité moléculaire, afin (entre autres buts) d’aider à prédire leur fonctions.Plasmide : vecteur de clonage permettant l’obtention de clones bactériens contenant des fragment d’ADN génomique de taille allant de 500 pb* à 10 kb* environ.Polymorphisme d'ADN : existence de deux ou de plusieurs allèles* alternatifs à un locus.Puce à ADN ou puce pangénomique : Système permettant pour un individu le génotypage simultané de très nombreux marqueurs génétiques (de quelques milliers à quelques centaines de milliers).QTL : abréviation de locus à effets quantitatifs (de l’anglais Quantitative Trait Locus).Récessivité : qualificatif de l’effet d'un allèle, où l'homozygotie* est nécessaire pour l'expression du phénotype* approprié. opposé de : dominance*.RH : Radiation Hybrid (hybride irradié*)Sanger (méthode de) : méthode de séquençage publiée en 1977 (Sanger et al 1977) et encore utilisée de nos jours avec les séquenceurs à électrophorèse capillaire.Scaffold : ensemble de contigs* de séquence reliés entre eux par des informations apportées par des lectures appariées (mate-pairs* ou paired-ends*).Sélection assistée par marqueurs (abréviation : SAM) : utilisation d’un jeu restreint de marqueurs de l'ADN pour améliorer la réponse à la sélection dans une population : les marqueurs sont choisis comme étroitement liés à un ou plusieurs loci cibles, qui sont souvent des loci à effets quantitatifs ou QTL*.SNP : polymorphisme d'un seul nucléotide à une position particulière de la séquence d’ADN (abréviation de l’anglais Single Nucleotide Polymorphism).Supercontig : nom alternatif pour les scaffolds*.WGS : Whole Genome Shotgun ; production de lectures de séquence d’un génome entier de manière aléatoire.

Le développement de la génomique synthétique (GS) a permis l’élaboration d’outils et de méthodes innovantes permettant la synthèse, l’assemblage et la modification génétique précise de chromosomes bactériens complets. La raison principale de ce succès, ayant abouti à la création de la première cellule synthétique quasi-minimale JCVI-syn3.0, est l’utilisation de la levure Saccharomyces cerevisiae comme hôte temporaire d’accueil et de modification de ces génomes. Cependant, une autre technique a joué un rôle considérable dans le succès retentissant de ces travaux : la transplantation de génomes bactériens (TG). Cette technique, encore mal comprise, permet d’installer des génomes complets naturels ou synthétiques dans un contexte cellulaire favorable à leur expression et donner la vie. Une meilleure compréhension du processus de TG permettrait d’élargir l’ensemble des techniques de GS, appliquées actuellement quasi exclusivement à l’étude des mycoplasmes, à de nombreuses autres bactéries d’intérêt, y compris des bactéries génétiquement non-modifiables à ce jour.

L'objectif de cette thèse est de définir la chorégraphie de ségrégation des deux chromosomes circulaires de Vibrio cholerae, c'est à dire le positionnement de l'information génétique au cours de la croissance de la cellule, ainsi que les mécanismes dirigeant ces ségrégations. Il a longtemps été supposé que les bactéries étaient trop petites pour avoir une organisation intra-cellulaire, et le manque de techniques appropriées ne permettait pas d'infirmer cette hypothèse. Or la taille des chromosomes comparée à celle de la bactérie impose une compaction et aujourd'hui, de nouvelles techniques de microscopie et d'analyse génétique permettent d'affirmer que les chromosomes bactériens étudiés jusqu'à maintenant ont tous une organisation et une chorégraphie de ségrégation précises et différentes selon les espèces. Toutes les espèces étudiées à ce jour ont un chromosome circulaire unique : la réplication du chromosome commence à une origine unique bidirectionnelle, les deux fourches de réplication se déplacent le long des deux bras de réplication (ou réplichores) et finissent la réplication au terminus, diamétralement à l'opposée de l'origine de réplication sur la carte du chromosome. Peu d'espèces ont été étudiées, et Vibrio cholerae émerge progressivement comme un nouveau modèle : son génome est réparti sur deux chromosomes, et la chorégraphie de plusieurs chromosomes dans une cellule n'a jamais été décrite. De plus, cette espèce semble être au croisement évolutif entre Caulobacter crescentus et Escherichia coli : Vibrio cholerae a d'une part une morphologie en croissant, des systèmes de partition aux origines et un positionnement de l'origine du chromosome I, semblables à C. crescentus, et d'autre part un système de compaction du terminus et un set de gènes impliqués dans la maintenance du chromosome ayant co-évolué, qu'on ne retrouve que dans peu d'espèces proches d'E. coli. Une autre caractéristique intéressante de V. cholerae est que le chromosome II semble avoir été acquis récemment et n'est donc peut être pas gouverné par les mêmes mécanismes que le chromosome I, comme en témoignent le positionnement de son origine et son terminus, inédits pour des chromosomes bactériens. Parmi les Vibrios (environ 60 espèces principalement retrouvées dans les environnements aquatiques), certaines espèces sont des pathogènes dévastateurs pour les poissons, le corail, les crustacés ou les fruits de mer. Mais la plus documentée est Vibrio cholerae, car elle provoque chez l'Humain une maladie provoquée par l'ingestion d'eau contaminée qui peut être mortelle si le patient n'est pas réhydraté à temps. Bien que facilement traitable, le choléra fait encore de nombreuses victimes dans les pays en développement où les structures de santé et les règles d'hygiène font parfois défaut. Ainsi l'étude de Vibrio cholerae présente un intérêt médical, mais également par extension aux autres Vibrios, un intérêt environnemental non négligeable.

Notre modèle d'étude est B. Cenocepacia J2315 (Bcen) dont le génome comporte 3 chromosomes (c1, c2 et c3) et 1 plasmide (pBC), chacun porteur d'un système parABS, homologue de systèmes de ségrégation plasmidiques connus. L'étude de délétions des opérons parAB et d'excès des sites parS a montré l'importance des parABS pour la croissance et la viabilité de Bcen. L'analyse de la localisation des origines des réplicons dans les mutants montre que les parABS sont impliqués dans la ségrégation leur réplicon. La cohabitation des 4 parABS nécessite l'absence d'interaction croisée. Ceci est possible grâce à l'étroitesse d'interaction entre ParB et parS, visible par la faible tolérance aux mutations de parSc1 et parSc3 dans des tests de toxicité chez Bcen. L'identification et l'analyse d'un groupe de systèmes parABS apparentés nous a permis d'identifier un domaine pHTH impliqué dans la fixation de ParB sur parS, et de révéler un rôle de la compatibilité dans la diversification des systèmes parABS<br>We are working on B. Cenocepacia J2315 (Bcen), which genome is divided into 3 chromosomes (c1, c2, c3) and 1 plasmid (pBC), each carrying a parABS system, homologs of known plasmid segregation systems. By studying deletions of the parAB operons and excess of parS sites, I proved that parABS systems are important for fitness. More specifically, the analysis of the replicon origin localizations indicates that these systems are implied in the segregation of their own replicons. To avoid incompatibility, the 4 parABS systems must avoid cross-interactions. This is achieved by a stringent ParB-parS interaction, as shown by lack of recognition of mutant parSc1 or parSc3 in toxicity tests in Bcen. Identification and analysis of a group of related parABS, exclusive of the secondary replicons of the Burkholderiales, allowed us to identify a pHTH domain implied in ParB binding on parS, and to reveal that compatibility drives a diversifying evolution of the parABS systems

Afin d'assurer la transmission stable de l'information génétique, la cellule doit répliquer son ADN et le ségréger vers les futures cellules filles avant la division cellulaire. Pour les cellules procaryotes, les mécanismes de ségrégation du chromosome sont encore mal connus. Cependant, dans la majorité des génomes bactériens séquencés, des homologues des loci parABS, responsables de la partition active des plasmides à bas nombre de copies, ont été mis en évidence. Ces loci sont constitués d'un opéron codant pour les protéines ParA et parB d'une séquence dite centromérique, par S. L'implication de ces systèmes dans la ségrégation du chromosome a été mise en évidence, mais leur rôle n'est pas encore clairement défini. Nous étudions un nouveau modèle bactérien, Burkholderia cenocepacia (Bcc), dont la particularité est de posséder un génome constitué de trois chromosomes et d'un plasmide. Cette multiplicité chromosomique est intéressante pour l'étude des systèmes parABS, qui pourraient tenir un rôle prépondérant dans la ségrégation d'un tel génome. Lors d'une première étude, nous avons identifié, sur chaque réplicon, un système parABS, et démontré, par un test de partition plasmidique, chez l'hôte hétérologue Escherichia coli, que chaque système est actif et prend en charge spécifiquement le réplicon qui le porte pour assurer sa ségrégation. La deuxième partie de ce travail aconsisté à faire une première caractérisation du cycle cellulaire de Bcc via la mesure du nombre de copies des réplicons et la localisation des régions origines. Enfin, nous avons initié l'étude du rôle des sytèmes parABS au cours de la ségrégation du génome de Bcc

Deinococcus radiodurans est l'un des organismes les plus radiorésistants connus à ce jour et de manière plus générale, présente une exceptionnelle tolérance aux agents qui endommagent son ADN. Cette bactérie est capable de reconstituer un génome intact à partir de centaines de fragments d'ADN engendrés par exposition aux radiations ionisantes. Ce phénomène de radiorésistance est la conséquence d'une association de plusieurs mécanismes et facteurs agissants de concert lorsque les cellules sont soumises à ce type de rayonnement. Parmi ces facteurs identifiés, on peut citer la présence de certaines protéines spécifiques des Deinococcaceae. Parmi elles, la protéine PprA joue un rôle important dans la radiorésistance de D. radiodurans. Cette protéine qui est fortement induite après irradiation n'a pas d'homologuechez des organismes autres que les Deinococcaceae. Pour essayer de comprendre le rôle de PprA dans la radiorésistance chez D. radiodurans, j'ai effectué une caractérisation approfondie du mutant de délétion ΔpprA. Ce mutant est très sensible aux rayons γ ainsi qu'à d'autres agents qui créent des dommages sur l'ADN comme l'acide nalidixique et la novobiocine. L'étude morphologique de ce mutant et la localisation de la protéine in vivo après irradiation suggèrent que PprA est impliquée dans un mécanisme de ségrégation des chromosomes lors de la division, après irradiation lorsque l'ADN des cellules a été réparé. L'étude du réseau d'interactants de PprA a révélé que ce cette protéine interagit in vivo avec l'ADN gyrase après irradiation et permet la stimulation de l'activité de décaténation de cette dernière sans influencer son activité de surenroulement négatif de l'ADN in vitro. Les phénotypes observés précédemment ont également suggéré une éventuelle interaction entre PprA et les protéines de la famille SMC. Chez D. radiodurans les protéines de la famille SMC sont SMC, SbcC et RecN. De façon surprenante, la délétion du gène recN dans une souche ΔpprA supprime la sensibilité aux agents endommageant l'ADN observée dans la souche simple mutante ΔpprA. Ces résultats suggèrent une interaction génétique entre les gènes pprA et recN, cependant, la nature précise du lien entre les deux protéines PprA et recN reste à établir<br>Deinococcus radiodurans, one of the most radioresistant organisms known to date is able to reconstruct an intact genome from hundreds of DNA fragments generated by γ-rays. More generally, this bacterium is also tolerant to other DNA-damaging agents. This exceptional ability to overcome effects of ionizing radiations is due to a combination of several well regulated mechanisms and factors acting together when cells are exposed the radiations. Among these factors, some specific proteins of the Deinococcaceae family which are induced after irradiation can be observed. The PprA protein is one of these specific proteins and has been shown to have an important role in radioresistance in D. radiodurans. This protein is one of the most induced after γ-rays treatment. None homologous protein have been identify for the PprA protein. Characteristics of the ΔpprA mutant were investigated in order to understand the involvement of PprA in radioresistance. This mutant is very sensitive to γ-rays and other DNA damaging agents as nalidixic acid or novobiocin. Phenotypic analyses of this mutant revealed that PprA protein seems to be implicated in chromosome segregation after irradiation when DNA is repaired in cells. Moreover, the PprA protein has been shown to interact in vivo with DNA gyrase after irradiation and to stimulate in vitro the decatenation activity of DNA gyrase, without affecting its DNA negative supercoiling activity. Phenotypes previously observed also suggest a potential interaction between the PprA protein and the protein SMC family which are SMC, SbcC and RecN in D. radiodurans. Surprisingly, we found that disrupting recN gene in a ΔpprA strain abolish the sensitivity to DNA damaging agents observed in a ΔpprA strain. These results suggest that the two genes, pprA and recN interact but the accurate link between the two proteins PprA and RecN remains to be highlighted

Au moment de la division cellulaire, l’ADN contenu dans les chromosomes doit être transmis de la cellule mère à chacune des cellules filles. Pour cela l’ADN est d’abord copié (réplication de l’ADN) puis séparé (ségrégation des chromosomes) dans chacune des cellules filles. Chez les eucaryotes, cette séparation se fait au moment de la mitose c’est à dire après que les chromosomes soient complètement répliqués. Chez les bactéries qui en général possède un unique chromosome circulaire, cette ségrégation des chromosome se fait au fur et à mesure de la réplication et deux grands types d’acteurs sont souvent impliqués dans ce processus : Les condensines bactériennes (de type SMC) et les systèmes de partition (ParABS).Les systèmes de partitions sont composés de deux protéines ParA et ParB et de séquences spécifiquement reconnues par ParB nommées parS. Ces séquences sont en nombres variables selon les espèces et sont souvent localisées proche de l’origine de réplication (oriC) sur le chromosome. Pendant ma thèse, je me suis interessée à l’importance de ces séquences et à l’importance de leur positionnement sur le chromosome chez Pseudomonas aeruginosa. J’ai pu montrer qu’un seul site parS suffit pour une ségrégation correcte des chromosomes s’il est situé dans une région s’étendant de -200 à + 450 kb autour d’oriC. Les limites de cette région appelée « zone de compétence » serait liées à la distance oriC-parS et son asymétrie serait due à la présence de l’opéron ribosomique rrnD à 220 kb à gauche d’oriC. En plus de donner une meilleur compréhension de la ségrégation chez P. aeruginosa, cette partie du projet à permis de mettre en evidence un lien entre oriC et sites parS qui pourrait expliquer leurs localisation proches sur le chromosome.Je me suis également interéssée au complexe SMC-ScpAB et à son rôle dans la ségrégtion du chromosome chez P. aeruginosa. J’ai montré que si SMC n’a pas un rôle majeur dans la ségrégation des chromosomes, il est important pour le positionnement du chromosome dans la cellule. J’ai aussi mis en evidence un lien entre SMC et le système ParABS en étudiant l’effet du déplacement d’un site parS sur l’organisation et la ségrégation des chromosomes<br>When a mother cell is dividing, DNA inside chromosomes needs to be transmitted to daughter cells. For that, the DNA is copied (replication) and the two copies are separated in each daughter cell (segregation). In eukaryotes this separation occurs during mitosis after complete replication of DNA. In a bacterium, which in general has a unique and circular chromosome, segregation occurs concomitantly with replication and two mains actors are often involved in this segregation: SMC complexes and partition systems (ParABS).A partition system contains 3 elements: two proteins ParA and ParB and DNA sequences named parS. These sequences are highly conserved and are found in variable numbers depending on bacteria. Their chromosomal localization is almost always close to oriC. During my thesis I worked on the importance of these sequences and on the importance of their chromosomal localization for the functioning of ParABS in Pseudomonas aeruginosa.I have shown that one parS site is enough for correct chromosome segregation if it is located between -200 and +450 kb around oriC. Limits of this region called “zone de competence” are probably linked with the distance between oriC-parS. The asymmetry of the “competence zone” is probably due to the presence of a ribosomal operon (rrnD) at -220kb. This part of the project allow us to understand better chromosome segregation in Pseudomonas aeruginosa but also to highlight a fonctionnal link between oriC and parS which can explain why this sequences are located close from each other on the chromosome in lots of bacteria.I also studied the SMC-ScpAB complex and its role in chromosome segregation. For that I analyzed the conformation and segregation of a ∆smc mutant. I highlighted a link between SMC-ScpAB and ParABS system by characterization of mutants with parS displaced on the chromosome

Dans une première partie nous avons utilisé des techniques de<br />micromanipulations de molécules d'ADN uniques avec des pinces magnétiques<br />pour étudier la cinétique et thermodynamique de formation de boucles<br />sur l'ADN par le répresseur GalR. Nous avons également étudié les propriétés<br />de la translocase à ADN FtsK impliquée dans la ségrégation des chromosomes<br />chez E. coli. Dans une seconde partie nous avons mis en place différentes<br />expériences utilisant l'excitation biphotonique. Tout d'abord nous<br />avons construit un dispositif pour mesurer les sections efficaces d'absorption<br />à deux photons de molécules synthétisées au laboratoire.Nous avons ensuite<br />mis en place la technique de corrélation de fluctuations de fluorescence pour<br />mesurer des coefficients de diffusion et des constantes cinétiques.

L’étude par une méthode génétique de trois translocations réciproques impliquant trois groupes de liaisons chez le champignon ascomycète Sordaria macrospora a permis : - de montrer un effet des translocations sur la recombinaison génétique au niveau des groupes de liaison impliqués. – d’estimer la fréquence des différentes ségrégations des centromères. Une étude cytologique au microscope électronique de noyaux sauvages et transloqués permet d’établir une relation entre l’appariement chromosomique et les résultats obtenus à partir des analyses génétiques<br>The study of three reciprocal translocations involving three linkage groups in Sordaria macrospora showed that genetic recombination is modified in crosses between translocation and normal sequence strain. The modification concerns the three involving linkage groups. The frequencies of the different centromere disjunctions were also estimated. A comparative electron microscopic study of nuclei in prophasis of meiosis was undertaken in order to determine the relationships between pairing within quadrivalents and genetic data

Les translocations chromosomiques et les autres types de réarrangements peuvent, bien qu'associées à un phénotype normal, mener à la transmission d'un contenu génétique déséquilibré à la descendance. Il n'est pas possible de distinguer les chromosomes équilibrés des déséquilibrés, ce qui empêche toute sélection dans le cadre d'une fécondation in vitro (FIV). Nous avons ainsi mené une série de projets de recherche dont le but a été de mettre en évidence des caractéristiques spécifiques de ces spermatozoïdes déséquilibrés, afin de pouvoir les distinguer au cours d'une FIV. Nous avons montré que les spermatozoïdes déséquilibrés présentaient des taux de fragmentation de l'ADN plus élevés, étaient moins denses, et avaient un volume nucléaire supérieur. Ces constatations ont mené au développement d'une procédure de sélection des spermatozoïdes équilibrés chez les porteurs de réarrangements chromosomiques. En utilisant le hypo-osmotic swelling test (HOST), nous avons montré qu'une morphologie flagellaire spécifique était associée à un contenu chromosomique équilibré. Nous proposons d'utiliser cette procédure de sélection dans le cadre d'une ICSI, afin d'améliorer le pronostic reproductif chez les couples concernés. Nous proposons également d'évaluer la proportion de spermatozoïdes déséquilibrés chez chaque patient porteur de réarrangement chromosomique. En effet, bien que ce taux varie d'un patient à l'autre, il est stable dans le temps pour un patient donné. Il est de plus un élément déterminant dans le choix d'une des options de prise en charge : reproduction naturelle, insémination artificielle avec test de migration survie (TMS), ICSI avec sélection par HOST, et diagnostic préimplantatoire (DPI)<br>Chromosomal translocations and other balanced rearrangements, although usually associated with a normal phenotype, can lead to the transmission of an abnormal unbalanced genetic content to the offspring. Balanced and unbalanced spermatozoa are indistinguishable, making it impossible to select them prior to in vitro fertilization. We conducted a series of research projects aimed at evidencing specific characterics for unbalanced spermatozoa, in a way to ultimately distinguish them from balanced ones during in vitro fertilization. We showed that unbalanced spermatozoa had higher DNA fragmentation rates, were less dense, and that their nuclear volume was higher. This led to developing a selection procedure for balanced spermatozoa in rearrangement carriers. Using the hypo-osmotic swelling test (HOST), we showed that a specific flagellar morphology was associated with balanced chromosomal status. We suggest using this procedure prior to ICSI in order to improve the reproductive prognosis in those patients. We also suggest evaluating the proportion of unbalanced spermatozoa in every patient with a chromosomal rearrangement. Although this proportion varies among patients, it is stable over time for a given patient. We believe this is a decisive element in choosing between the different available options : natural conception, artificial insemination with discontinuous gradient centrifugation, ICSI with HOST-based selection, and pre-implantation genetic diagnosis (PGD)

La transmission correcte du matériel génétique au cours de la mitose requiert l’attachement correct des chromosomes aux microtubules du fuseau mitotique. Les centromères au niveau des chromosomes servent de site d’assemblage aux kinétochores, interfaces multiprotéiques permettant la liaison des microtubules. Cependant, nous avons récemment mis en évidence chez la drosophile un mécanisme par lequel les fragments acentriques ségrégent normalement. Celui-­‐ci fonctionne grâce à un « tether », un filament d’ADN, qui relie les fragments acentriques à leurs partenaires centriques. L’intégrité du tether dépend de la fonction de BubR1, qui s’accumule au tether pendant de la mitose. BubR1 est une protéine clé dans le point de contrôle d’assemblage du fuseau mitotique, ou SAC (Spindle Assembly Checkpoint), qui contrôle l’attachement correct des kinétochores aux microtubules et inhibe l’entrée en anaphase. Nous avons voulu déterminer comment BubR1 est recrutée au tether, et nous avons montré que ce recrutement est dépendant du Bub3 Binding Domain de BubR1 et plus précisément de l’acide aminé E481 dans ce domaine. L’interaction Bub3-­‐BubR1 par l’intermédiaire de ce domaine est nécessaire à la localisation du complexe au tether. Nous avons également montré que BubR1 recrute à son tour Fzy par l’intermédiaire de son domaine KEN.Nous proposons un modèle dans lequel le recrutement successif de Bub3-­‐BubR1 et Fzy au niveau des chromosomes endommagés est nécessaire à leur bonne ségrégation en mitose<br>Accurate transmission of genome during mitosis requires proper chromosomes attachment to microtubules of the mitotic spindle. Centromeres of chromosomes are assembly sites for kinetochores, multiproteic interfaces for microtubule binding. However, we recently discovered in Drosophila a mechanism that permits proper acentric chromosomes segregation. This mechanism works through a DNA « tether » that binds together acentric chromosomes to their centric counterparts. Tether integrity depends on BubR1 function, which accumulates on the tether during mitosis. BubR1 is a key protein in the Spindle Assembly Checkpoint (SAC), which monitors proper kinetochore-­‐microtubule attachment, and inhibits anaphase onset until all kinetochores are properly bound to microtubules. We wanted to determine how BubR1 is recruted to the tether, and we showed that this recruitment is dependant on the Bub3-­‐Binding Domain of BubR1, and more precisely the E481 amino acid. Bub3-­‐BubR1 interaction mediated by this domain is necessary for complex localisation on the tether. We also discovered that BubR1 then recruits Fzy via its KEN domain. We propose a model where successive recruiting of Bub3-­‐BubR1 and Fzy at the broken chromosome level is mandatory to their proper segregation in mitosis

Le chromosome circulaire de la bactérie Escherichia coli est composé de quatre macrodomaines et deux régions non structurées. Cette organisation influence la ségrégation des chromatides sœurs et la mobilité de l’ADN chromosomique. La structuration de la région terminus (Ter) en macrodomaine est lié à l’interaction de la protéine MatP avec la séquence cible de 13 pb (sic) appelée matS répétée 23 fois dans ce domaine de 800 kb. Le travail réalisé durant ma thèse a permis l’identification et la caractérisation d’un système site-spécifique qui restreint à la région Ter un effet associé à la protéine MatP qui contraint la mobilité de l’ADN et retarde la ségrégation de loci après réplication. Deux séquences spécifiques de 12 pb localisées dans les macrodomaines Right et Left sont requises et suffisantes pour arrêter la propagation du processus de contrainte sur le reste du chromosome. Les changements de propriétés de l’ADN ne sont pas dus à la présence d’un procédé agissant en trans mais probablement à un effet agissant en cis à longue distance et partant des sites matS. De manière remarquable, ces changements de propriétés sont régulés au cours du cycle cellulaire et ne sont présents seulement quand le macrodomaine Ter est associé à la machinerie de division au centre de la cellule. L’insulation de la région Ter requière une protéine nouvellement identifiée comme encrée à la membrane que nous avons nommé TidP et qui a été conservé avec la protéine MatP au cours de l’évolution. Nos résultats indiquent que deux systèmes d’organisation spécifiques sont requis pour l’organisation du macrodomaine Ter au cours du cycle cellulaire. Un second aspect de mon travail a été la caractérisation des mécanismes de contraintes affectant les macrodomaines Right et Left. Nous avons montré, en étudiant le comportement de grands cercles d’ADN excisés, que les propriétés de ces macrodomaines sont conservées dans un contexte extra-chromosomique. Ces résultats suggèrent l’implication d’éléments associés à la molécule d’ADN dans ces macrodomaines et responsable de leur organisation<br>The organization of the Escherichia coli chromosome into a ring composed of four macrodomains and two less-structured region influences the segregation of sister chromatids and the mobility of chromosomal DNA. The structuring of the terminus region (Ter) into a macrodomain relies on the interaction of the protein MatP with a 13 bp target called matS repeated 23 times in the 800-kb long domain. The work performed during my Ph. D. allowed the identification and characterization of a site-specific system that restricts to the Ter region an effect associated to MatP that constrains DNA mobility and delays loci segregation. Two specific 12 bp sequences located in the flanking Left and Right macrodomains are required and sufficient to impede the spreading of the constraining process to the rest of the chromosome. The change of DNA properties does not rely on the presence of a trans-acting process but rather involves a cis-effect acting at a long distance from matS sites. Remarkably, the constraining process is regulated during the cell cycle and occurs only when the Ter MD is associated with the division machinery at mid-cell. Insulation of the Ter region requires a newly identified membrane-anchored protein designated TidP conserved with MatP through evolution. Our results indicate that 2 specific organizational systems are required for the management of the Ter region during the cell cycle. A second aspect of my work, consisted in the characterization of constraining mechanisms affecting the Right and Left macrodomains. I have shown, using excisions of large chromosomal rings, that their macrodomain properties were conserved in an extrachromosomal context, suggesting that a chromatin like structuring was involved in their organization