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Dissertations / Theses on the topic 'Transfert de mitochondries'
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Le, Thi Phuong. "Transfert latéral de séquence." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM5013.
Full textAbstract:
Le transfert latéral de séquences (LST) joue un rôle critique dans l'évolution des bactéries. Les alphaprotéobactéries (ALPs), avec leurs différentes tailles, leurs divers modes de vie et leurs "mobilome", constituent un modèle idéal pour étudier l'histoire évolutive des bactéries. Le "rhizome" représente la diversité des origines des gènes chez ces alphaprotéobactéries : ceci est notamment observable chez les Rickettsiales, appartenant aux ALPs, qui possèdent des génomes en mosaïque. Toutefois, les ALPs contribuent également aux contenus génomiques de différents génomes bactériens comme eucaryotes. De plus, plusieurs gènes codant pour les ribosomes chez les ALPs ont participé à la formation des mitochondries. En premier lieu, nous avons ici mis en place une approche pour mettre en évidence l'histoire évolutive des LSTs. Cette approche est basée sur l'établissement de profils phylétiques, suivi de la recherche de séquences homologues, la reconstruction phylogénétique et enfin la définition des séquences transferts basée sur l'utilisation d'un motif spécifique. Nous avons ainsi montré que 42 gènes des Rickettsiales sont issus de transferts provenant de différentes espèces des trois domaines de la vie. Cette approche est applicable à l'étude de LSTs pour un grand nombre de génomes d'intérêt. Deuxièmement, nous avons séquencé et annoté le génome d'Odyssella thessalonicensis, puis étudié l'histoire évolutive de la mitochondrie, de Candidatus Pelagibacter ubique (CPu), d'O. thessalonicensis et des alphaprotéobactéries. Nos résultats montrent que CPu provient probablement d'un ancêtre intracellulaire facultatif en commun avec les espèces de RickettsialesLateral sequence transfer (LST) plays a critical role in the bacterial evolu- tion. Alphaproteobacteria with different genomes in size, their diverse lifestyles and their "mobilome" are an ideal model for studying the evolutionary history of the bacteria. The different origins of genes of alphaproteobacteria species can be represented as a "rhizome". In constrast, the alphaproteobacteria contributed in the creation of different genomes such as bacteria, eukaryotes (the nematod, the insect). Moreover, many ribosomal genes of alphaproteobacteria have participated in the formation of the mitochondria. In the first part, we have done an approach to define LSTs. This approach is primarily based on the application of phylogenetic profiles, followed by the search for homologous sequences, then the phylogenetic reconstruction, and finally the definition of sequence transfer by a specific pattern. We found that 42 instances of transfers of Rickettsiales came from distantly related species of different domains of life (eukaryote, bacteria, archaea). We can apply this approach for studying LSTs of greater genomes of interest. In the second part, we sequenced and annotated the Odyssella thesalonicensis, then studied the evolutionary history of mitochondrion, Candidatus Pelagibacter ubique, O. thessalonicensis and alphaproteobacteria. Our results showed that Candidatus Pelagibacter ubique has probably originated from an ancestor facultative intracellular with Rickettsiales species
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Val, Romain. "Adressage d'ARN et manipulation génétique des mitochondries dans les cellules végétales et humaines." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2008. http://www.theses.fr/2008STR13109.
Full textAbstract:
La connaissance des mécanismes moléculaires qui contrôlent le système génétique des mitochondries reste très parcellaire. Ceci est largement dû à l'incapacité de manipuler leur génome avec les méthodologies conventionnelles. Nous développons une nouvelle approche basée sur l'import naturel des ARNt. Nous utilisons un mime d'ARNt comme navette pour importer dans les mitochondries des cellules végétales des séquences-passagères fixées en 5'. Après transcription dans le noyau, les ARN chimériques sont adressés aux mitochondries. L'import de séquences allant jusqu'à 154 nucléotides a été obtenu. Le processus suit la spécificité de l'import naturel des ARNt. Un trans-ribozyme à tête de marteau ciblé contre l'ARNm mitochondrial atp9 a été élaboré et importé dans les mitochondries grâce à ce système, entraînant ainsi le premier "knockdown" d'un ARN mitochondrial dans des cellules de plante. Le phénotype associé était un retard de croissance. L'analyse de la quantité d'une vingtaine d'ARNm a permis de démontrer une diminution de 70% de l'ARNm nucléaire de l'oxydase alternative 1 (aox-1) suite au knockdown de l'ARNm atp9, avec une forte chute de la protéine correspondante dans les mitochondries et une diminution de la consommation d'oxygène. Ces résultats mettent en évidence l'influence d'un événement mitochondrial sur l'expression d'un gène nucléaire, démontrant ainsi l'existence d'une régulation rétrograde. Dans une optique de thérapie génique, la transposition du système de navette a été tentée dans des cellules humaines. Tous les ARN chimériques élaborés étaient arrêtés dans l'espace intermembranaire des mitochondries. D'autres mimes d'ARNt devront donc être testésThe understanding of the molecular mechanisms which control the genetic system of mitochondria remains restricted. This is mainly due to the impossibility to manipulate their genome with conventional methods. We are developing an alternate approach based on the physiological mechanism of tRNA import. We use a tRNA mimic as a shuttle to import into mitochondria in plant cells passenger RNAs attached to its 5' end. Following nuclear transformation and transcription in the nucleus, the chimeric RNAs are targeted to mitochondria. So far, we obtained the import of passenger sequences up to 154 nucleotides in size into the mitochondria of transformed plant cells. The process follows the natural specificity of the tRNA import pathway. A trans-cleaving hammerhead ribozyme targeted to the mitochondrial atp9 mRNA was designed and imported into mitochondria as a passenger RNA attached to the tRNA mimic, yielding the first knockdown of a mitochondrial RNA in plant cells. The associated phenotype was a decrease in cell growth rate. The analysis of the level of about twenty mRNAs showed that the atp9 mRNA knockdown led to a 70% decrease of the nuclear-encoded alternative oxidase (aox-1) mRNA, with a strong drop in the amount of the corresponding protein in mitochondria and a decrease in the oxygen consumption. These results highlight the influence of a mitochondrial event on the expression of a nuclear gene, demonstrating the existence of a retrograde regulation. From a gene therapy point of view, we tried to transpose our shuttling system into human cells. All chimeric RNAs used were retained in the intermembrane space of the mitochondria. Thus, other tRNA mimics need to be tested
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Baleva, Mariia. "Etudes des mécanismes d'adressage d'ARN de transfert dans les mitochondries de levure et humaines." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAJ096/document.
Full textAbstract:
Des mutations dans le génome mitochondrial donnent lieu à l’apparition de maladies neuro-dégénératives ou de myopathies. Pour développer des approches de thérapie génique pour prévenir de ces syndromes, nous devons mieux comprendre les mécanismes moléculaires d’import mitochondrial des ARN. Pour cela nous tentons de récapituler in vitro l’import des ARN à partir d’extraits cellulaires fractionnés par différentes méthodes telles que la chromatographie d’exclusion ou d’affinité à l’aide d’étiquettes d’ARN ou de protéines. Nos résultats affinent nos connaissances de ces mécanismes et permettent d’avancer l’idée que l’énolase, une enzyme de la glycolyse, n’agit pas seule lors de la première étape de l’import de l’ARNtLys avec anticodon CUU (tRK1). En effet nous avons montré que l’énolase ultra-purifiée ne se fixait plus à tRK1 in vitro, alors que des préparations de mitochondries de levure récapitulaient l’import lorsque diverses fractions ajoutées à l’énolase étaient testées. Les fractionnements d’extraits opérés permettent de cerner certaines protéines qui pourraient fonctionner de concert avec l’énolase pour véhiculer tRK1 vers la mitochondrieMutations in the mitochondrial genome give rise to neurodegenerative diseases or myopathies. To develop gene therapy for preventing the appearance of these syndromes, we need to better understand the molecular mechanisms of mitochondrial RNA. For this purpose we try to recapitulate in vitro the import of RNA from cell extracts fractionated by different methods such as exclusion or affinity chromatography using tagged RNAs or proteins. Our results refine our knowledge of these mechanisms and allow to advance the idea that enolase, an enzyme of glycolysis, does not act alone during the first stage of import of tRNALys with anticodon CUU (tRK1). Indeed, we have shown that ultra-purified enolase no longer binds to tRK1 in vitro, while preparations of yeast mitochondria recapitulate the import when various fractions mixed with enolase were tested. The performed extracts fractionation make it possible to point to certain proteins which could work in concert with the enolase to convey tRK1 to mitochondria
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Salinas, Thalia Drouard Laurence. "Mécanisme d'importation des ARN de transfert cytosoliques dans la mitochondrie de plante." Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2007. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/711/01/Salinas2006.pdf.
Full text
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Salinas, Thalia. "Mécanisme d'importation des ARN de transfert cytosoliques dans la mitochondrie de plante." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/SALINAS_Thalia_2006.pdf.
Full textAbstract:
Au cours de l’évolution, les génomes mitochondriaux de plante ont subi de multiples réarrangements, aboutissant à la perte d’information génétique. Une des conséquences est que le nombre d’ARN de transfert (ARNt) codés par le génome mitochondrial n’est pas suffisant pour permettre la traduction mitochondriale et des ARNt codés dans le génome nucléaire sont importés du cytosol vers la mitochondrie. Trois points de ce processus ont été abordés dans ce travail de thèse. Une approche transgénique a mis en évidence le rôle de l’anticodon et de la boucle D dans l’importation des ARNtGly. Ensuite, des études in vitro et biochimiques ont permis l’identification de la protéine « Voltage Dependent Anion Channel » (VDAC) et des protéines du complexe TOM comme étant des facteurs protéiques membranaires impliqués dans le transport des ARNt cytosoliques dans la mitochondrie. Finalement, une étude biochimique a été initiée pour mieux comprendre l’interaction entre les ARNt et la protéine VDACDuring evolution, plant mitochondrial genomes underwent multiple rearrangements leading to the loss of genetic information. One of the consequences is that the number of mitochondrial encoded tRNA genes is not sufficient to ensure plant mitochondrial translation. In order to compensate this deficiency, cytosolic tRNAs have to be imported into mitochondria. Although this phenomenon is an essential process for mitochondrial biogenesis in most eukaryotic cells, it remains poorly understood. Three aspects of this process in plants have been studied during my PhD thesis. A transgenic approach showed that the anticodon and D-domain are essential for tRNAGly import. Moreover, in vitro and biochemical studies allowed the identification of outer mitochondrial proteins, namely the "Voltage Dependent Anion Channel" (VDAC) and TOM proteins, involved in tRNA import into plant mitochondria. Finally, biochemical studies were initiated in order to understand the tRNA-VDAC interaction
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Sieber, François. "Development of a tool to address nucleic acids into mitochondria." Strasbourg, 2011. http://www.theses.fr/2011STRA6123.
Full textAbstract:
Les mitochondries, organelles présentes chez la majorité des cellules eucaryotes, proviennent de l’endosymbiose d’une α-protéobactérie à l’intérieur d’une cellule proto-eucaryotique ancestrale. Elles sont impliquées dans de nombreux processus fondamentaux comme la production d’ATP par phosphorylation oxydative, la synthèse d’acides aminés ou l’apoptose. Leur dysfonctionnement engendre des répercussions dramatiques sur le fonctionnement des cellules eucaryotes. Ils peuvent être associés par exemple à la stérilité mâle cytoplasmique chez les plantes ou à de nombreuses maladies chez l’homme telles que des maladies neurodégénératives et musculaires. Au cours de l’évolution la majorité des gènes bactériens ancestraux ont été perdus ou transférés dans le génome nucléaire et l’ADN mitochondrial ne code plus que pour un nombre limité de gènes. Ainsi, la majorité des protéines mitochondriales sont codées par des gènes nucléaires. De plus, les mitochondries d’un grand nombre d’espèces ne contiennent pas un nombre suffisant de gènes d’ARNt et importent des ARNt cytosoliques pour effectuer la traduction des ARNm de l’organelle. Le nombre et la nature des ARNt importés dans les mitochondries varient selon les espèces. Contrairement aux mécanismes d’importation des protéines qui sont maintenant bien connus (Neupert and Herrmann, 2007), les mécanismes gouvernant le transport des ARNt dans la mitochondrie restent très mal compris (Salinas et al. , 2008; Sieber et al. , 2011a). Par ailleurs, plusieurs défis majeurs restent à relever afin de comprendre l’ensemble des processus fondamentaux liés à la biogenèse mitochondriale. Ils se heurtent à plusieurs verrous scientifiques et techniques. L’un des verrous les plus importants est le suivant : à ce jour, aucune approche ne permet de transformer de manière stable l’ADN mitochondrial végétal ou humain. Pour tenter de répondre à cette problématique, la stratégie employée repose sur 2 principes majeurs : l’interaction possible entre un acide nucléique et une protéine, et l’existence de séquences d’adressage permettant l’importation dans les mitochondries de protéines codées par des gènes nucléaires. Ainsi, une protéine fusionnée à une séquence d’adressage mitochondriale capable d’interagir avec un acide nucléique allogène devrait entraîner ce dernier dans les mitochondries. [. . . ]Mitochondria are organelles found in nearly all eukaryotes. They are considered to be the energetic center of the cell because they generate ATP by oxidative phosphorylation, but they are also involved in many more biological processes such as lipid and amino acid metabolism, iron-sulphur (FeS) cluster biogenesis, calcium homeostasis and apoptosis. Mitochondria originate from the endosymbiosis of an alpha-proteobacterium ancestor into a proto-eukaryotic cell. Classical mitochondria have retained a highly reduced vestige of the genome of the ancestral bacteria such that most mitochondrial proteins but also numerous tRNAs have to be imported from the cytosol to the mitochondria (Sieber et al. , 2011a). Mitochondrial genomes are subject to numerous mutations that can result in mitochondrial dysfunctions, which are often dramatic for cell viability. Such mitochondrial disorders can be at the center of human neurodegenerative and neuromuscular diseases, diabetes, aging and also cancers (Florentz et al. , 2003). In plants, mitochondrial disorders can originate from the presence of chimeric sequences in mitochondrial genomes, which lead to cytoplasmic male sterility (CMS). CMS plants are incapable of producing functional pollen and constitute a valuable tool in agronomy to produce hybrid plants that are more vigorous in culture (Budar and Pelletier, 2001). Mitochondrial transformation is thus of great interest, both for the study of mitochondrial disorders, and as a biotechnological tool for example in agronomy. Mitochondrial gene expression also remains poorly characterized and awaits reverse genetics tools for a better understanding. Except for the yeast S. Cerevisiae and the unicellular algae C. Reinhardtii where stable mitochondrial transformation has been achieved by biolistic approaches (Fox et al. , 1988; Remacle et al. , 2006), no means exist to stably transform mitochondrial DNA of higher eukaryotes. In my Ph. D. , I focused on developing a tool for efficient introduction of exogenous RNA into mitochondria of various model organisms. The strategy was to use a nucleic acid binding protein fused to a mitochondrial targeting sequence to create a protein shuttle capable of targeting RNA substrates to the mitochondrial matrix. As a shuttle candidate, I chose the mouse dihydrofolate reductase (DHFR) that binds nucleic acids non-specifically in vitro. A mitochondrial targeting sequence fused to the protein allows it to be imported into isolated mitochondria. DHFR fused to a mitochondrial targeting sequence (pDHFR) is conventionally used to dissect the mechanism of protein import into mitochondria of yeast (Pfanner et al. , 1987), and was used as a starting point for this study
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Kamenskiy, Petr Tarassov Ivan Krasheninnikov Igor. "Studying the role of the precursor of mitochondrial lysyl-tRNA synthetase in the targeting of a cytosolic tRNA-Lys in the mitochondria of S. cerevisiae." Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2007. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/778/01/KAMENSKIY2007.pdf.
Full textAbstract:
Thèse de doctorat : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie : Strasbourg 1 : 2007. Thèse de doctorat : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie : Université M. V. Lomonossov, Moscou : 2007.Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 58-69.
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Delage, Ludovic. "Etude du mécanisme d'importation des ARN de transfert dans les mitochondries de plantes." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2001. http://www.theses.fr/2001STR13142.
Full text
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El, Farouk-Ameqrane Samira. "Etude des protéines VDAC dans le cadre de l’importation des ARNt dans les mitochondries de plantes." Strasbourg, 2009. http://www.theses.fr/2009STRA6111.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse se sont intéressés aux protéines VDAC et au transport des ARNt dans les mitochondries végétales. En effet, ces protéines interviennent dans le transport des ARNt et de l’ADN dans les mitochondries végétales. Ma thèse s’est donc focalisée dans un premier temps sur l’étude de l’interaction entre VDAC et les ARNt puisqu’aucun site potentiel de liaison avec l’ARN connu n’a pu être prédit. Cette étude a permis de montrer que l’interaction implique plusieurs acides aminés distribués le long de la séquence protéique et en particulier l’hélice a, la Gly2 ainsi que les Lys47 et Lys48. Cette interaction nécessite une protéine de taille entière et vraisemblablement sa structure en tonneau β. Ainsi dans un second temps, il semblait nécessaire de déterminer sa structure spatiale. Nous avons donc produit et purifié les protéines VDAC en grande quantité puis nous avons mis au point leurs conditions de cristallisation. Comme VDAC peut interagir avec différents acides nucléiques et avec des ARNt qu’ils soient importés ou non, nous avons recherché à quel niveau se faisait la sélectivité lors du transport des ARNt dans les mitochondries végétales. Les résultats nous ont montré que la sélectivité est un processus complexe mettant en jeu différentes barrières lors du transport des ARNt. Enfin pour décortiquer plus finement le processus d’importation des ARNt dans les mitochondries, nous avons recherché les partenaires des protéines VDAC potentiellement impliqués dans le transport des ARNt dans les mitochondries végétales. Cette étude a permis de mettre en évidence 8 protéines qui pourraient aussi interagir avec les ARNtDuring this work, I was interested in plant VDAC proteins and in the mechanism of tRNA import into plant mitochondria. These proteins are known to be involved in several mechanisms such as transport of metabolites or apoptosis. Recently it was shown that these proteins are implicated in tRNA and DNA import into plant mitochondria. Thus we studied how VDAC can interact with nucleic acids as no binding site can be predicted. The results show that the interaction imply several aminoacids of the protein in particular the Gly2, Lys47, Lys48 and the a helix. As VDAC proteins form a β barrel, we tried to determine their spatial structure to better understand how it can interacts with tRNA. So we express and purify these proteins in big quantity and we get cristallisation conditions. Then as VDAC can interact with different kind of nucleic acids and with imported or not imported tRNA, we tried to understand where is performed the selectivity in the transport of tRNA into mitochondria. This study show that the process of selectivity is complex and imply several barrieres. Finally, we looked for VDAC partners involved in tRNA transport. We identified 8 proteins that can potentially interact with tRNA too
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Besagni, Céline. "Mutations des ARNt mitochondriaux de la levure Saccharomyces cerevisiae et implications pathologiques." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112153.
Full textAbstract:
Il existe de nombreuses pathologies mitochondriales, certaines dues à des mutations dans le noyau, d’autres dans le génome mitochondrial. Parmi ces dernières, une grande partie est due a des mutations des ARNt. Les malades présentent alors des dystrophies musculaires plus ou moins sévères pouvant atteindre différents organes. De plus, la quantité de molécules mutées ainsi que le contexte nucléaire influent sur la gravité des symptomes. C es divers paramètres associés aux limites techniques rendent l’étude de ces mutations difficile chez l’homme ainsi que la recherche d’un traitement. Notre choix c’est alors portés sur la levure S. Cerevisiae (homoplasmique, simple a manipuler, permettant la transformation de ses mitochondriaux par biolistique, et possédant une conservation structurale entre ses ARNt mitochondriaux et ceux de l’homme) comme organisme modèle pour la recherche de gène capable de corriger l’effet de ces mutations. Pour cela, il était préalablement nécessaire de valider le modèle levure en créant des mutations équivalentes (position, substitutions) aux mutations humaines dans les gènes qui codent les ARNt de levure. Ainsi nous avons pu observer une corrélation entre la sévérité des pathologies humaines et le phénotype mutant de levure associé à la même mutation. De plus, comme il est constaté chez l’homme, ce phénotype est dépendant du contexte nucléaire. Par la suite, la recherche de gène correcteurs nous a permis d’identifier le facteur d’élongation de la traduction EF-Tu comme suppresseur de toutes les mutations ARNt obtenues jusqu’à présent ce qui laisse penser à un effet chaperon de la protéine en plus de son rôle durant la traduction ce qui est prometteur d’un point de vue thérapeutique115 mutations have been identified in the human tRNA genes responsible of human degenerative diseases. The severity of the pathologies is mainly due to the mutations, the affected tissues, the level of heteroplasmy and the nuclear context. In order to find a solution to correct the effect of these mutations, it’s necessary to better understand their molecular mechanisms. Studying such mutaitons in human cultured cells has limits (notably for experimental reasons) and it would be easier at first to use a simple organism as a model. Hence the idea to work with the yeast S. Cerevisiae that is homoplasmic allows a lot of molecular and genetics methods, particularly the possibility to transform the mitochondria by biolistic and creating equivalent mutations to the human ones in the yeast Trna. Once the yeast model validated, for an equivalent mutation in human and yeast, we observed a good correlation between the severity of the human pathology and the mutant phenotype in yeast. Like in human, the yeast phenotype depends of the nuclear context. We found that overexpression of the translation factor EF-Tu is able to correct all the tRNA mutations (even tRNA mutations which lead to a defect on tRNA maturation). Because of this general effect, the possibility to use EF-Tu in human cells is promising and parameters of this effect have been established
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Caicedo, Andrès. "Communication cellule-cellule : transfert de mitochondries provenant des cellules souches/stromales mesenchymateuses (CSM) vers des cellules cancereuses." Thesis, Montpellier 1, 2013. http://www.theses.fr/2013MON1T036.
Full textAbstract:
Au début de ma thèse, je me suis intéressé aux processus qui sous-tendent la communication cellulaire et plus spécifiquement les interactions cellule-cellule. Pourquoi une cellule établit-elle un contact spécifique avec une autre cellule ? Comment les cellules répondent-elles à cette interaction et quels en sont les effets ? J'ai utilisé comme modèle d'étude l'interaction entre les cellules souches/stromales mésenchymateuses (CSM) et des lignées de cancer du sein. L'objectif de mon travail a été d'analyser les mécanismes de ces interactions entre CSM et cellules cancéreuses et d'en évaluer les effets sur les fonctions des cellules cancéreuses. En effet, des mécanismes de recrutement des CSM aux sites tumoraux ont été décrits avec des effets sur la progression tumorale, ce qui ouvre par ailleurs des perspectives pour de nouvelles approches thérapeutiques. J'ai tout d'abord développé un système expérimental de microscopie confocale en temps réel pour observer le type d'interaction qui est produit entre les CSM humaines et les cellules de carcinomes mammaires MDA-MB-231 et MCF7. J'ai constaté la formation dynamique de structures tubulaires entre les deux types cellulaires et, de façon surprenante, le passage des mitochondries des CSM vers les cellules cancéreuses. En un deuxième temps, j'ai utilisé un système d'invasion dans une matrice 3D de collagène, que nous avons adapté à la coculture, afin d'observer les effets de l'interaction des MDA-MB-231 avec les CSM. En accord avec la littérature, nous avons constaté une augmentation du pouvoir invasif des cellules cancéreuses, effet qui pouvait être lié au transfert des mitochondries provenant des CSM. Pour répondre à cette question, j'ai mis au point un protocole pour transférer spécifiquement des mitochondries, isolées à partir de cellules, vers d'autres cellules. Ce protocole, exploité dans ce manuscrit pour le transfert de mitochondries de CSM vers les cellules cancéreuses MDA-MB-231, peut être transposé à d'autres types cellulaires et fait l'objet d'une demande de brevet. Nos données indiquent que l'acquisition de mitochondries de CSM par les cellules cancéreuses modifie leurs propriétés fonctionnelles et augmente leur capacité de prolifération et d'invasion. Concernant leur activité métabolique, on observe une augmentation de leur respiration mitochondriale et de leur production d'ATP. Nos données préliminaires suggèrent aussi une augmentation de l'expression transcriptionnelle d'enzymes impliquées dans la synthèse des lipides et l'oxydation des acides gras. Ces données, générées grâce au protocole de transfert artificiel de mitochondries mis au point, montrent pour la première fois que les mitochondries des CSM peuvent majorer certaines propriétés cellulaires liées à la progression tumorale, comme la prolifération et l'invasion, et contribuer à une reprogrammation métabolique des cellules cancéreuses. Elles s'intègrent au rôle proposé par la communauté scientifique pour les CSM dans le microenvironnement tumoral. La technique de transfert artificiel de mitochondries nous permettra de répondre à d'autres questions restées ouvertes, comme le rôle possible des mitochondries des CSM dans les résistances développées par les tumeurs vis-à-vis des agents anti-cancéreux. Le protocole de transfert de mitochondries développé au laboratoire constitue une technique de choix et offre de nombreux avantages comparativement à d'autres techniques comme la micro-injection et la génération des hybrides cytoplasmiques. Sa mise en œuvre est en effet simple et reproductible et permet de traiter une grande quantité de cellules. Cette méthode permet d'envisager de nombreuses perspectives et applications dans le domaine de la reprogrammation métabolique, comme par exemple de restaurer les capacités d'une cellule dysfonctionnelle par le transfert de mitochondries issues d'une cellule saine et « métaboliquement active »At the beginning of my thesis, I was interested in the process involved in cell communication, more specifically in cell-to-cell interactions. Why does a cell specifically establish contacts with another one, how do cells respond to these interactions and what are the effects? As a model to answer these questions, I studied the interactions between MSCs and two breast cancer cell lines. The study of the communications between MSCs and tumor cells is an alternative to explore and understand tumor progression. MSC recruitment to the tumor is shown to favor the progression of the disease. The mechanisms of this dialogue are multiple and are the object of a great number of studies that aim at finding new therapeutic approaches. The objective of this work was to analyze the interactions between MSCs and cancer cells and evaluate the potential effects of this communication in tumor progression. First, I developed an experimental system of real time confocal microscopy in order to observe the interaction produced between MSCs and the breast carcinoma MDA-MB-231 and MCF-7 cells. I noticed the dynamic formation of tubular structures between the two different cell types and, surprisingly, the passage of mitochondria from MSCs to the cancer cells. Second, we used a 3D system of cell invasion in a collagen matrix, which we adapted for the coculture, in order to observe the effects of the interactions between the MDA-MB-231 and MSCs. In agreement with the literature, we observed an increase in the migratory potential of the cancer cells, an effect that could be linked to the transfer of mitochondria from MSCs to the cancer cells. To answer this question, I set up a protocol to specifically transfer to the cancer cells mitochondria isolated from the MSCs and test directly the functional consequences for the cancer cells. This protocol can be used to transfer mitochondria, not only from MSCs but also from other cells. This method is currently submitted to a patent process. Our results show that the transfer of MSC mitochondria to the cancer cells modifies cancer cells functional properties and increase their invasive and proliferative capacities. Concerning the metabolic activity, we noticed an increase in mitochondrial respiration and ATP production. We also observed an increase in the transcription level of enzymes related to the lipid synthesis and fatty acid oxidation. The results generated with this new protocol of mitochondria transfer show, for the first time, that mitochondria originating from MSCs can improve cellular capacities linked to the tumor progression. The role proposed by the scientific community for the interactions of MSCs with the tumor cells fits with the data generated in our work. Several questions remain open. In particular, could the transfer of mitochondria from MSCs to the cancer cells contribute to the acquisition of resistance to anti-cancer agents observed in patients? The protocol of transfer of mitochondria that we developed in the laboratory is a technique of choice and offers many advantages over other techniques such as microinjection and cytoplasmic hybrids; its implementation is simple and reproducible and can target large numbers of cells. This method opens numerous perspectives and potential applications such as the study of metabolic reprogramming. Thus, we could consider restoring the activity of dysfunctional cells by transferring mitochondria from “metabolically active” or healthy cells. In the long term, one of the applications could be transferring healthy or genetically modified mitochondria to zygotes carrying mitochondrial DNA mutations, in order to treat pathologies like infertility, neuro-degenerative diseases, cancer and premature aging
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Kamenskiy, Petr. "Studying the role of the precursor of mitochondrial lysyl-tRNA synthetase in the targeting of a cytosolic tRNA-Lys in the mitochondria of S. Cerevisiae." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2007. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2007/KAMENSKIY_Petr_2007.pdf.
Full textAbstract:
Chez S. Cerevisiae, l'ARNtLys CUU (tRK1) codé par l'ADN nucléaire, est adressé dans la mitochondrie. La mitochondrie contient également tRK3, codé par le génome mitochondrial supposé de suffire à la traduction mitochondriale. Ceci pose la question sur la fonction de tRK1 importé dans la traduction organellaire. L'import de tRK1 implique la participation des facteurs protéiques dont le précurseur de lysyl-ARNt synthétase mitochondriale (preMsk1p) et l'enolase (Eno2p). Les travaux de thèse avaient deux objectifs: (a) étudier le mécanisme d'interaction entre tRK1 et preMsk1p; (b) exploiter ces connaissances pour mettre au point un test in vivo permettant de vérifier si tRK1 serait impliqué dans la traduction mitochondriale. Il a été démontré que: (i) interaction de l'ARNt-Lys (tRK1) avec le précurseur de la lysyl-ARNt synthétase mitochondriale preMsk1p est indispensable pour l'import de l'ARN dans mitochondrie; (ii) formation du complexe tRK1/preMsk1p est facilité par la présence de enolase (Eno2p). (iii) interaction de l'ARNt importé avec preMsk1p est différente de celle avec la lysyl-ARNt synthétase cytosolique. Nous avions ensuite démontré que seul le domaine N-terminal de la pre-MSK1 serait capable de diriger l'import de tRK1. Cette découverte a été exploité pour mettre au point le système génétique permettant étudier la fonction de l'ARNt importé. L'inhibition de l'import de tRK1 qui résulte du remplacement du gène MSK1 par celui de son orthologue ayant le domaine N-terminal réduit, a pour effet une inhibition de traduction de codons AAG à la température élevée. Ceci est la première démonstration directe du rôle de tRK1 importé dans la traduction mitochondriale.
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Nakhle, Jean. "Transfert de mitochondries des cellules souches mésenchymateuses aux cellules souches de glioblastome : effets sur le métabolisme et la résistance à la chimiothérapie." Thesis, Montpellier, 2020. http://www.theses.fr/2020MONTT036.
Full textAbstract:
Les glioblastomes sont des tumeurs hétérogènes à haute plasticité métabolique. Leurmauvais pronostic est lié aux cellules souches de glioblastome (GSC) qui offrent unerésistance au traitement, en particulier au témozolomide (TMZ). Cette résistance estaggravée par le recrutement de cellules souches mésenchymateuses (CSM). Nous montronsque, suite à des interactions de type nanotubes, les MSC transfèrent des mitochondries auxGSC. Nous avons constaté que les mitochondries de MSC modifient la réponse métaboliquedes GSC au TMZ et augmentent la production de métabolites liés au cycle de Krebs ainsiqu’aux voies de synthèse du pentose phosphate et de la pyrimidine, ce qui était lié à unesurvie accrue des GSC. Une analyse RNA-seq a révélé que les mitochondries de MSCperturbent également la réponse transcriptionnelle des GSC en réponse au TMZ et conduisentà l'expression de gènes liés à la progression du cycle cellulaire. Nos données montrent que lestransferts de mitochondries qui proviennent des cellules du microenvironnement tumoralpeuvent modifier la réponse des cellules cancéreuses à la thérapie, tant au niveau dumétabolisme cellulaire que de l'expression des gènesGlioblastomas are heterogeneous tumors with high metabolic plasticity. Their poor prognosisis linked to glioblastoma stem cells (GSCs) which provide resistance to therapy, in particularto temozolomide (TMZ). It is worsened with mesenchymal stem cells (MSCs) recruitment. Weshow that, following tunneling nanotubes interactions, MSCs transfer mitochondria to GSCs.We found that MSC mitochondria modify the metabolic response of GSCs to TMZ and increasethe production of metabolites linked to the TCA cycle, pentose phosphate and pyrimidinesynthesis pathways, which was linked to enhanced GSC survival. A RNA-seq analysis revealedthat MSC mitochondria also disrupt the GSC transcriptional response to TMZ and lead to theexpression of genes related to cell cycle progression. Together, our data show that themitochondria transfers that originate from cells of the tumor microenvironment can modifythe response of cancer cells to therapy, at both at the levels of cellular metabolism and geneexpression
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RAMAMONJISOA, DANIEL. "Structure et expression de genes nucleaires de plantes codant pour des arn de transfert importes dans les mitochondries ou presents uniquement dans le cytosol. Edition des arn de transfert dans les mitochondries vegetales." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1994. http://www.theses.fr/1994STR13087.
Full textAbstract:
L'origine genetique des arn de transfert (arnt) mitochondriaux des plantes est complexe. En particulier, le genome mitochondrial des plantes superieures ne renferme pas un jeu complet de genes d'arnt et certaines especes doivent etre importees du cytosol. Dans la premiere partie du memoire, nous avons cherche a definir dans quelle mesure le processus d'importation des arnt dans les mitochondries vegetales reposerait sur des proprietes de sequence. L'analyse des genes nucleaires d'arnt que nous avons isoles a montre qu'il n'y avait pas de motifs structuraux conserves qui seraient caracteristiques des arnt d'origine nucleaire importes dans les mitochondries ou des sequences flanquantes de leurs genes. Il semblerait donc qu'il ne puisse pas exister de precurseurs derivant directement des genes d'arnt etudies et dont l'extension serait fortement homologue, au niveau de la structure primaire ou secondaire, entre les arnt d'origine nucleaire importes dans les mitochondries. Par des experiences d'expression transitoire dans des protoplastes, nous avons mis en evidence que les genes etudies etaient bien potentiellement actifs in vivo, a part un gene d'arnt#l#e#u(aag). L'analyse de l'expression de ce gene d'arnt#l#e#u nous a permis de demonter l'importance des promoteurs internes pour la transcription des genes nucleaires d'arnt chez les plantes. Dans la deuxieme partie du memoire, nous montrons l'existence d'un phenomene d'edition, c'est-a-dire d'un changement de sequence post-transcriptionnel, dans l'arnt#p#h#e(gaa) mitochondrial des plantes dicotyledones: l'arnt mature possede un u en position 4, tandis qu'un c est code a cette position dans le gene mitochondrial correspondant. Nos etudes fonctionnelles indiquent que ce phenomene n'influence pas l'aminoacylation correcte de l'arnt#p#h#e mais est peut-etre necessaire a sa maturation
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Davy, de Virville Jacques. "Translocation de protons couplee au transfert des electrons dans la chaine respiratoire des mitochondries vegetales." Paris 6, 1990. http://www.theses.fr/1990PA066467.
Full textAbstract:
La translocation de protons liee au transfert des electrons a ete etudiee dans la chaine respiratoire des mitochondries de pomme de terre par la technique des pulses d'oxygene. Apres determination des conditions optimales: absence de phosphate et de substrats endogenes, faible force proton motrice et extrapolation de la quantite de protons delocalises au temps 0, les rapports h#+/e# ont ete mesures pour les differents sites de phosphorylation. A 25c, la translocation des protons a lieu avec un rapport h#+/e# de 3,3 pour l'ensemble de la chaine, de 2,50 pour les sites ii + iii, de 1,85 pour le sire ii et de 1,15 pour le site iii. La diminution de la conductance membranaire par la temperature ameliore les rapports h#+/e#:3,65 pour les sites ii + iii, 1,95 pour le site ii et 1,73 pour le site iii. La relation obtenue entre la valeur du rapport h#+/e# et la valeur de la conductance membranaire montre que les rapports h#+/e# sont sous-estimes par la methode classique des pulses. Il faut en plus extrapoler les rapports h#+/e# a conductance nulle, ce qui donne des valeurs de 4,0 pour les sites ii + iii et de 2,0 pour chacun des sites ii et iii. L'etude particuliere de la cytochrome oxydase a alors ete entreprise. L'enzyme purifiee comprend 3 sous-unites principales (51, 34 et 31 kda) et 6 sous-unites de faible masse moleculaire (17, 15, 14, 11, 10 et 9 kda). L'activite maximale est de 80 moles de cytochrome c oxyde par seconde et par mole de cytochrome oxydase. L'activite de pompage de protons de l'enzyme reconstituee dans des liposomes peut donc maintenant etre envisagee
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Desbourdes, Céline. "Nucléoside diphosphate kinase D : une protéine mitochondriale bifonctionnelle." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAV004/document.
Full textAbstract:
Les nucléosides diphosphate kinases (NDPK) sont essentielles pour la génération des nucléosides triphosphates (NTPs) en utilisant l’ATP et des NDPs. L’isoforme mitochondriale de NDPK (NDPK-D), située dans l’espace intermembranaire des mitochondries, possède deux modes de fonctionnement. Dans le premier mode (« phosphotransfert »), la protéine a une activité de kinase comme les autres enzymes NDPK. Dans ce mode de fonctionnement, NDPK-D produit du GTP pour la protéine optique atrophy 1 (OPA1), une GTPase impliquée dans la fusion des mitochondries, et de l’ADP pour le translocateur à adénine (ANT) et l’ATPase mitochondriale pour la régénération d’ATP. Le second mode de fonctionnement est appelé « transfert de lipide » et est lié à la capacité de la protéine à se lier aux phospholipides anioniques, particulièrement la cardiolipine (CL). Dans ce mode NDPK-D peut réticuler les deux membranes mitochondriales et transférer CL de la membrane interne vers la membrane externe des mitochondries, pouvant servir de signal pour la mitophagie et l’apoptose. Ce travail a pour objectif d’étudier plus en détails ces différentes fonctions de NDPK-D. En utilisant des cellules HeLa exprimant de façon stable la protéine sauvage, kinase inactive (mutation H151N) ou incapable de se lier aux lipides (mutation R90D) et des cellules épithéliales de poumons de souris, nous montrons (i) une grande proximité entre NDPK-D et OPA1 qui conduit au channeling de GTP par NDPK-D pour OPA1, (ii) le rôle essentiel de NDPK-D pour l’externalisation de CL vers la surface des mitochondries pendant la mitophagie, servant de signal de reconnaissance pour le complexe LC3-II-autophagosomes afin d’éliminer les mitochondries endommagées, (iii) la possible inhibition de l’externalisation de CL par la présence de complexes NDPK-D/OPA1, et (iv) un phénotype pro-métastatique des cellules HeLa exprimant la NDPK-D mutée (H151N ou R90D), caractérisé par un fort potentiel invasif et migratoire, un profil protéique altéré, et des modifications au niveau structural et fonctionnel du réseau mitochondrial. Finalement, une première stratégie d’expression et de purification de la protéine OPA1 entière a été établie pour de futures études in vitro des complexes NDPK-D/OPA1The nucleoside diphosphate kinases (NDPK) are essential for generation of nucleoside triphosphates (NTPs) using ATP and NDPs. The mitochondrial NDPK isoform (NDPK-D) located in the mitochondrial intermembrane space is found to have two modes of function. First, the phosphotransfer mode in which the protein has a kinase activity like other NDPK enzymes. In this mode, NDPK-D produces GTP for the optic atrophy 1 protein (OPA1), a GTPase involved in mitochondrial fusion, and ADP for the adenylate translocator (ANT) and the mitochondrial ATPase for ATP regeneration. The second mode of function is called lipid transfer and is related to the capacity of NDPK-D to bind anionic phospholipids, especially cardiolipin (CL). In this mode, the protein can cross-link the two mitochondrial membranes and transfer CL from the inner to the outer mitochondrial membrane, which can serve as a signal for mitophagy and apoptosis. This work aims to study these NDPK-D functions in more detail. With the use of HeLa cells stably expressing the wild-type, kinase inactive (H151N mutation) or lipid binding deficient (R90D mutation) NDPK-D and mouse lung epithelial cells, we show (i) the close proximity between NDPK-D and OPA1 that leads to GTP channeling from NDPK-D to OPA1, (ii) the essential role of NDPK-D for CL externalization to the mitochondrial surface during mitophagy, serving as a recognition signal for LC3-II-autophagosomes to eliminate damaged mitochondria, (iii) the possible inhibition of CL externalization due to the presence of NDPK-D/OPA1 complexes, and (iv) a pro-metastatic phenotype of HeLa cells expressing either of the NDPK-D mutants (H151N or R90D), characterized by high invasive and migratory potential, altered proteomic profile and changed mitochondrial network structure and function. Finally, a first bacterial expression and purification strategy for full-length OPA1 has been established for future in vitro studies of NDPK-D/OPA1 complexes
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Przybyla-Toscano, Jonathan. "Étude des protéines NFU, ISCA et FDX, impliquées dans la maturation des centres fer-soufre dans les mitochondries d’Arabidopsis thaliana." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0127.
Full textAbstract:
Chez les plantes, les protéines à centre fer-soufre (Fe-S) sont impliquées dans de nombreux processus cellulaires (e.g. photosynthèse, respiration). La maturation de ces protéines nécessite la synthèse de novo des centres Fe-S à l’aide de machineries d’assemblage spécifiques. Les plantes possèdent trois machineries d’assemblage nommées SUF, ISC et CIA, dédiées à la maturation des protéines plastidiales, mitochondriales et nucléaires ou cytosoliques, respectivement. Lors de la maturation des protéines mitochondriales, un centre [2Fe-2S] est initialement assemblé sur la protéine d’échafaudage ISU puis transféré vers les apoprotéines cibles à l’aide de chaperons et de diverses protéines de transfert. Si ces étapes semblent suffisantes pour la maturation de protéines incorporant des centres [2Fe-2S], un couplage réductif de deux centres [2Fe-2S] est nécessaire pour la maturation des protéines de type [4Fe-4S]. Cette conversion nécessite des protéines de transfert et un donneur d’électrons, potentiellement la même ferrédoxine que celle qui agit déjà lors des étapes précoces pour la réduction du soufre. En combinant des approches moléculaires, biochimiques et génétiques, l’implication des protéines de transfert NFU et ISCA et des ferrédoxines mitochondriales (mFDX) dans les étapes tardives de transfert et de conversion a été explorée au cours de cette thèse chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. Des expériences de complémentation en levure ont démontré que les protéines NFU et ISCA de plantes peuvent assurer les mêmes fonctions que leurs orthologues respectifs, suggérant que ces étapes tardives ont été conservées. Cependant, contrairement à la levure, l’analyse de lignées n’exprimant pas les deux protéines NFU indiquent qu’elles sont essentielles pour le développement de l’embryon. Au niveau moléculaire, les analyses effectuées à l’aide d’approches in vivo et/ou in vitro ont permis d’identifier une interaction entre ISCA1a ou ISCA1b et ISCA2, NFU4 et NFU5 mais aucune interaction avec les deux mFDX dont le rôle dans les dernières étapes d’assemblage des centres Fe-S reste donc incertain. La formation d’holo-hétérocomplexes entre ISCA1 et ISCA2 a été confirmée par co-expression chez E. coli et purification des protéines recombinantes. Globalement, en associant la littérature à propos de la machinerie ISC et les résultats obtenus, le modèle qui ressort est que des hétérocomplexes ISCA1/2 agiraient immédiatement en amont des protéines NFU qui permettraient a minima la maturation des centres [4Fe-4S] de la lipoate synthase. Ce seul partenaire pourrait expliquer en grande partie la létalité d’un mutant nfu4 x nfu5 car l’activité de plusieurs protéines centrales pour le métabolisme mitochondrial dépend de l’acide lipoïqueIn plants, iron-sulfur (Fe-S) proteins are involved in crucial processes such as photosynthesis and respiration. The maturation of these proteins requires the de novo synthesis of their Fe-S clusters through dedicated assembly machineries. Plants have three Fe-S cluster assembly machineries, namely SUF, ISC and CIA, devoted to the maturation of plastidial, mitochondrial and nuclear or cytosolic proteins, respectively. During the mitochondrial Fe-S protein maturation, a [2Fe-2S] cluster is first assembled on the ISU scaffold protein then transferred to target proteins with the help of chaperones and various transfer proteins. If these steps are sufficient for the maturation of [2Fe-2S] proteins, a reductive coupling process of two [2Fe-2S] clusters is required for the maturation of [4Fe-4S] proteins. This conversion needs transfer proteins and an electrons donor, potentially the same ferredoxin which acts during the first step of the Fe-S cluster biogenesis for sulfur reduction. By combining molecular, biochemical and genetic approaches, the involvement of NFU and ISCA transfer protein and mitochondrial ferredoxin (mFDX) in the late transfer and conversion steps has been explored during this PhD project by using the Arabidopsis thaliana plant model. Yeast complementation experiments have demonstrated that plant NFU and ISCA proteins have functions similar to their respective orthologs, suggesting that these late steps are conserved. However, unlike yeast, the characterization of nfu mutant lines indicates that both proteins are essential for early embryonic development. At the molecular level, in vivo and in vitro approaches have shown an interaction between ISCA1a or ISCA1b and ISCA2, NFU4 and NFU5 but no interaction with the two mFDX whose participation in the late steps remains uncertain. The formation of ISCA1-ISCA2 holo-heterocomplexes has been confirmed by co-expression in E. coli and purification of recombinant proteins. Overall, the literature and results obtained here highlight a model where ISCA1/2 heterocomplexes would act immediately downstream of NFU proteins which would a minima allow [4Fe-4S] cluster maturation of the lipoate synthase. This sole partner could primarily explain the lethality of a nfu4 x nfu5 double mutant because the activity of several proteins central for the mitochondrial metabolism depends on lipoic acid
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Bonnefond, Luc Giegé Richard Rudinger-Thirion Joëlle. "La tyrosyl-ARNt synthétase mitochondriale humaine originalités fonctionnelles, structurales et place dans l'évolution /." Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2007. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/809/01/Bonnefond_Luc_2007.pdf.
Full text
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Brandina, Irina L. Martin Robert Krasheninnikov Igor. "Identification et rôles de nouveaux facteurs protéiques cytosoliques impliqués dans l'import d'ARNt dans les mitochondries de levure." Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2006. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/523/01/Brandina2006.pdf.
Full textAbstract:
Thèse doctorat : Aspects Moléculaires et Cellulaires de la Biologie : Strasbourg 1 : 2006. Thèse doctorat : Aspects Moléculaires et Cellulaires de la Biologie : M. Lomonossov - Moscou - Russie : 2006.Thèse soutenue sur un ensemble de travaux. Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 9 p.
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Brandina, Irina L. "Identification et rôles de nouveaux facteurs protéiques cytosoliques impliqués dans l'import d'ARNt dans les mitochondries de levure." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/BRANDINA_Irina_L._2006.pdf.
Full textAbstract:
Chez S. Cerevisiae un ARNtLys (appelé tRK1) est partiellement importé dans la mitochondrie. Une pré-protéine, préMsk1p, a été identifiée comme nécessaire mais non suffisante pour diriger cet adressage. L’objectif de la thèse était d’identifier de nouveaux facteurs participant à l’importation d’ARNt dans les mitochondries de levure et d’étudier leur rôle dans ce processus. Un des facteurs d'import a été identifié comme un enzyme glycolytique, enolase. Cette découverte a permis de reconstruire un système minimal d’importation de tRK1 in vitro à partir de deux protéines recombinantes, préMsk1p et enolase, tRK1 et les mitochondries isolées. Trois protéines du système ubiquitine/protéasome (UPS) ont été identifiées par des cribles 2- et 3-hybride comme des facteurs potentiels d’import de tRK1. Une corrélation a été observée entre l’efficacité d’importation de tRK1 et l’activité protéolytique du protéasome, suggérant que l’UPS pourrait être impliqué dans la régulation de l’importation de tRK1In yeast S. Cerevisiae, one ARNtLys (referred to as tRK1) is partially imported into mitochondria. One pre-protein, preMsk1p, was previously identified as necessary but not sufficient to direct the import. The aim of the thesis work was to identify new protein factors of tRK1 mitochondrial import and characterisation of their precise role in this pathway. One import factor of tRK1 mitochondrial targeting was identified as a glycolytic enzyme, enolase. This finding permitted to reconstruct in vitro the import mechanism by using individual recombinant proteins (preMsk1p and enolase), tRK1 and mitochondria. Three proteins of ubiquitin/protéasome system (UPS) were identified by two – and three-hybrid screenings for interactions with tRK1 or preMsk1 and are proposed as tRNA import factors. Direct correlation between efficiency of tRNA import and proteolytic activity of proteasome was observed. We therefore suggest that UPS is implicated in tRNA import regulation in yeast
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Sternberg, Damien. "Contribution à trois aspects de la génétique mitochondriale humaine : étude de transmission de l'ADN mitochondrial lors de fécondations in vitro - caractérisation de mutations de l'ADN mitochondrial dans les maladies mitochondriales et le vieillissement musculaire." Paris 12, 2002. http://www.theses.fr/2002PA120010.
Full textAbstract:
L'ensemble de notre travail concerne trois aspects de la recherche en génétique mitochondriale humaine. Notre premier axe d'étude a été la transmission de l'ADN mitochondrial des parents aux enfants conçus par injection intracytoplasmique de spermatozoi͏̈de (ICSI). Si les risques de transmission de défauts de l'ADN nucléaire paternel sont reconnus depuis les débuts de cette technique de procréation médicalement assistée, aucune étude n'avait recherché à l'aide de techniques hautement sensibles chez les enfants conçus par ICSI la présence de molécules d'ADN mitochondrial d'origine paternelle. Nous avons montré qu'il n'existait pas, dans le sang circulant des enfants étudiés, d'ADN mitochondrial paternel détectable par les techniques utilisées. Notre deuxième axe d'étude avisé à préciser la responsabilité d'une classe de gènes de l'ADN mitochondrial, les gènes d'ARN de transfert, dans certaines maladies mitochondriales. Nous avons mis au point un outil d'analyse de l'ADN mitochondrial permettant d'analyser rapidement la séquence des 22 gènes d'ARN de transfert à la recherche de mutations de ces gènes. Appliqué à l'investigation d'une vaste cohorte de patients, cet outil a permis de détecter de très nombreuses variations de séquence, certaines déjà connues pour être pathogènes ou au contraire anodines, d'autres nouvelles et suspectes d'être pathogènes. Un travail complémentaire d'analyse des données et de validation des mutations a été nécessaire à l'interprétation des résultats. Il a également permis de mieux définir les indications d'une telle recherche. En troisième lieu, nous nous sommes intéressés à la part que pouvaient avoir les lésions de l'ADN mitochondrial dans la physiopathologie du vieillissement musculaire, et plus particulièrement dans la genèse des fibres négatives pour l'activité cytochrome oxidase. Nous avons recherché des mutations de l'ADN mitochondrial dans ces fibres, et avons pu montrer que, dans un certains nombre d'entre elles, une expansion clonale de molécules d'ADN mitochondrial porteuses de mutations ponctuelles des gènes d'ARN de transfert était responsable du déficit enzymatiqueMitochondrial genetics is important to consider when dealing with infertility, mitochondrial diseases or ageing. Our work contributes to the clarification of the role and behaviour of mitochondrial DNA (mtDNA) in those three circumstances. First, we studied mtDNA inheritance in children born after a particular in vitro fertilisation technique, i. E. Intracytoplasmic injection of spermatozoon (ICSI). Although the risk of transmission of a paternal infertility-linked nuclear defect by this technique is well known, the possible transmission of the patemal mtDNA had never been addressed by means of highly sensitive detection assays. By using different sensitive techniques, we showed that there was no detectable paternally inherited mtDNA in the peripheral blood of the 27 children who were studied. Second, we aimed at determining the contribution of mtDNA tranfer RNA (tRNA) gene defects to the pathogenesis ofmitochondrial disorders. We set up an exhaustive scanning method to screen ah tRNA genes for mutations, and applied it to a large number of selected patients with mitochondrial disorders. We found numerous sequence variations of those genes, some of them already known to be pathogenic or polymorphie, others being questionable from a functional point of view. We performed an evaluation of each questionable sequence variation by all possible means, and were able to assign a precise significance to most of them. In retrospect, we tried to delineate the best indications for the screening ofmtDNA tRNA genes. Third, we wanted to determine the contribution of mtDNA mutations to the ageing process of human muscle, at a single fibre level. We looked for large-scale rearrangements and tRNA gene point mutations in a large number of fibres defective in cytochrome c oxidase (COX- fibres) activity and an equal number of normal fibres (COX+ fibres) from normal biopsy samples taken from ageing subjects. We detected large scale rearrangements in several fibres. Most interestingly, we detected, characterised and quantified tRNA gene point mutations in several COX- fibres, such mutations being absent from COX+ fibres. We showed that clonally expanded point mutations contribute toageing process in muscle, by a segmental alteration of the respiratory chain activity
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Karicheva, Olga. "Modelling gene therapy for a mitochondrial disease MELAS by exploiting the pathway of RNA mitochondrial import." Strasbourg, 2010. http://www.theses.fr/2010STRA6115.
Full textAbstract:
Les mutations de l'ADN mitochondrial sont une cause importante de maladies neuromusculaires humaines incurables. Parmi plusieurs mutations répertoriées, plus de 170 sont localisées dans les gènes codant pour les ARN de transfert (ARNt), dont 29 - dans le gène de l’ARNtLeu(UUR) (MT-TL1). La mutation m. 3243A>G de MT-TL1 a été décrite comme une cause majore du syndrome MELAS (myopathie, encéphalopathie, acidose lactique, accidents vasculaires cérébraux). Cette mutation réduit le niveau d’aminoacylation de l’ARNtLeu(UUR) et mène à l’hypomodification de la position « wobble » de son anticodon, ce qui cause des déficiences de la synthèse protéique dans l'organite et une réduction des activités des complexes de la chaîne respiratoire. L’objectif principal de la thèse a été d’étudier si l’expression des ARNt recombinants dans le noyau de cellules transmitochondriales humaines ayant la mutation MELAS m. 3243A>G et leurs adressage dans les mitochondries puisse améliorer les fonctions mitochondriales des cellules touchées par la mutation. Il a été démontré que l'expression des ARNt recombinants est accompagnée par une amélioration de la synthèse protéique mitochondriale, une augmentation du niveau des protéines codées par l’ADNmt et une restauration partielle de la respiration. Ces résultats démontrent la possibilité d’adresser dans les mitochondries les ARNt au potentiel thérapeutique dont la spécificité d’aminoacylation a été changée, et étendent ainsi l’utilisation de l’approche de l’expression allotopique pour le développement de thérapie génique des maladies mitochondrialesMutations in human mitochondrial DNA are often associated with incurable human neuromuscular diseases. Among these mutations, more than 170 have been identified in tRNA genes, including 29 in the tRNALeu(UUR) gene (MT-TL1). The m. 3243A>G mutation in MT-TL1 was described as the major cause of the MELAS syndrome (mitochondrial encephalomyopathy with lactic acidosis and stroke-like episodes). This mutation reduces tRNALeu(UUR) aminoacylation level and leads to a hypomodification of the wobble position of its anticodon, which results in a decreased level of mitochondrial protein synthesis and reduced activities of respiratory chain complexes. The thesis was aimed to test if the allotopic expression of recombinant leucine tRNAs in the nucleus of transmitochondrial cybrid cells carrying MELAS m. 3243A>G mutation and their subsequent targeting into mitochondria can rescue mutation-induced dysfunctions. It was shown that expression of specifically designed recombinant tRNAsLeu is accompanied by a significant improvement of mitochondrial translation, an increase of steadystate level of several mtDNA-encoded protein subunits of respiratory chain, and a partial rescue of respiration. These findings prove the possibility to direct into mitochondria tRNAs with changed aminoacylation specificity possessing potential therapeutic activity, thus extending the potential of allotopic expression as the approach to cure mitochondrial disorders
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Sohm, Bénédicte. "Impact de mutations pathologiques dans les ARNt mitochondriaux humains sur les propriétés d'aminoacylation et sur le protéome mitochondrial." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2003. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2003/SOHM_Benedicte_2003.pdf.
Full text
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Moschoi-Bodisteanu, Ruxanda. "Étude des mécanismes de chimiorésistance médiés par le microenvironnement de la moelle osseuse dans la Leucémie Aiguë Myéloïde. Mise en évidence d’un transfert de mitochondries actives des cellules stromales vers les blastes leucémiques." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018AZUR4084/document.
Full textAbstract:
La leucémie aiguë myéloïde (LAM) est une hémopathie maligne à progression rapide, qui se caractérise par une expansion clonale de précurseurs myéloïdes présentant un contrôle défectueux de leur prolifération et de leur différenciation. Une rémission complète peut être obtenue chez environ 80% à 85% des patients en associant cytarabine et anthracycline qui sont respectivement un inhibiteur de la synthèse d’ADN et un agent intercalant. Néanmoins, les résultats globaux pour les patients atteints de LAM restent médiocres et le taux de survie à 5 ans des patients âgés de plus de 60 ans, est inférieur à 10%. Le paradigme bien accepté de la leucémogenèse est que la leucémie résulte de la transformation d'une cellule unique appelée cellule souche leucémique (SCL) ou cellule initiatrice de leucémie (LIC) qui se développe par autorenouvellement et engendre par division asymétrique les blastes leucémiques bloqués dans leur différentiation. Les LIC vont être responsables du maintien et de la rechute de la maladie après le traitement chimiothérapeutique car si les traitements actuels sont relativement efficaces contre les blastes leucémiques, ils échouent au niveau des LIC. Un autre facteur important impliqué dans la résistance aux traitements est le microenvironnement de la moelle osseuse qui forme la niche hématopoïétique. Des études ont montré que différents composants cellulaires de la niche peuvent transférer des mitochondries à des cellules normales soumises à un stress métabolique ou dans un contexte pathologique, vers des cellules cancéreuses. Durant ma thèse, j'ai pu montrer que les cellules murines de la lignée MS-5 et/ou des cellules stromales primaires humaines dérivées de la moelle osseuse, utilisées comme cellules nourricières dans des expériences de co-culture, sont capables de transférer des mitochondries fonctionnelles aux cellules leucémiques. En utilisant différentes approches moléculaires et d'imagerie, nous avons pu montrer que les cellules de LAM peuvent, par ce transfert, augmenter leur masse mitochondriale jusqu'à 14%. Dans la co-culture, les cellules LAM receveuses ont montré une augmentation de 1,5 fois de la production d'adénosine triphosphate (ATP) mitochondriale et se sont révélées moins sujettes à une dépolarisation mitochondriale après chimiothérapie, affichant une survie plus élevée. Ce transfert unidirectionnel, renforcé par certains agents chimiothérapeutiques, nécessite des contacts cellule-cellule et semble se dérouler par une voie endocytaire qui reste à déterminer. Enfin, nous démontrons que le transfert mitochondrial est observé in vivo dans un modèle de xénogreffe de souris immunodéficientes NSG et se produit également dans les cellules et les progéniteurs initiateurs de la leucémie humaine et leur conférant une capacité plus élevée à initier des cultures leucémiques à long terme. Nous avons ainsi apporté la preuve qu'un transfert horizontal de mitochondries provenant des cellules stromales de la niche hématopoïétique participe aux phénomènes de chimiorésistance des cellules leucémiques receveuses. De ce fait, cibler ce transfert mitochondrial pourrait représenter une future cible thérapeutique originale pour un traitement adjuvant des LAM visant à interférer avec le soutien de leur microenvironnementAcute myelogenous leukemia (AML) is a heterogeneous group of hematopoietic malignancies arising from hematopoietic stem and/or progenitor cells that display defective control of their proliferation, differentiation, and maturation. Complete remission is achieved using anthracycline and cytarabine combination therapy in 80% to 85% of older patients. Nevertheless, the overall outcomes for AML patients remain poor, and the 5-year survival rate for patients over 60 is less than 10%. The well-accepted paradigm of leukemogenesis is that leukemia arises from the transformation of a single cell and is maintained by a small population of leukemic stem cells (LSC) or leukemia initiating cells (LICs). It is theorized that current treatments, although highly effective against the leukemic bulk, fail to eradicate the LICs that are therefore responsible for leukemia relapse. Another important factor involved in resistance to treatments is the microenvironment of the bone marrow, which is called the hematopoietic niche. Studies have shown that different niche cell components can transfer mitochondria to normal cells that undergo a metabolic stress and in a pathological context, to cancer cells. During my PhD we demonstrate that in an ex vivo niche-like coculture system, cells both primary and cultured AML cells take up functional mitochondria from murine or human bone marrow stromal cells. Using different molecular and imaging approaches, we show that AML cells can increase their mitochondrial mass by up to 14%. After coculture, recipient AML cells showed a 1.5-fold increase in mitochondrial ATP production and were less prone to mitochondrial depolarization after chemotherapy, displaying a higher survival. This unidirectional transfer enhanced by some chemotherapeutic agents required cell–cell contacts and proceed through an ill-defined endocytic pathway. Transfer was greater in AML blasts compared with normal cord blood CD34+ cells. Finally, we demonstrate that mitochondrial transfer was observed in vivo in an NSG immunodeficient mouse xenograft model and also occurred in human leukemia initiating cells and progenitors. As mitochondrial transfer provides a clear survival advantage following chemotherapy and a higher leukemic long-term culture initiating cell potential, targeting mitochondrial transfer could represent a future therapeutic target for AML treatment
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Jühling, Tina. "ARNt "manchots" : structure, fonctionnalité et évolution." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAJ119/document.
Full textAbstract:
Les ARNt sont des molécules adaptatrices reliant l'information génétique de l’ARN messagers à la séquence d'acides aminés primaire des protéines. Les ARNt ont une structure typique, appelée "feuille de trèfle". Certains ARNt mitochondriaux montrent une forte dérivation de cette structure. Un cas extrême peut être observé dans les mitochondries du nématode R. culicivorax. Cette étude vise la caractérisation fonctionnelle de ces ARNt «bizarres» et de définir leurs propriétés structurales et leur fonctionnalité avec des protéines partenaires telles que les CCAses et les aminoacyl-ARNt synthetases. Ce travail révèle que les ARNt sans bras forment une structure secondaire en forme d'épingle à cheveux et que leurs structures 3D présentent une grande flexibilité intrinsèque. Les tests initiaux n’ont pas démontré l'activité d'aminoacylation. Cependant, les ARNt sans bras représentent des molécules fonctionnelles pour le CCAse, indiquant des adaptations de l’enzyme aux ARNt sans brasTRNAs are adapter molecules linking the genetic information of messenger RNAs with the primary amino acid sequence of proteins. tRNAs have a typical cloverleaf-like secondary structure. Some mitochondrial tRNAs show a high derivation from this canonical tRNA structure. An extreme case of structural truncations can be observed in mitochondria of the nematode R. culicivorax. This study aims the functional characterization of such “bizarre” tRNAs in defining their structural properties and their functionality with interacting partner proteins such as CCA-adding enzymes and aminoacyl-tRNA synthetases. This work reveals that armless tRNAs form a hairpin-shaped secondary structure. 3D structures exhibit a high intrinsic flexibility. Initial tests could not demonstrate aminoacylation activity. However, armless tRNAs represent functional molecules for CCA-incorporation, indicating adaptations of CCA-adding enzymes to armless tRNAs
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Brouquisse, Renaud. "Etude des protéines fer-soufre des mitochondries végétales : caractérisation et purification de l'aconitase." Grenoble 1, 1987. http://www.theses.fr/1987GRE10088.
Full textAbstract:
Les proteines a centre (fe-s) des mitochondries vegetales sont etudiees par resonance para magnetique (rpe), cette etude a permis de caracteriser les centres (fe-s) impliques dans la chaine respiratoire de la membrane interne puis d'etudier et de purifier l'aconitase matricielle. L'activite aconitase dans les cellules d'erable est associee a deux fractions proteique. L'une est presente dans le cytosol alors que la seconde est d'origine mitochondriale. La presence de l'aconitase et de l'isocitrate deshydrogenase nadp-dependante dans le cytosol permet de penser que ces enzymes pourraient avoir un role important dans le metabolisme des acides organiques
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Thambo, Jean-Benoît. "Cardioprotection vis-à-vis de l'ischémie : étude du rôle du transfert énergétique et du canal KATP mitochondrial chez le rat." Bordeaux 2, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR23039.
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Suharsono. "Effet du gène mitochondrial atp9 non-édité sur la fertilité, chez des plantes transgéniques de nicotiana tabacum." Bordeaux 2, 1993. http://www.theses.fr/1993BOR28256.
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Benel, Laurent. "Influence du transfert in vitro et des conditions de culture sur l'activité et la biogenèse mitochondriales du chondrocyte articulaire de lapin." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA114809.
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Valentin, Clarisse. "Développement de statégies moléculaires permettant d'importer des séquences d'intérêt dans les mitochondries des cellules végétales." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2003. http://www.theses.fr/2003STR13173.
Full textAbstract:
Aucune méthodologie permettant de transformer génétiquement les mitochondries des plantes supérieures n'a pu être définie jusqu'à présent, soit pour des raisons de sélection, soit à cause de la taille des organelles. Il n'est donc pas possible à l'heure actuelle d'agir sur l'expression génétique mitochondriale. Dans ce contexte, nous avons cherché à exploiter des mécanismes physiologiques pour importer des acides nucléiques dans les mitochondries de plantes in vivo. La première stratégie met à profit le mécanisme naturel d'importation des ARNt du cytosol dans les mitochondries. Nous avons utilisé la structure aminoacylable de type ARNt (TLS pour "tRNA-like Structure") formée par les 82 derniers nucléotides de l'extrémité 3' de l'ARN du TYMV ("Turnip Yellow Mosaic Virus") comme vecteur d'importation mitochondriale. Nous avons montré que la TLS est importée dans les mitochondries in vivo et qu'elle peut transporter une séquence-passagère. La seconde approche est l'utilisation de la protéine VirE2 d'Agrobacterium tumefaciens comme canal d'importation d'acides nucléiques. En effet, au cours de l'agroinfection, cette protéine forme un canal à travers la membrane plasmique de la cellule infectée et facilite le passage de l'ADN-T. Nous avons montré que la protéine VirE2 s'intègre dans les membranes mitochondriales in vitro et que des mitochondries isolées prétraitées avec la protéine VirE2 voient leur perméabilité augmenter en présence d'ADN. D'autre part, nous avons caractérisé dans la protéine mineure de capside du BNYVV ("Beet Necrotic Yellow Vein Virus") une séquence atypique qui permet l'adressage mitochondrial des particules virales. Cette séquence pourra être utilisée afin de diriger la protéine VirE2 vers les mitochondries in vivo. Une fois ces méthodologies opérationnelles, nous développerons des approches antisens permettant d'agir sur le taux et/ou la traduction d'ARNm dans les mitochondries des cellules végétales in vivoTo date, no methodology has been described to genetically transform higher plant mitochondria, either for selection reasons or due to the size of these organelles. Therefore, it is currently not possible to manipulate mitochondrial gene expression. In this context, we tried to exploit physiological mechanisms to import nucleic acids into plant mitochondria in vivo. The first strategy takes advantage of the naturally existing mechanism of tRNA import from the cytosol into mitochondria. We used the aminoacylatable tRNA-like structure (TLS) formed by the 82 terminal nucleotides of the 3' end of the TYMV (Turnip Yellow Mosaic Virus) RNA as a vector for import into mitochondria. We showed that the TLS is imported into mitochondria in vivo and that it can transport a passenger sequence. The second approach makes use of the Agrobacterium tumefaciens VirE2 protein as a channel for the import of nucleic acids. During agroinfection, this protein does form a channel across the plasma membrane of the infected cell to facilitate the translocation of the T-DNA. We showed that the VirE2 protein integrates into the mitochondrial membrane in vitro and that isolated mitochondria pretreated with VirE2 protein have an increased permeability in the presence of DNA. We also characterized an atypical sequence in the minor coat protein of the BNYVV (Beet Necrotic Yellow Vein Virus) which permits the mitochondrial targeting of the viral particles. This sequence will be suitable to direct the VirE2 protein to the mitochondria in vivo. Once these methodologies will be operational, we shall develop antisense approaches to act on the level and/or translation of specific mRNAs in the mitochondria of plant cells in vivo
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Kolesnikova, Olga. "Importation mitochondriale d'ARN de transfert : Etude du mécanisme de transport chez la levure et application à la thérapie génique de maladies neuromusculaires humaines." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. http://www.theses.fr/2002STR13074.
Full textAbstract:
Chez la levure S. Cerevisiae, un seul ARNt codé par l'ADN nucléaire, l'ARNtLysCUU (tRK1), est partiellement importé dans la mitochondrie, le deuxième isoaccepteur de lysine (tRK2) étant localisé uniquement dans le cytosol. Après être aminoacylé par la lysyl-ARNt synthétase cytoplasmique, tRK1 est importée sous forme d'un complexe avec le précurseur de la lysyl-ARNt synthétase mitochondriale. Nous avons construit des transcrits d'ARNt contenant pour partie des séquences de tRK1 et pour partie des séquences de tRK2, ainsi que des transcrits avec des mutations dans l'anticodon. Le résidu C34 s'est révélé être un déterminant positif d'import. Certaines versions mutées étaient importées sous forme misacylée. Ceci nous a permis d'étudier si l'ARNt importé était fonctionnel dans la traduction mitochondriale. In vitro, nous avons trouvé que tRK1CAU était importée étant méthionylé. Après import de l'ARNt chargé par la [35S]-méthionine, nous avons observé l'incorporation de la méthionine marquée dans les produits de traduction mitochondriale. In vivo, nous avons développé un test de suppression d'une mutation Ala->ambre dans le gène COX2 mitochondrial. Nous avons démontré que le phénotype de déficience respiratoire était supprimé par l'expression dans le noyau d'un ARNt suppresseur importable. Nous avons exploité ces données pour développer un système artificiel d'importation d'ARNt dans cellules humaines. Un tel système permettrait d'utiliser la thérapie génique des maladies mitochondriales résultant de mutations dans l'ADN mitochondrial. Nous avons démontré que les mitochondries humaines étaient capables d'importer tRK1 et plusieurs de ses formes mutées in vitro et in vivo. Nous avons ensuite exprimé des versions importables de tRK1/2 dans les cellules cybrides contenant une mutation dans le gène de l'ARNtLys mitochondrial causant le syndrome MERRF. Nous avons observé que les cellules exprimant ces transgènes avaient partiellement récupéré leur capacité respiratoireIn the yeast S. Cerevisiae, a single nuclear-coded tRNA, tRNALysCUU (tRK1), is partially imported in the mitochondria, while the other lysine isoacceptor is restricted to the cytosolic (tRK2) compartment. To be imported, tRK1 must be aminoacylated by the cytoplasmic lysyl-tRNA synthetase and to interact with the precursor mitochondrial lysyl-tRNA synthetase. We constructed chimaeric tRNA transcripts containing in part sequences of tRK1 and in part sequences of tRK2, and tRK1 transcripts containing all possible one-base replacements in the anticodon. We found that the position C34 was a positive import determinant. Some mutant versions were imported in misacylated form. This was exploited to address the question of the functionality of the imported tRNA in mitochondrial translation. In vitro, we used the fact that the version tRK1CAU was imported in its methionylated form. After import of [35S]-methionine charged tRNA, we observed that the labeled amino acid was incorporated into mitochondrial translation products. In vivo, we developped a suppression assay in a strain bearing an Ala-to-amber mutation in the mitochondrial COX2 gene. The respiratory deficient phenotype could be suppressed by expression in the nucleus of an importable suppressor tRNA. We exploited these data to develop an artificial tRNA import system in human cells. Indeed, such a system could allow the use of gene therapy to cure mitochondrial diseases resulting from mutations in mitochondrial genes. We demonstrated that human mitochondria internalize tRK1 and several of its mutant versions in vitro and in vivo. We next used cybrid cell lines bearing mutation A8344G in the tRNALys gene (causing the MERRF syndrome). These cybrid lines are known to be respiratory deficient. Importable tRK versions were expressed in these cells and the clones expressing the transgenic tRNAs above a certain threshold level were shown to have partially recovered from their respiratory defect
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Hernould, Michel. "Etude de l'expression chez des plantes transgéniques, d'un gène mitochondrial non-édité (atp9) : effet sur la fertilité." Bordeaux 2, 1993. http://www.theses.fr/1993BOR28229.
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Cottet‐Rousselle, Cécile. "Mesure par microscopie confocale du métabolisme mitochondrial et du niveau énergétique cellulaire au cours d’épisodes de carences en substrats et/ou en oxygène." Thesis, Paris, EPHE, 2016. http://www.theses.fr/2016EPHE3096/document.
Full textAbstract:
La mitochondrie est un carrefour d’informations au centre du fonctionnement cellulaire puisque son rôle physiologique consiste à récupérer l’énergie fournie par la dégradation des produits issus de notre alimentation pour produire de l’ATP, par le processus d’oxydation phosphorylante. Cependant, des altérations du fonctionnement de la mitochondrie peuvent être responsables de nombreuses pathologies. Parmi les stress métaboliques pouvant entraîner un dysfonctionnement mitochondrial, l’ischémie-reperfusion est un phénomène présent également dans de nombreuses situations pathologiques. L’objectif de ce travail consiste à développer une approche méthodologique basée sur la microscopie confocale et l’analyse d’images afin de décortiquer les conséquences cellulaires des stress métaboliques induits lors d’épisodes de privation de substrats associée ou non à une privation partielle ou totale d’oxygène. Après avoir mis au point le programme d’analyse d’images basée sur la méthode du « tophat », deux approches ont été développées pour visualiser et quantifier la fonction mitochondriale. La première, qui combine le marquage du TMRM et l’autofluorescence du NADH, a permis de mettre en évidence des différences de réponses au stress d’ischémie-reperfusion au niveau de la chaîne respiratoire ou de l’ouverture du PTP pour les quatre types cellulaires testés : HMEC-1, INS1, RT112 ou hépatocytes primaires. La seconde approche a consisté à tester l’utilisation de biosenseurs permettant de suivre les variations de concentration d’ATP (Ateam) ou d’activation de l’AMPK (AMPKAR). Les conditions expérimentales réalisées dans ce travail n’ont pas permis de valider leur utilisationMitochondria form an information hub at the center of the cellular metabolism because of its physiological role consisting in the porduction of ATP from the degradation of porducts stemming from our food through the OXPHOS process. However, changes in the functionnig of the mitochondria can be responsible for numerous diseases. Among the different foms of metabolic stress leading to mitchondrial dysfunctions, ischemia-reperfusion can be found in numerous pathological situations. This work aims at developing a methodological approach based on confocal microscopy and image analysis to dissect –at cell level- the consequences of metabolic stress induced by episodes of deprivation in substrata associated or not with hypoxia or anoxia. Having developed the program of image analysis based on the « tophat » method, two approaches were designed to vizualize and quantify the mitochondrial function. The first one, combining TMRM labelling with NADH fluorescence made it possible to highlight some differences in the response to the stress caused by ischemia-reperfusion at the level of the respiratory chain or concerning the PTP opening in the four cellular types that were tested : HMEC-1, INS1, RT112 or pirmary heaptocyes. The second approach consisted in testing the use of biosensors designed to follow the variations of ATP concentration (ATeam) or the activation of AMPK (AMPKAR). The experimental conditions established in this work did not allow us to validate their use
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Fréchin, Mathieu. "Identification et rôles des partenaires de la voie de transamidation de la mitochondrie de Saccharomyces cerevisiae dans l'adaptation à la respiration." Strasbourg, 2010. http://www.theses.fr/2010STRA6101.
Full textAbstract:
La formation du glutaminyl (Q)-tRNAQ cytoplasmique (c) permettant l’insertion de Q dans les protéines lors de la traduction ribosomale se fait généralement par aminoacylation directe de l’ARNt par une Q-ARNt synthétase (QRS). Cependant les mécanismes de synthèse du QtRNAQ mitochondrial (m) requis pour le bon fonctionnement de la machinerie traductionnelle organellaire ne sont toujours pas bien caractérisés. En effet, aucune mQRS n’a été retrouvée dans les génomes eucaryotiques séquencés jusqu’à ce jour. Ainsi, il est impossible de prédire quelle voie génère cet aminoacyl (aa)-ARNt dans un eucaryote donné. Les eucaryotes ont à priori deux possibilités pour générer du Q-mtRNAQ: soit utiliser la voie directe via l’import de cQRS, ou alors utiliser une voie ARNt-dépendante de transamidation, ce qui requiert dans ce cas la présence d’une ERS non discriminante (nd) et d’une amidotransférase ARNt-dépendante (AdT) dans la mitochondrie. Nous avons montré que la protéine Pet112 fait partie d’une amidotransférase, mais également que la ndERS essentielle à la voie est l’ERS du cytoplasme qui est capable de se relocaliser dans la mitochondrie. La double localisation de la nd-cERS est contrôlée par Arc1p, son partenaire cytoplasmique. Ces résultats représentent une avancée intéressante dans le domaine de l’aminoacylation et de l’import mitochondrial. En effet nous décrivons une nouvelle stratégie : l’utilisation d’une plateforme d’ancrage cytoplasmique afin de réguler la capacité de double-localisation d’un seul et même produit traductionnel, suggérant que toute protéine dans un complexe pourrait être capable d’atteindre d’autres compartiments une fois relâchées. Nous avons alors montré que la transcription d’ARC1 est contrôlée par la voie de signalisation Snf1/4 qui induit la diminution de la quantité d’Arc1p lors de l’adaptation à la respiration. Cependant ses deux partenaires, la cERS et la cMRS, restent exprimées de manière stable ce qui induit une augmentation de la quantité de leur forme libre. Les cMRS et cERS libres sont alors capables d’être importées dans le noyau et la mitochondrie respectivement, dans le but de synchroniser l’expression des partenaires de la chaîne respiratoire (RC). En effet, les partenaires de la RC sont encodés de manière séparée dans le noyau et la mitochondrie, la cMRS promeut la transcription d’une partie des gènes de la RC qui sont encodés dans le noyau, alors que la cERS augmente le taux de traduction des partenaires de la RC produits dans la mitochondrie. En prouvant qu’Arc1p est un relai essentiel pour la voie Snf1/4 et l’adaptation à la respiration, nous décrivons pour la première fois un mécanisme de synchronisation de la chaine respiratoire. C’est ce concept qui semble être le point le plus important de mon travail, nous montrons les avantages que représente l’utilisation d’un complexe protéique en tant qu’élément synchroniseur de l’expression de gènes présents dans différents compartiments. Nous pouvons en effet penser que ce mécanisme est utilisé pour beaucoup d’autres fonctions où la synchronisation des différents acteurs est essentielleThe formation of cytoplasmic (c) glutaminyl (Q)-tRNAQ allowing insertion of Q into proteins during ribosome-mediated translation proceeds via direct tRNA aminoacylation by a specific Q-tRNA synthetase (QRS). However, the synthesis of mitochondrial (m) Q-tRNAQ required for the specific organellar translation system is still matter of debate. In fact, no mQRS can be found in any eukaryotic genomes sequenced so far. Thus, it is almost impossible to predict which pathway, direct or indirect, generates this organellar aminoacyl (aa)-tRNA species in a given eukaryote. Eukaryotes have, a priori, two possibilities to generate a Q-mtRNAQ: either they use the direct pathway via the import the cQRS or they use an indirect tRNA-dependent transamidation pathway which implies the presence of a non discriminating (nd) ERS and of a tRNA-dependent amidotransferase (AdT) in the organelle. We have shown that Pet112 is a part of a yeast mitochondrial amidotransferase, but also that the necessary ndERS is the cytoplasmic form of ERS (nd-cERS) which is able to be localized both in the cytoplasm and the mitochondrion. The dual localization of the nd-cERS is controlled by Arc1p, the cytoplasmic partner of the nd-cERS. This project represents an important breakthrough in the fields of aminoacylation and mitochondrial import. We describe a new strategy: the use of a cytosolic anchoring platform, for the dual localization of a single translational product, suggesting that any protein in a complex, even if well characterized in a specific subcellular compartment, might be able to reach other compartments upon release from the complex. We then show that ARC1 transcription is controlled by the Snf1/4 pathway that decreases Arc1p upon adaptation to respiration. However, its two partners, cERS and cMRS, stay stably expressed leading to an increase of the free cMRS and cERS pools. These released forms are then imported in the nucleus and the mitochondria respectively, in order to synchronize expression of respiratory chain (RC) partners. RC partners are encoded in a split manner in the nucleus and the mitochondrion, cMRS promotes transcription of a subset of the RC genes encoded by the nucleus, whereas cERS increase the translation rate of mitochondrial-encoded partners of the RC. By proving that Arc1p is an essential relay for the Snf1/4 pathway we propose for the first time a mechanism explaining how synchronization of the RC gene expression is achieved. This represents the most important conceptual change we made, in which we show the advantages of the dynamic control of a protein complex as a strategy to synchronize gene expression of genomes located in different compartments
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Niazi, Adnan Khan. "Régulation et coordination rétrograde de l'expression génétique mitochondriale." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00940588.
Full textAbstract:
Le système génétique complexe des mitochondries de plantes supérieures n'a pu être étudié par des approches transgéniques car les méthodes conventionnelles ne permettent pas de transformer ces organites. Une approche alternative a été développée au laboratoire, grâce à l'existence d'un processus naturel assurant l'import d'ARN de transfert (ARNt) du cytosol dans les mitochondries. Il a été montré qu'un mime d'ARNt peut servir in vivo de navette pour importer dans les mitochondries de plante des ARN-passagers exprimés à partir de transgènes nucléaires. L'utilisation d'un transribozyme comme séquence-passagère a permis d'obtenir l'invalidation spécifique d'un ARN messager (ARNm) majeur dans les mitochondries de cellules végétales transformées. Nous avons mis en oeuvre cette stratégie pour développer des études de régulation mitochondriale. Cinq ARNm mitochondriaux (nad9, sdh3, cob, cox3 et atp9) ont été choisis comme cibles pour des transribozymes spécifiques à tête de marteau. Après validation de l'activité de ces ribozymes in vitro, les vecteurs d'expression portant les transgènes correspondants ont servi pour transformer des cultures cellulaires de Nicotiana tabacum, des plantes d'Arabidopsis thaliana (pour nad9, cob, cox3 et atp9) et des plantes de N. tabacum (pour sdh3). L'invalidation spécifique des ARN mitochondriaux ciblés par les ribozymes a été établie in vivo. La réponse, en termes de régulation, à l'invalidation des cibles individuelles a été analysée au niveau de l'ensemble du transcriptome. Alors qu'il a été généralement considéré jusqu'à présent que les processus de régulation mitochondriaux chez les plantes se passent essentiellement au stade post-transcriptionnel, nos résultats sont fortement en faveur de mécanismes de coordination des ARNm dans les mitochondries et entre les organites et le noyau.
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Schirtz, Tom. "Etude du mécanisme de translocation de l'ARNtLys dans les mitochondries de Saccharomyces cerevisiae." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00868796.
Full textAbstract:
L'import d'ARN dans les mitochondries est un processus ubiquitaire chez les eucaryotes. Dans Saccharomyces cerevisiae un isoaccepteur cytosolique de l'ARNtLys, l'ARNtLys(CUU) (tRK1), est partiellement importé dans les mitochondries. L'adressage vers la surface mitochondriale a été étudié en détail mais l'étape de translocation dans les mitochondries reste toujours à démontrer. L'objectif principal de ce travail de thèse était l'identification et la caractérisation des protéines qui participent dans ce processus. Deux protéines de la membranes externe capables de former des canaux, Tom40 et VDAC1, ont été identifiées et leur rôle dans l'étape de translocation a été évalué in vitro et in vivo en utilisant des souches mutantes appropriées ou des agents capables de bloquer de manière spécifique les canaux formés par les protéines Tom40 et VDAC1. Ainsi il a été démontré que la délétion de VDAC1 ou l'inhibition du canal VDAC1 a conduit à une inhibition importante, néanmoins pas complète, de l'import de tRK1. Le blocage simultané des canaux Tom40 et VDAC1 par contre a causé un arrêt complet de l'import de tRK1 in vitro. Vu ces résultats, nous proposons que la translocation de tRK1 à travers la membrane mitochondriale externe puisse suivre deux chemins alternatifs.
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Bonnefond, Luc. "La tyrosyl-ARNt synthétase mitochondriale humaine : originalités fonctionnelles, structurales et place dans l'évolution." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00196315.
Full textAbstract:
Ma thèse porte sur l'étude fonctionnelle et structurale des partenaires de la réaction d'aminoacylation spécifique de la tyrosine dans la mitochondrie humaine. Contrairement à ce qui a été observé pour les autres systèmes d'aminoacylation, les réactions de charges croisées entre bactéries et archaea/eucaryotes sont impossibles suite à la nature différente de la première paire de bases de l'ARNtTyr. La tyrosyl-ARNt synthétase (TyrRS) mitochondriale humaine est la première TyrRS connue à ce jour qui s'affranchisse de la barrière d'espèces et qui ne discrimine pas les ARNtTyr en fonction de la nature de leur première paire de bases. La TyrRS mitochondriale est un homodimère de forme allongée susceptible de fixer l'ARNtTyr à cheval sur ses deux monomères. Elle se distingue des autres TyrRS par la présence de deux insertions à sa surface, l'une potentiellement impliquée dans la reconnaissance de l'ARNtTyr et l'autre qui pourrait constituer une zone d'interaction avec un cofacteur.
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Jühling, Frank. "Structure and evolution of animal mitochondrial tRNAs." Thesis, Strasbourg, 2013. http://www.theses.fr/2013STRAJ012.
Full textAbstract:
Les approches bioinformatiques développées au cours de cette thèse ont permis d’une part le développement de banques de données concernant les ARNt classiques ainsi que les ARNt mitochondriaux de métazoaires. Celles-ci sont basées sur de nouveaux outils pour la détection de gènes d’ARNt «bizarres» et des alignements de séquences basés sur les propriétés structurales préservées. Les analyses des séquences collectées ont conduit non seulement à une vision globale de la diversité des ARNt dans les génomes mitochondriaux couvrant l’ensemble des groupes taxonomiques des métazoaires, mais également une meilleure connaissance de l’organisation des génomes et d’en proposer des liens évolutifs. Elles ont également permis de confirmer et d’élargir l’existence d’ARNt les plus petits connus à ce jour et de poser les bases de compréhension des repliements tridimensionnaux des ARNt mitochondriaux. Ces travaux permettent de mieux appréhender la compréhension des relations structure/fonction des ARNt mitochondriaux humains, et en particulier les dysfonctionnements dans les pathologies mitochondrialesThe bioinformatic approaches presented in this thesis include the development of databases for classical tRNAs and the mitochondrial tRNAs of metazoans. They are based on new tools for the detection of "bizarre" tRNA genes and sequences, and for the calculation of alignments based on their structural features. The analysis of collected sequences have led to an global overview on the diversity of tRNAs in mitochondrial genomes covering all taxonomic groups of metazoans, but also to a better understanding of genome organization and their evolution. The present study revealed the existence of the smallest known tRNA so far and provides the basis for understanding the three-dimensional folding of mitochondrial tRNA. This work helps to better understand the structure/function relationships of human mitochondrial tRNAs and, in particular, the dysfunctions in mitochondrial pathologies
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Oulès, Bénédicte. "Impact physiologique du transfert de calcium entre le réticulum endoplasmique (RE) et la mitochondrie : rôle de l'isoforme SERCAI tronquée (S1T) dans le stress du RE et la maladie d'Alzheimer." Paris 5, 2010. http://www.theses.fr/2009PA05T063.
Full textAbstract:
Le transfret de calcium (Ca2+) entre le réticulum endoplasmique (RE) et la mitochondrie est médié par des sites de contact dynamiques. Nous avons montré que l'isoforme tronquée de la SERCA1 (S1T) ignitie et amplifie la voie pro-apoptotique du stress du RE. De plus, elle détermine une fuite localisée du Ca2+ au niveau des sites de contacts RE-mitochondrie induisant l'apoptose. Nous avons également montré que S1T est surexprimée dans la maladie d'Alzheimer. Parallèlement, l'Aβ s'accumule au niveau des sites de contact RE-mitochondrie. Par ailleurs, l'analyse de la signalisation calcique subcellulaire nous a permis de démontrer une dérégulation majeure de celle-ci. Enfin, nous avons révélé que le Ca2+ contrôle les processus bioénergétiques altérés dans la maladie de Leigh due au déficit du complexe II de la chaîne respiratoire mitochondriale. Nos résultats ont mis en évidence l'impact du transfert du Ca2+ entre le RE et la mitochondrie dans les pathologies du RE et de la mitochondrieCalcium (Ca2+) transfer between endoplasmic reticulum (ER) and mitochondria is mediated through dynamic contacts sites. We showed that the truncated isoform of SERCA1 (S1T) initiates and simplifies the proapoptotic pathway of the ER stress signaling. In addition, owing to its localization at the ER-mitochondria contacts sites, it determines a localized ER Ca2+ leak towards the mitochondria leading to mitochondrial apoptosis. We also demonstrated that S1T is overexpressed in Alzheimer's disease. In parallel, Aβ accumulates in ER-mitochondria contact sites. In addition, an extensive analysis of subcellular Ca2+ signaling allowed us to demonstrate its drastic deregulation. Lastly, we have revealed that Ca2+ control bioenergetics pathways in Leigh's disease related to mitochondrial respiratory chain complex II deficiency. Our results showed the impact of Ca2+ transfer from ER to mitochondria-related pathologies
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Cabrera, Aulestia Francisco Javier. "Treating Cellular Stress and Damage : Use of Healthy Mitochondria Isolated from Donor Cells in the Artificial Mitochondria Transfer / Transplant (Amt/T) to Repair Mitochondrial Disfunction in Differentiated (Peripheral Blood Mononuclear Cells) and Germinal Cells (Oocytes)." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTT073.
Full textAbstract:
Selon la théorie endosymbiotique, la mitochondrie est un organite dérivé d'une ancienne alpha-protéobactérie qui développa une symbiose avec un ancêtre eucaryote. L'ADN mitochondrial (ADNmt) existe dans des centaines à des milliers d'exemplaires dans chaque cellule et code pour 13 protéines structurelles qui sont des sous-unités de la chaîne respiratoire. Les mitochondries génèrent de l'énergie pour les processus cellulaires en produisant de l'ATP par phosphorylation oxydative. Ils contrôlent également d’autres processus tels que la synthèse de nucléotide et d’hème, l’équilibre rédox, le métabolisme du calcium, la gestion des déchets (urée et ROS) et l’apoptose. Les délétions d'ADNmt, les mutations ponctuelles, les dimères de thymine et les déplétions d'ADNmt sont fortement liés à la maladie chez l'homme et d'autres mammifères. Certaines altérations de l'ADNmt peuvent survenir spontanément pendant le spam de la vie, d'autres peuvent être héritées de la lignée maternelle sous forme de mutations spécifiques. Ainsi, les mutations de l’ADN nucléaire peuvent produire des troubles mitochondriaux car, alors que l’ADNmt code pour 13 protéines, les mitochondries ont besoin de près de 2000 protéines dotées de rôles structurels et fonctionnels. Dans ces cas, un modèle d'héritage mendélien peut être observé. Des altérations de l'ADNmt peuvent être produites par l'exposition à des substances toxiques ou à des rayonnements UV et à haute énergie. Les mutations de l'ADNmt sont cumulatives car les mitochondries sont dépourvues de mécanismes de réparation. Les ADNmt normaux et mutants peuvent coexister dans la même cellule, une condition appelée hétéroplasmie. L'hétéroplasmie permet la persistance d'une mutation par ailleurs mortelle à travers les générations. Les troubles mitochondriaux peuvent apparaître sous forme de myopathies, cardiomyopathies, diabète sucré, l’acidose lactique, hypofertilité féminine, lipodystrophie, neuropathies comme l’autisme ou la maladie d’Alzheimer ou des troubles hématologiques et rénaux. En raison de l'hétéroplasmie, ces troubles peuvent apparaître avec une vaste gamme d'intensités, car l'ADNmt mutant nécessaire pour provoquer un trouble varie selon les organismes, les systèmes organiques et au sein d'un tissu donné, et dépend d'un équilibre délicat entre l'offre et la demande en ATP. Un autre type de problème survient au niveau des tissus soumis à une lésion liée à l'hypoxémie, où les mitochondries jouent un rôle important dans la survie et le rétablissement des cellules. Enfin, le rôle joué par les mitochondries dans la survie et le traitement du cancer est concentré dans de nombreuses recherches.Les troubles mitochondriaux semblent sous la forme d’une large gamme de signes cliniques. Dans la plupart des cas de maladies mitochondriales, le traitement symptomatique améliore légèrement la qualité de vie. La plupart des abords expérimentales cherchent à prévenir ces maladies en réduisant le pourcentage d'ADNmt mutant dans l'embryon par transfert nucléaire. Le transfert/transplantation artificiel mitochondrial (AMT/T) parait comme traitement alternatif. Nous montrons une méthode AMT/T -MitoCeption- dans un modèle cellulaire pour le traitement du trouble acquis de l'ADNmt défié par la radiation UV en usant des leucocytes plus la viabilité de Mitoception pour AMT/T sur des embryons murins. Ces résultats représentent une mise à niveau des applications AMT/T. Nous montrâmes que les leucocytes pouvaient être utilisées comme source de mitochondries et le transfert mitochondrial de multiples donneurs vers des cellules altérées. La MitoCeption usée sur des embryons semble être une méthode sûre pour la AMT/T en utilisant des mitochondries humaines. Des chiots murins saines furent obtenus, indiquant que les mitochondries humaines avaient été retirées des embryons pendant leur développementAccording to the endosymbiotic theory, mitochondria is an organelle derived from an ancient alpha-proteobacteria that developed a symbiosis with a eukaryotic ancestor. Mitochondrial DNA (mtDNA) exists in hundreds to thousands of copies in each cell and encodes for 13 structural proteins which are subunits of respiratory chain. Mitochondria generate energy for cellular processes by producing ATP through oxidative phosphorylation. Also, they control other processes as nucleotide and heme syntheses, redox balance, calcium metabolism, waste management (urea and ROS) and apoptosis. mtDNA deletions, point mutations, thymine dimers and mtDNA depletions are strongly related with disease in humans and other mammals. Some mtDNA alterations can arise spontaneously during life spam, other can be inherited by maternal lineage as specific mutations. So, nuclear DNA mutations can produce mitochondrial disorders because while mtDNA encodes 13 proteins, mitochondria need almost 2000 proteins with structural and functional roles. In these cases, a mendelian inheritance pattern can be observed. mtDNA alterations can be produced by exposure to toxic substances or UV and high-energy radiations. mtDNA mutations are cumulative because mitochondria lack reparative mechanisms. Normal and mutant mtDNA can coexist in the same cell, a condition known as heteroplasmy. Heteroplasmy allows the persistence of an otherwise lethal mutation through generations. Mitochondrial disorders can appear as myopathies, cardiomyopathies, lactic acidosis diabetes mellitus, female’s subfertility, lipodystrophy, neuropathies as autism or Alzheimer’s diseases or haematological and renal disorders. Due to heteroplasmy, these disorders can appear with a wide range of intensities, because the mutant mtDNA needed to cause a disorder varies among organisms, among organ systems and within a given tissue, and depends on a delicate balance between ATP supply and demand. Another kind of problem surges at tissues under hypoxemic-related damage, where mitochondria play an important role in cell survival and recovery. Finally, the role played by mitochondria in cancer survival and treatment is focused in many researches.Mitochondrial disorders have not a single treatment. In the most serious cases of inherited mitochondrial diseases, the supportive treatment only improves the life quality slightly. Nowadays, the most of experimental approaches search prevents the clinical manifestations of these diseases by reducing the mutant mtDNA percentage into the oocyte or the early embryo via nuclear transfer. Artificial Mitochondrial Transfer/Transplant (AMT/T) rises as an alternative to many acquired or inherited mitochondrial disorders, both ex vivo, in vitro and in vivo conditions. The present work shows the variation of an AMT/T method -MitoCeption- in a cellular model for in vitro treatment of acquired mtDNA disorder caused by UV Radiation by using Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMCs) and the feasibility of the same method for ex vivo AMT/T to murine oocytes and early embryos. In the in vitro model of cell damage by UV radiation, the main results represent an upgrading in the applications of AMT/T. We showed that PBMCs could be used as a primary allogeneic mixed source of mitochondria. We also showed that these mitochondria can be transferred in a mix from different donors (PAMM) to UVR-damaged, non-adherent primary cells. Additionally, the duration of the MitoCeption protocol was reduced. On the other hand, Mitoception used on murine oocytes and early embryos probed to be a safe method for AMT/T by using human mitochondrial mix (PAMM). Murine 0ocytes’ and embryos’ exogenous mitochondrial content was observed by fluorescence microscopy and exogenous mtDNA was quantified by qPCR and 2ΔCT method. Finally, healthy murine new-borns were obtained by embryo transfer, probing that human mitochondria were removed from murine cells during embryo’s development after implantation
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Monnet, François-Paul. "Caractérisation d'une protéine de fixation de lipides du blé dur (purification, séquençage, ADN complémentaire) : relations aux protéines végétales de transfert de lipides et aux inhibiteurs d'amylase/trypsine des céréales." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20311.
Full textAbstract:
Dans le cadre de l'etude des interactions lipides/proteins du ble dur, trois proteines ont ete purifiees. La premiere (7kda) est capable de realiser in vitro un transfert de lipides entre des liposomes et des mitochondries et est nommee proteine de transfert de lipides de 7kda ou 7kda ltp (lipid transfer protein). Les deux autres proteines (9kda) montrent des compositions en acides amines similaires a celles de ltps d'origine vegetale precedemment caracterisees. Une helice alpha a caractere amphiphile est predite du cote n-terminal de la ltp 7kda qui pourrait expliquer l'activite de transfert de lipides associee. Pour les ltps 9kda aucune structure de ce type n'a ete mise en evidence. La ltp 7kda est synthetisee sous la forme d'un precurseur de plus forte masse moleculaire, l'extension n-terminale presentant les caracteristiques d'un peptide signal. Les ltps semblent donc traverser la membrane du r. E. Et ceci semble incompatible avec un role de transporteur cytosolique de lipides in vivo. Les ltps sont semblables aux inhibiteurs d'alpha-amylase/trypsine des cereales du point de vue de leur faible masse moleculaire, leur organisation autour d'un squelette cysteine conserve, leur synthese sous forme d'un precurseur comprenant un peptide signal et leurs proprietes d'interaction avec les lipides. L'etude du routage et de la localisation de ces ltps sera poursuivie
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Morelle, Geoffrey. "Les ARN de transfert, une nouvelle source de petits ARN non-codants chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAJ015/document.
Full textAbstract:
Au cours de ces 10 dernières années une nouvelle classe de petits ARN non-codants nommés "tRNA-derived fragments" (tRFs) a été caractérisée. Tandis que le rôle canonique des tRNA est bien connu, les raisons pour lesquels des fragments de tRNA s'accumulent dans la cellule restent inconnues. Actuellement, peu d'informations sont disponibles sur leurs biogenèses et leurs rôles biologiques, mais les preuves montrant leur importance dans la régulation de l'expression des gènes augmente régulièrement. Cependant, peu de données sont disponibles chez les plantes. A l'aide d’expérience de "deep-sequencing" et de northern blot nous avons confirmé l'existence d'une grande population en tRFs d'origine variée. A la suite de ces observations, trois questions sont établies. Tout d'abord, quelles sont les enzymes responsables de la biogenèse des tRFs. Ensuite, où les tRFs sont générés. Enfin, est-ce que les tRFs sont des sous-produits de la dégradation des tRNA ou ont-ils une fonction biologique?During the last decade, a new class of small non-coding RNAs called tRNA-derived fragments (tRFs) has emerged. Whilst the canonic role of tRNA is well-known, the reason(s) why stable tRFs remains in the cell is unknown. Indeed, the number of tRFs has rapidly increased in various evolutionary divergent organisms. To date, only few data on their biogenesis and on their biological roles is known but their importance in the regulation of gene expression and in cell life is expanding. In plants, the existence of tRFs has also been reported but only few data are available. Using deep-sequencing on various small RNA libraries from Arabidopsis thaliana and Northern blots experiments, we confirmed the existence of a large but specific population of tRFs. Following these observations, three questions are addressed. First, what are the enzymes responsible for tRFs biogenesis, second where are tRFs generated and third, are tRFs merely degredation by-products or do they have biological functions?
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Fender, Aurélie. "Etude comparative de couples ARNt / aminoacyl-ARNt synthétases chez la levure et la mitochondrie humaine." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00139137.
Full textAbstract:
Le travail de cette thèse s'inscrit dans le cadre de l'étude des règles qui régissent la spécificité d'aminoacylation des ARN de transfert (ARNt) par les aminoacyl-ARNt synthétases (aaRS). La précision de cette réaction est cruciale puisqu'elle détermine la fidélité de la traduction de l'information génétique et la synthèse de protéines fonctionnelles. J'ai tiré profit des stratégies de biologie moléculaire, basées sur la transcription in vitro des ARNt, la production d'enzymes clonées, et la mutagénèse, afin d'explorer les relations structure/fonction des systèmes d'aminoacylation de levure et de la mitochondrie humaine.Les aspects fonctionnels et structuraux ont été davantage explorés par des essais de cristallisation et des approches in vivo.
Jusqu'à présent, il était admis que les règles de reconnaissance et d'aminoacylation d'ARNt isoaccepteurs pour un système donné devaient être identiques. L'analyse d'une famille d'ARNt isoaccepteurs de l'arginine de levure et de sa relation particulière avec l'ARNtAsp nous ont permis d'établir que : (i) les isoaccepteurs sont arginylés avec des efficacités différentes (un facteur 20 les sépare) et sont protégés de la misaminoacylation par des antidéterminants idiosyncrasiques, (ii) l'isoaccepteur ARNt4
Arg possède des propriétés d'aspartylation, vestiges de son histoire évolutive, puisque seulement deux mutations sont
suffisantes pour convertir sa spécificité – c'est un exemple de génération de la diversité moléculaire par duplication de gènes. Les systèmes d'aminoacylation mt de mammifères restent peu étudiés, et ce malgré la « bizarrerie » structurale et l'implication dans des
pathologies sévères de leurs ARNt, codés par le génome mt. Nos efforts ont permis l'assignement des 10 gènes nucléaires manquants codant pour les aaRS mt humaines. Ceux-ci
sont portés par un jeu de gènes différents de celui codant pour les sysnthétases cytoplasmiques. L'analyse détaillée du système d'aspartylation, choisi comme système modèle a révélé (i) une identité de l'ARNt mt moins stringente que celle des ARNt classiques, (ii) une adaptation subtile et ciblée de l'aaRS mt, codée par le génome nucléaire et de type bactérien. Ceci illustre un processus de co-évolution entre les génomes mt et nucléaire
humain. De plus, j'ai déterminé les signaux qui protègent l'ARNtAsp mt d'être un substrat des aaRS non mt. De manière surprenante, ce n'est pas la dégénérescence structurale globale de
l'ARNt qui empêche le plus cette aminoacylation croisée mais une simple paire de bases du bras D.
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Zhuo, Degen. "The mitochondrial S7 ribosomal protein gene: Evidence of gene transfer from the mitochondrion to the nucleus." Thesis, University of Ottawa (Canada), 1994. http://hdl.handle.net/10393/9833.
Full textAbstract:
This work was first directed at studying plant mitochondrial gene expression during different early stages of plant development. Because of the approaches used, it also led to the isolation and characterization of new plant mitochondrial genes and in turn that led to the study of gene transfer from the mitochondrion to the nucleus during evolution. Mitochondrial cDNA clone libraries were constructed from mitoplast RNAs of 24 hour germinating wheat embryos and six-day etiolated seedlings. One such cDNA clone was found to share similarity with bacterial and chloroplast S7 ribosomal proteins. This protein is important for ribosome assembly and translation initiation. This single-copy gene (rps7) was found to be actively transcribed and the 5$\sp\prime$ termini of its major transcripts mapped immediately upstream of a repeat element, which also precedes the wheat mitochondrial genes for coxII, orf25 and atp6. The precursor rps7 RNA undergoes C-to-U type of RNA editing at three positions within the coding region and one site unexpectedly decreases amino acid similarity with homologues. This site and the second non-silent one show full editing in RNA from germinating embryos whereas some cDNA clones show incomplete editing for these or the silent site in RNA from etiolated seedlings. The patterns indicate no polarity to the RNA editing process. Sequences homologous to the wheat mitochondrial rps7 gene are present in the rice and pea mitochondrial genomes, but absent from that of soybean. Interestingly, the pea homologue lacks 119 bp of the 5$\sp\prime$ rps7 coding region and it is not present anywhere else in the pea mitochondrial genome nor is the 3$\sp\prime$ coding region transcribed. Therefore, it is a truncated pseudogene. Immediately upstream, there is an open reading frame of 248 amino acids, which is actively transcribed and homologous to the orf228 gene in liverwort mitochondria. The derived protein of this ORF shares similarity with those of the helC genes in Rhodobacter capsulatus and orf263 gene in Bradyrhizobium japonicum. This gene product is believed to be involved in the translocation of heme from the matrix to the intermembrane space in cytochrome c biogenesis. Southern blot analysis showed that there are rps7 homologous sequences present in pea and soybean nuclear DNAs. In order to study them further, pea nuclear DNA, pea cDNA and soybean nuclear DNA libraries obtained from Clontech were screened with the wheat mitochondrial rps7 probes. The potentially positive clones turned out to be yeast-bacterial shuttle vectors (in the case of the pea nuclear DNA library) and mitochondrial DNA contamination (in the pea cDNA library). The potentially positive clones from a soybean nuclear DNA library turned out to contain mitochondrial DNA of the orf228 gene plus a 92 bp DNA sequence homologous to the wheat mitochondrial rps7 gene, although the latter was undetected by Southern hybridization analysis. This work, in addition to identifying and characterizing new plant mitochondrial genes, provides evidence for the recent transfer of functional genetic information from the organelle to the nucleus.
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Mesecke, Nikola. "Das Disulfidbrücken-Transfer-System der Mitochondrien." Diss., lmu, 2008. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:19-85293.
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Mesecke, Nikola. "Das Disulfidbrücken-Transfer-System der Mitochondrien." kostenfrei, 2008. http://edoc.ub.uni-muenchen.de/8529/.
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Enkler, Ludovic. "Le complexe multisysthématique AME de levure : dynamique de l'édifice et rôles non canoniques de ces composants." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAJ055/document.
Full textAbstract:
Les complexes multisynthétasiques (MSC) sont des complexes multi-protéiques identifiés dans un grand nombre d’organismes pro- et eucaryotes. Ils impliquent des protéines d’assemblages et des aminoacyl-ARNt synthétases (aaRSs), responsables de l’aminoacylation de leurs ARNts homologues au cours de la traduction. La taille et la composition des MSC varient selon les organismes, et le rôle de ces complexes n’est pas encore totalement compris. Il semblerait néanmoins que chez les eucaryotes, l’accrétion en complexe soit une stratégie mise en oeuvre par les cellules pour empêcher les aaRSs d’assurer des fonctions additionnelles. Chez S.cerevisiae,nous montrons que la dynamique du complexe AME, composé de la méthionyl- et de la glutamyl-ARNt synthétase (MRS et ERS) ainsi que de la protéine d’ancrage Arc1p, est dépendante du métabolisme de la levure. En respiration la MRS joue le rôle de facteur de transcription et régule l’expression des gènes nucléaires du complexe III et V de la chaîne respiratoire, tandis que l’ERS active la traduction mitochondriale. Cette étude montre que la relocalisation synchrone est primordiale pour l’adaptation des cellules au métabolisme respiratoireMultisynthetase complexes (MSC) are complexes made of several proteins and were identified in a wide variety of organisms from pro- to eukaryotes. They are usually made of assembly factors and aminoacyl-tRNA synthetases (aaRSs), which are responsible for the aminoacylation of their corresponding tRNAs during translation. Depending on the organisms, size and composition of these complexes differ greatly and their role is not fully understood yet. Although it seems that in eukaryotes, accretions of aaRSs into MSC prevent aaRSs to perform their additional functions. In the yeast Saccharomyces cerevisiae, we show that the dynamic of the AME complex, made of the méthionyl- and glutamyl-tRNA synthetases (MRS and ERS) and the assembly protein Arc1p is linkedto yeast metabolism. In respiration, MRS is imported in the nucleus to act as a transcription factor and regulates the expression of nuclear genes belonging to complex III and V of the respiratory chain, while ERS is imported in mitochondria to activate translation. This study shows that synchronous relocation of both aaRSs is crucial for yeast cells to adapt to respiratory metabolism
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Richardson, Aaron Olson. "Horizontal gene transfer in angiosperm mitochondria function, recombination, and origin of foreign sequences in the mitochondrial genomes of the Zingiberaceae and Amborellaceae /." [Bloomington, Ind.] : Indiana University, 2007. http://gateway.proquest.com/openurl?url_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info:ofi/fmt:kev:mtx:dissertation&res_dat=xri:pqdiss&rft_dat=xri:pqdiss:3297106.
Full textAbstract:
Thesis (Ph.D.)--Indiana University, Dept. of Biology, 2007.Title from dissertation home page (viewed Sept. 29, 2008). Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 69-02, Section: B, page: 0842. Adviser: Jeffrey D. Palmer.
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Gowher, Ali. "Characterization of protein factors targeting RNA into human mitochondria." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01071841.
Full textAbstract:
The import of yeast tRNALys (tRK1) into human mitochondria in the presence of cytosolic extract suggests that human cell possesses machinery for tRK1 import. Here, we show that precursor of mitochondrial lysyl-tRNA synthetase (preKARS2) interact with tRK1 and its derivatives containing tRK1 import determinants, and facilitates their import into isolated mitochondria and in vivo, when preKARS2 was overexpressed or downregulated. tRK1 import efficiency increased upon addition of glycolytic enzyme enolase, previously found as an actor of RNA import in yeast. We found that tRK1 and its derivatives translocate into mitochondrial matrix in polynucleotide phosphorylase (PNPase) dependent manner. Furthermore, a point mutation preventing trimerization of PNPase affect import of 5S rRNA and MRP RNA into mitochondria and subsequently mitochondrial translation. Overexpression of the wild-type PNPase induced an increase of 5S rRNA import into mitochondria and rescued translation.
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Doublet, Vincent. "Structure et évolution du génome mitochondrial des Oniscidea (Crustacea, Isopoda)." Poitiers, 2010. http://theses.edel.univ-poitiers/theses/2010/Doublet-Vincent/2010-Doublet-Vincent-These.pdf.
Full textAbstract:
L'ADN mitochondrial (ADNmt) des animaux est généralement constitué de molécules circulaires monomériques de ~16 kb. Cependant, parmi les rares exceptions qui ont été décrites, deux espèces d’Oniscidea Armadillidium vulgare et Porcellionides pruinosus (Crustacés Isopodes terrestres) présentent un ADNmt atypique composé de molécules monomériques linéaires de ~14 kb associées à des dimères circulaires et palindromiques de ~28 kb. Afin de connaître plus en détail sa structure, l'ADNmt atypique d'A. Vulgare a été séquencé. Il contient bien les 13 gènes codants pour des protéines et les deux sous unités ribosomales généralement présents dans l'ADNmt des Métazoaires, mais en revanche il ne présente pas l’ensemble des 22 ARN de transferts (ARNt) attendus. De plus, une étonnante hétéroplasmie générant un ARNt alloaccepteur pour les acides aminés Alanine et Valine (ARNtAla/Val) a été découverte. Cette hétéroplasmie est un exemple unique chez les Eucaryotes par la présence de deux gènes différents sur le même locus mitochondrial. De façon surprenante, cette hétéroplasmie a également été observée chez de nombreuses autres espèces d'Oniscidea qui possèdent aussi un génome mitochondrial atypique. Il semble donc que l'apparition de cet ADNmt atypique chez les Isopodes ait permis l'apparition de l'ARNtAla/Val, et que les forces évolutives permettant le maintien de ces deux gènes essentiels à la traduction mitochondriale soient impliquées dans la conservation de cette structure atypiqueIn animals, mitochondrial DNA (mtDNA) is generally composed of ~16 kb circular monomer molecules. However, two species of terrestrial Crustaceans Armadillidium vulgare and Porcellionides pruinosus (Isopoda: Oniscidea) are exceptions. Their mtDNA is composed of ~14 kb linear monomers associated to ~28 kb circular head-to-head dimers. In order to describe its structure, the complete mtDNA sequence of A. Vulgare has been obtained. It does contain the 13 protein coding genes and the 2 ribosomal sub-units generally found in metazoan mtDNA, but not all of the 22 expected transfer RNA (tRNAs). Besides, a surprising heteroplasmy that generates a dual tRNA alloacceptor for both amino acids Alanine and Valine (tRNAAla/Val) has been discovered. This heteroplasmy by the presence of two different genes on a single mitochondrial locus is an unique example in eukaryotes. Interestingly, this heteroplasmy has been observed in a wide range of Oniscidea species carrying an atypical mtDNA. The appearance of the atypical mitochondrial genome in isopods may have permit the appearance of the tRNAAla/Val, and evolutionary forces that allow the maintenance of these two genes essential for mitochondrial translation might conserve the atypical structure of mtDNA