Caractérisation des facteurs HSF1 et HSF2 en tant que facteur maternel et régulateur de la réponse au stress

Au cours de ma thèse, je me suis intéressé aux facteurs de choc thermique HSFs (Heat Shock Factors) et aux fonctions qu'ils exercent au cours du développement. Mon projet de thèse comportait deux parties principales, la première concernant l'identification des gènes cibles du facteur maternel HSF1, et la seconde concernant les fonctions d'HSF1 et HSF2 au cours du développement précoce. Dans un premier temps, nous avons donc cherché à identifier les gènes cibles du facteur HSF1 par une analyse transcriptomique afin de mieux caractériser sa fonction maternelle dans l'ovocyte de souris. Ainsi, parmi les gènes régulés par HSF1, nous avons observé un enrichissement en gènes impliqués dans la cohésion des chromosomes homologues et des chromatides sœurs et nous avons mis en évidence la présence d'HSF1 sur le promoteur de 4 de ces gènes : Stag2, Stag3, Syce1 et Msh4. Ensuite, nous avons mis en évidence que la réduction de ces gènes dans les ovocytes Hsf1-/- entraine des défauts de progression à travers la prophase I aboutissant à une ségrégation précoce des chromosomes homologues lors de la métaphase I. L'ensemble de ces données montrent qu'HSF1 participe à la coordination de la dynamique des chromosomes au cours de la méiose chez la femelle. La deuxième partie de mon projet de thèse concernait les fonctions exercées par HSF1 et HSF2 au cours du développement précoce. En combinant l'utilisation de lignées transgéniques rapportrices (Hsp70.1 Luciférase) et de lignées mutantes pour Hsf1 ou Hsf2 (Hsf1-/-, Hsf2-/-), nous avons montré qu’HSF1 et HSF2 jouent un rôle dans l’activation zygotique du gène Hsp70.1 et qu’HSF2 intervient dans la réponse au choc thermique au stade blastocyste.During my PhD, I studied heat shock factors HSFs and their functions during development. My thesis project included two main parts. The first one was aimed to identify HSF1 dependent target genes, and the second part investigated the functions of HSF1 and HSF2 during early development. First, we sought to identify HSF1 target genes by a transcriptome analysis to further characterize its maternal function in mouse oocyte. Among the genes regulated by HSF1, we observed an enrichment of genes involved in the cohesion of homologous chromosomes and sister chromatids and we observed the presence of HSF1 on the promoter of 4 of these genes: Stag2, Stag3, Syce1 and Msh4. Then, we demonstrated that the lower expression of these genes in Hsf1-/- oocytes led to defects in prophase I progression and early segregation of homologous chromosomes at metaphase I. Taken together, these data show that HSF1 helps to coordinate the dynamics of chromosomes during female meiosis in mammals. The second part of my project was about the functions performed by HSF1 and HSF2 during early development. Using several mouse transgenic and knockout lines, we showed that HSF1 and HSF2 play a role in the activation of zygotic Hsp70.1 and that HSF2 takes part to the heat shock response at the blastocyst stage

Délimiter le Haut-Doubs : entre représentations mentales et limites physiques

Le Haut-Doubs constitue depuis longtemps une entité à part en Franche- Comté. Voisin de la Suisse et partie prenante du massif jurassien, son nom évoque d'abord une terre d'altitude. Mais bien au-delà du relief, le Haut-Doubs se définit par un certain espace vécu, par une relation particulière entre ce territoire et ses habitants

Régulations immunitaires et cellulaires impliquées dans le maintien et le contrôle des bactéries endosymbiotiques du charançon des céréales du genre Sitophilus spp.

Many insect species living on nutritionally unbalanced media depend on intracellular mutualistic bacteria, called obligatory endosymbionts, for their development and reproduction. Endosymbionts are housed in specialized host cells called bacteriocytes, that group together to form the bacteriome organ. Although such associations have been widely investigated on a physiological and evolutionary point of view, little is known about the mechanisms involved in the tolerance and the control of endosymbionts by the host. This work aims at deciphering the molecular and immune specificities of the bacteriome using the model system Sitophilus oryzae, the cereal weevil, and its obligate endosymbiont Sodalis pierantonius. The weevil bacteriome expresses a modulated immune response: transcriptomic studies showed that immune effector genes were lowly expressed despite the massive bacterial presence, with the exception of colA, a gene encoding for Coleoptericin A, an antimicrobial peptide. Coleoptericin A interacts with endosymbionts and participates in their intracellular seclusion. In a first chapter, I used RNA interference to demonstrate that colA gene expression may be controlled by an original system involving the genes relish and tollip. This “internal” regulation for endosymbiont control seems to maintain bacteriome homeostasis. In a second chapter, in order to understand how the bacteriome responds to an infection by exogenous bacteria, I followed up by RT-qPCR the expression of immune effector genes in the bacteriome after injection of Gram positive and Gram negative bacteria. This highlighted an “external” immune response, inducible upon infections, which may enable endosymbiont protection against exogenous intruders. In a third and last chapter, I focused on the regulation changes that accompany the switch from the larval stage to the imaginal stage, the latter being characterized by a very dynamic symbiosis. Endosymbiont load drastically increases during the first days of imaginal life, then rapidly decreases until complete elimination of the bacteria by autophagic recycling. RNAseq analysis allowed the identification of signaling pathways linked to this dynamic. A complementary RT-qPCR approach also showed that bacteriome immunity was laid low during the whole recycling process. This work shows that several strategies have been selected during host-symbiont coevolution to ensure the maintenance of the endosymbionts and the adjustment of their population depending on the insects physiological needs: immunity allows the intracellular seclusion in the bacteriocytes, and cell processes including autophagy and apoptosis are associated to metabolic pathways to control the endosymbiotic dynamics and secure the cost and benefit trade-off of symbiosis.Plusieurs insectes se développant dans des milieux nutritionnellement déficients vivent en symbiose durable avec des bactéries intracellulaires (endosymbiotes) qui complémentent leur alimentation et améliorent leur pouvoir adaptatif. Alors que ces associations ont été largement étudiées sur les plans physiologiques et évolutifs, peu de travaux se sont consacrés à l’étude des mécanismes impliqués dans la tolérance et le contrôle des endosymbiotes par l’hôte. L’objectif de cette thèse est d’étudier, chez les charançons des céréales du genre Sitophilus, les particularités moléculaires et immunitaires du bactériome, un organe que l’insecte développe pour héberger les symbiotes et les isoler de sa réponse immunitaire systémique. Le bactériome du charançon exprime une réponse immunitaire modulée : des études transcriptomiques ont montré que les effecteurs de l’immunité sont peu exprimés dans cet organe, à l’exception d’un gène codant un peptide antimicrobien, la coléoptéricine A. Cette dernière interagit avec les endosymbiotes et participe à leur confinement intracellulaire. Dans une première partie, j’ai montré avec une approche d’interférence à l’ARN que l’expression du gène colA serait contrôlée par un système original qui impliquerait les gènes relish et tollip. Cette régulation « interne » au bactériome semble assurer le maintien des endosymbiotes et l’homéostasie de l’organe. Afin de comprendre comment le bactériome répond à une infection par les bactéries exogènes, j’ai suivi par RT-qPCR l’expression de gènes effecteurs de l’immunité dans le bactériome après injection systémique de bactéries à Gram positif ou négatif. Ceci a mis en évidence une réponse « externe », induite en cas d’infection, et qui aurait un rôle de protection des endosymbiotes contre les bactéries exogènes. Enfin, je me suis consacré à l’étude des changements de régulation accompagnant le passage du stade larvaire au stade adulte, marqué par une symbiose très dynamique. Le nombre d’endosymbiotes augmente fortement pendant les premiers jours de vie imaginale, puis diminue jusqu’à leur élimination complète par recyclage autophagique. Une analyse RNAseq a permis d’identifier les voies de signalisation dont l’activité accompagne cette dynamique. Une approche de RT-qPCR a également montré que l’immunité du bactériome est maintenue à un faible niveau d’activation pendant tout le processus de recyclage. Ce travail montre qu’au cours de leur évolution, les insectes ont sélectionné plusieurs stratégies pour assurer le maintien et l’ajustement de leur charge endosymbiotique en fonction de leurs besoins physiologiques : une signalisation immunitaire assurerait le confinement intracellulaire des endosymbiotes, et un ensemble de processus cellulaires incluant l’apoptose et l’autophagie semble être en associé aux voies métaboliques pour assurer le contrôle de la dynamique bactérienne et garantir le compromis bénéfice/coût de la symbiose

Influence of experimental conditions on sound pleasantness evaluations

ICA 2016, 22nd International Congress on Acoustics, BUENOS AIRES, ARGENTINE, 05-/09/2016 - 09/09/2016Being able to characterize and estimate the urban sound perception is a key point to improve the city dwellers environmental quality. In the past decade, various studies have focused on collecting perceived global sound pleasantness at specific locations. Some of them were carried out on field in order to evaluate the soundscape perception of the participants directly in their context. Other studies were realized in laboratory to better control the stimuli and to increase the number of participants who were subjected to the same sound environment. Most of the laboratory experiments are done in large or semi-anechoic chamber with calibrated and highly realistic audio reproduction in order to respect the ecological validity of the experiment. On one hand, even with a high immersive level, the laboratory context is not as rich as the field context and the two types of experiment could lead to different results. On the other hand, few studies exist showing the influence of decreasing ecological validity for the same experience. This work presents a short statistical analysis of perceptive evaluations of ten urban locations under 4 different test conditions. First, evaluations are carried out directly in-situ in the city of Paris. Then audio-visual recordings of these locations are evaluated in three different experimental conditions: (i) in a well-controlled acoustic laboratory in Paris region with French people, (ii) in an acoustic laboratory in Buenos Aires with Argentinean participants and lowest immersive conditions, (iii) in a habitational room with Argentinean participants and subjective calibration. The study reveals that both the 'country' factor and the experimental conditions in laboratory do not show any significant impact on the perceived sound pleasantness and perceived loudness assessments

Evaluación de criterios de calidad acústica en frecuencias bajas para pequeñas salas rectangulares

Las salas pequeñas dedicadas a la reproducción y grabación de eventos musicales adolecen la presencia de resonancias propias que afectan la calidad en la escucha a frecuencias bajas. El presente trabajo investiga la relación entre distintos parámetros para la evaluación de la respuesta en frecuencia en un conjunto de 324 salas pequeñas rectangulares, con volúmenes variando entre 30 m3 y 100 m3. Las respuestas de las mismas han sido modelizadas utilizando el método de descomposición modal. Se consideran en el estudio, una figura de mérito, obtenida a partir del desvío entre la respuesta de la sala y un polinomio de ajuste, y una serie de parámetros, novedosos en el estudio modal, basados en la entropía acústica. A su vez, se realizan comparaciones con el criterio de Bonello, a fin de establecer la relación entre las medidas aquí expuestas y un modelo ampliamente utilizado en la industria. La intercomparación realizada muestra que el criterio de Bonello puede otorgar resultados alejados de los otros parámetros investigados. La figura de mérito presenta una correlación significativa con ciertos parámetros derivados de la entropía acústica.Publicado en: Mecánica Computacional vol. XXXV, no. 3Facultad de Ingenierí

In Vitro Culture of the Insect Endosymbiont Spiroplasma poulsonii Highlights Bacterial Genes Involved in Host- Symbiont Interaction

Endosymbiotic bacteria associated with eukaryotic hosts are omnipresent in nature, particularly in insects. Studying the bacterial side of host-symbiont interactions is, however, often limited by the unculturability and genetic intractability of the symbionts. <i>Spiroplasma poulsonii</i> is a maternally transmitted bacterial endosymbiont that is naturally associated with several <i>Drosophila</i> species. <i>S. poulsonii</i> strongly affects its host's physiology, for example by causing male killing or by protecting it against various parasites. Despite intense work on this model since the 1950s, attempts to cultivate endosymbiotic <i>Spiroplasma in vitro</i> have failed so far. Here, we developed a method to sustain the <i>in vitro</i> culture of <i>S. poulsonii</i> by optimizing a commercially accessible medium. We also provide a complete genome assembly, including the first sequence of a natural plasmid of an endosymbiotic <i>Spiroplasma</i> species. Last, by comparing the transcriptome of the <i>in vitro</i> culture to the transcriptome of bacteria extracted from the host, we identified genes putatively involved in host-symbiont interactions. This work provides new opportunities to study the physiology of endosymbiotic <i>Spiroplasma</i> and paves the way to dissect insect-endosymbiont interactions with two genetically tractable partners. <b>IMPORTANCE</b> The discovery of insect bacterial endosymbionts (maternally transmitted bacteria) has revolutionized the study of insects, suggesting novel strategies for their control. Most endosymbionts are strongly dependent on their host to survive, making them uncultivable in artificial systems and genetically intractable. <i>Spiroplasma poulsonii</i> is an endosymbiont of <i>Drosophila</i> that affects host metabolism, reproduction, and defense against parasites. By providing the first reliable culture medium that allows a long-lasting <i>in vitro</i> culture of <i>Spiroplasma</i> and by elucidating its complete genome, this work lays the foundation for the development of genetic engineering tools to dissect endosymbiosis with two partners amenable to molecular study. Furthermore, the optimization method that we describe can be used on other yet uncultivable symbionts, opening new technical opportunities in the field of host-microbes interactions

Evaluación de criterios de calidad acústica en frecuencias bajas para pequeñas salas rectangulares

Las salas pequeñas dedicadas a la reproducción y grabación de eventos musicales adolecen la presencia de resonancias propias que afectan la calidad en la escucha a frecuencias bajas. El presente trabajo investiga la relación entre distintos parámetros para la evaluación de la respuesta en frecuencia en un conjunto de 324 salas pequeñas rectangulares, con volúmenes variando entre 30 m3 y 100 m3. Las respuestas de las mismas han sido modelizadas utilizando el método de descomposición modal. Se consideran en el estudio, una figura de mérito, obtenida a partir del desvío entre la respuesta de la sala y un polinomio de ajuste, y una serie de parámetros, novedosos en el estudio modal, basados en la entropía acústica. A su vez, se realizan comparaciones con el criterio de Bonello, a fin de establecer la relación entre las medidas aquí expuestas y un modelo ampliamente utilizado en la industria. La intercomparación realizada muestra que el criterio de Bonello puede otorgar resultados alejados de los otros parámetros investigados. La figura de mérito presenta una correlación significativa con ciertos parámetros derivados de la entropía acústica.Publicado en: Mecánica Computacional vol. XXXV, no. 3Facultad de Ingenierí

Evaluación de criterios de calidad acústica en frecuencias bajas para pequeñas salas rectangulares

Las salas pequeñas dedicadas a la reproducción y grabación de eventos musicales adolecen la presencia de resonancias propias que afectan la calidad en la escucha a frecuencias bajas. El presente trabajo investiga la relación entre distintos parámetros para la evaluación de la respuesta en frecuencia en un conjunto de 324 salas pequeñas rectangulares, con volúmenes variando entre 30 m3 y 100 m3. Las respuestas de las mismas han sido modelizadas utilizando el método de descomposición modal. Se consideran en el estudio, una figura de mérito, obtenida a partir del desvío entre la respuesta de la sala y un polinomio de ajuste, y una serie de parámetros, novedosos en el estudio modal, basados en la entropía acústica. A su vez, se realizan comparaciones con el criterio de Bonello, a fin de establecer la relación entre las medidas aquí expuestas y un modelo ampliamente utilizado en la industria. La intercomparación realizada muestra que el criterio de Bonello puede otorgar resultados alejados de los otros parámetros investigados. La figura de mérito presenta una correlación significativa con ciertos parámetros derivados de la entropía acústica.Publicado en: Mecánica Computacional vol. XXXV, no. 3Facultad de Ingenierí

Roles of heat shock factor 1 and 2 in response to proteasome inhibition: consequence on p53 stability.

International audienceA single heat shock factor (HSF), mediating the heat shock response, exists from yeast to Drosophila, whereas several related HSFs have been found in mammals. This raises the question of the specific or redundant functions of the different members of the HSF family and in particular of HSF1 and HSF2, which are both ubiquitously expressed. Using immortalized mouse embryonic fibroblasts (iMEFs) derived from wild-type, Hsf1(-/-), Hsf2(-/-) or double-mutant mice, we observed the distinctive behaviors of these mutants with respect to proteasome inhibition. This proteotoxic stress reduces to the same extent the viability of Hsf1(-/-)- and Hsf2(-/-)-deficient cells, but through different underlying mechanisms. Contrary to Hsf2(-/-) cells, Hsf1(-/-) cells are unable to induce pro-survival heat shock protein expression. Conversely, proteasome activity is lower in Hsf2(-/-) cells and the expression of some proteasome subunits, such as Psmb5 and gankyrin, is decreased. As gankyrin is an oncoprotein involved in p53 degradation, we analyzed the status of p53 in HSF-deficient iMEFs and observed that it was strongly stabilized in Hsf2(-/-) cells. This study points a new role for HSF2 in the regulation of protein degradation and suggests that pan-HSF inhibitors could be valuable tools to reduce chemoresistance to proteasome inhibition observed in cancer therapy

Rapid molecular evolution of Spiroplasma symbionts of Drosophila

Spiroplasma is a genus of Mollicutes whose members include plant pathogens, insect pathogens and endosymbionts of animals. Spiroplasma phenotypes have been repeatedly observed to be spontaneously lost in Drosophila cultures, and several studies have documented a high genomic turnover in Spiroplasma symbionts and plant pathogens. These observations suggest that Spiroplasma evolves quickly in comparison to other insect symbionts. Here, we systematically assess evolutionary rates and patterns of Spiroplasma poulsonii , a natural symbiont of Drosophila. We analysed genomic evolution of sHy within flies, and sMel within in vitro culture over several years. We observed that S. poulsonii substitution rates are among the highest reported for any bacteria, and around two orders of magnitude higher compared with other inherited arthropod endosymbionts. The absence of mismatch repair loci mutS and mutL is conserved across Spiroplasma , and likely contributes to elevated substitution rates. Further, the closely related strains sMel and sHy (>99.5 % sequence identity in shared loci) show extensive structural genomic differences, which potentially indicates a higher degree of host adaptation in sHy, a protective symbiont of Drosophila hydei. Finally, comparison across diverse Spiroplasma lineages confirms previous reports of dynamic evolution of toxins, and identifies loci similar to the male-killing toxin Spaid in several Spiroplasma lineages and other endosymbionts. Overall, our results highlight the peculiar nature of Spiroplasma genome evolution, which may explain unusual features of its evolutionary ecology