Translation is a highly regulated step of gene expression. During cellular stress, global protein synthesis is blocked but translation of specific subsets of mRNAs is activated by alternative mechanisms. One of these mechanisms involves an RNA structure called IRES (Internal Ribosome Entry Site), that enables the recruitment of the translational machinery in a 5' cap-independent manner. IRES activity is regulated by factors called ITAF (IRES trans-acting factor). Hypoxic stress occurs in different pathologies such as cardiac ischemia and cancer. In response to stress, the cell produces (lymph)angiogenic growth factors that stimulate blood and lymphatic vessel formation, allowing reperfusion of the injured area in ischemic heart, or stimulation of tumor growth and metastatic spread in cancer. My thesis project is focused on identification of ITAF-controlled translation of (lymph)angiogenic growth factor mRNAs during hypoxia. The first part of my thesis addresses translational regulation in hypoxic cardiomyocytes. A semi-global study showed that (lymph)angiogenic genes are mostly regulated at the translational level. Furthermore IRESs of mRNAs coding (lymph)angiogenic growth factors are activated in early hypoxia while IRESs of mRNAs non-related to (lymph)angiogenesis are activated later. Finally, we have identified a new ITAF, vasohibin (VASH1), that specifically activates the FGF1 IRES, but not the other IRES tested. A PCR array study indicates however that VASH1 is able to inhibit or stimulate translation of numerous mRNAs. Identification of a global mechanism of FGF and VEGF IRES activation is the main focus of the second chapter of my thesis. Considering that VASH1 is not a common ITAF, I searched for new candidates. I started from the observation that another ITAF previously identified in the laboratory, P54nrb, is also a component of the paraspeckle, a nuclear body formed during cellular stress. We make the hypothesis that other paraspeckle components could be ITAFs, particularly the backbone of the paraspeckle, the long non-coding RNA NEAT1. I established a correlation between NEAT1 induction in hypoxia and FGF1 IRES activation in cardiomyocytes. Moreover, NEAT1 depletion leads to inactivation of the FGF1 IRES, suggesting that NEAT1 is an ITAF. I also highlighted that another paraspeckle component, PSPC1, has an ITAF function. Analysis of IRESsome composition by mass spectrometry allowed me to identify three other candidates: hnRNPM, Rps2 and nucleolin. We then expanded the study to the other IRESs studied in chapter 1 and demonstrated that P54nrb and PSPC1 are able to activate several IRES whilst the non-coding RNA NEAT1 is a positive ITAF of all tested IRES. Thus NEAT1 seems to be the key of IRES activation, and confers on the paraspeckle the novel function of assembly platform for IRESsome formation in cardiomyocytes during hypoxia. In a third chapter, we investigated the same way in other cellular types, metastatic and non metastatic mammary carcinoma 4T1 and 67NR. NEAT1 is induced in correlation with FGF1 IRES activation when the cells are subjected to hypoxia, suggesting that the role of NEAT1 in translational control can be associated to tumoral hypoxia as well as to ischemia. Thus, this work reveal the unique potential of NEAT1 as a therapeutic target.La traduction est une étape de l'expression des gènes fortement régulée. Lorsque la cellule est stressée, cela bloque la synthèse protéique globale tout en activant la traduction de certains ARNm par des mécanismes alternatifs. L'un de ces mécanismes implique des structures de l'ARNm, les IRES (Internal Ribosome Entry Sites), qui permettent un recrutement de la machinerie de traduction indépendamment de l'extrémité 5' coiffée de l'ARNm. L'activité des IRES est régulée par des facteurs appelés ITAF (IRES trans-acting factor). Le stress hypoxique survient dans différentes pathologies comme l'ischémie cardiaque et le cancer. Pour répondre rapidement à ce stress, les cellules produisent des facteurs de croissance (lymph)angiogéniques qui stimulent la formation de vaisseaux sanguins et lymphatiques. Cela permet de reperfuser la zone lésée dans le cœur ischémique, ou de stimuler la croissance tumorale et la dissémination métastatique dans le cancer. Mon projet de thèse porte sur l'identification d'ITAF contrôlant la traduction des ARNm de ces facteurs de croissance lors de l'hypoxie. La première partie de ma thèse s'est focalisée sur la régulation de la traduction dans les cardiomyocytes hypoxiques. Une étude semi-globale a montré que les gènes de la (lymph)angiogenèse sont régulés majoritairement au niveau traductionnel, alors que tous les ARNm connus pour posséder des IRES sont recrutés plus activement dans les polysomes lors du stress. Nous avons montré que les IRES d'ARNm des familles FGF (fibroblast growth factor) et VEGF (vascular endothelial growth factor) sont tous activés lors de l'hypoxie précoce alors que les IRES d'ARNm non liés à la (lymph)angiogenèse sont activés plus tardivement. Enfin, nous avons identifié un nouvel ITAF, la vasohibine (VASH1), qui active spécifiquement l'IRES du FGF1, mais pas les autres IRES testés. Une analyse par PCR array indique cependant que VASH1 est capable d'inhiber ou de stimuler la traduction de nombreux autres ARNm. La recherche d'un mécanisme global d'activation des IRES des FGF et VEGF fait l'objet du deuxième chapitre de ma thèse. VASH1 n'étant pas un ITAF commun, j'ai recherché d'autres candidats. Je suis partie de l'observation qu'un autre ITAF identifié précédemment au laboratoire, p54nrb, est un composant essentiel du paraspeckle, un corps nucléaire formé en cas de stress. Nous avons émis l'hypothèse que d'autres composants du paraspeckle pourraient être des ITAFs, en particulier le long ARN non codant NEAT1 sur lequel repose sa formation. J'ai établi une corrélation entre l'induction de NEAT1 et l'activation de l'IRES du FGF1 lors de l'hypoxie. De plus, la déplétion de NEAT1 entraine une inactivation de l'IRES, suggérant que cet ARN non codant est un ITAF. J'ai mis en évidence qu'une autre protéine du paraspeckle, PSPC1, est également un ITAF. Une analyse de la composition de l'IRESome par spectrométrie de masse m'a permis d'identifier trois candidats supplémentaires : hnRNPM, rps2 et Nucléoline. Ayant élargi cette étude aux autres IRES étudiés dans le chapitre 1, nous avons démontré que p54nrb et PSPC1 sont capables d'activer plusieurs IRES alors que l'ARN non codant NEAT1, est un ITAF activateur de tous les IRES testés. NEAT1 paraît donc être la clé de l'activation des IRES, et donne au paraspeckle la fonction nouvelle de plateforme d'assemblage de l'IRESome dans les cardiomyocytes en réponse à l'hypoxie. Dans un troisième chapitre, nous avons élargi l'étude à d'autres types cellulaires, les carcinomes mammaires métastatiques et non-métastatiques 4T1et 67NR. NEAT1 est induit en corrélation avec l'activation de l'IRES du FGF1 lorsque ces cellules sont soumises à l'hypoxie, suggérant que le rôle de NEAT1 et du paraspeckle dans le contrôle de la traduction concerne l'hypoxie tumorale comme l'ischémie. Ainsi, ces travaux de thèse révèlent le grand potentiel de NEAT1 en tant que nouvelle cible thérapeutique
