Identification and characterization of the RIG-I helicase partners involved in the balance proliferation / cell differentiation. Characterization of G-quadruplex resolving by the helicase Pif1 in Bacteroides sp 3_1_23.

par Cel Areny naves

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Xu-Guang Xi et de Elisabeth BUGNARD.

Le président du jury était Françoise Porteu.

Le jury était composé de Xu-Guang Xi, Elisabeth BUGNARD, Françoise Porteu, Stéphane Réty, Emmanuelle Delagoutte, Olivier Kosmider.

Les rapporteurs étaient Stéphane Réty, Emmanuelle Delagoutte.

  • Titre traduit

    Identification et caractérisation des interactants de l'hélicase RIG-I impliquée dans la balance prolifération/différentiation cellulaire. Caractérisation du déroulement du G-quadruplex par l'hélicase Pif1 dans Bacteroides sp 3_1_23.


  • Résumé

    Les hélicases sont des protéines qui utilisent l'énergie fournie par l'hydrolyse de l'ATP ou du GTP pour catalyser la disjonction des doubles hélices d'ADN ou d'ARN. Cette activité de déroulement de double brin leur confère un rôle essentiel dans le métabolisme des acides nucléiques, le maintien de la stabilité du génome et les processus de signalisation cellulaire. En conséquence, ils sont impliqués dans des processus aussi divers que le vieillissement, l'apparition de cancers, l'immunité innée. Cette thèse est axée sur la compréhension de la fonction et des mécanismes moléculaires de deux hélicases différentes et le manuscrit est donc divisé en deux parties. Le premier est dédié à l'hélicase RIG-I, une hélicase à ARN, exprimée lorsque les cellules leucémiques cessent de proliférer et sont induites à se différencier en granulocytes, indispensables à la reconnaissance de l'ARN double brin des virus, initiant la protection des cellules contre la réplication des génomes viraux. Le mécanisme d'action de RIG-I est bien décrit dans le contexte d'une infection virale. Mais dans le cas de la différenciation des cellules myéloïdes, l'intervention de RIG-I et son rôle dans la balance la prolifération / différenciation restent incomplets. En effet, les interactions RIG-I en particulier avec les ligands cellulaires ne sont pas totalement comprises. La première partie de mon travail consistait à tenter d'isoler et de caractériser les partenaires de RIG-I lors de la différenciation des cellules leucémiques NB4. La seconde est consacrée à l'étude des mécanismes sous-jacents aux G-quadruplexes résolus par les hélicases. Plusieurs questions subsistent quant aux interactions entre la structure particulière des G-quadruplexes et ces enzymes. Une hélicase de Bacteroides sp 3_1_23, BsPif1, a été choisie pour comparer et caractériser l'interaction entre les G-quadruplexes et l'ADN canonique de Watson-Crick. Dans les deux parties du travail, les interactions ont été étudiées par des techniques biochimiques utilisant soit une lignée cellulaire ou une protéine purifiée et des acides nucléiques synthétiques.


  • Résumé

    Helicases are proteins that utilize the energy provided by the hydrolysis of ATP or GTP to catalyse the disjunction of double DNA or RNA helices. This double strand unwinding activity gives them an essential role in the metabolism of nucleic acids, the maintenance of the genome stability and cell signalling processes. As a result, they are involved in processes as diverse as aging, the appearance of cancers, innate immunity. This thesis is focused on the understanding of the function and the molecular mechanisms of two different helicases and the manuscript is therefore divided in two parts. The first one is dedicated to the RIG-I helicase, an RNA helicase, expressed when leukemic cells stop proliferate and are induced to differentiate in granulocytes, which are essential in the recognition of double-stranded RNA of viruses, initiating the protection of the cells against the replication of the viral genomes. The mechanism of action of RIG-I is well described in the context of viral infection. But in the case of the differentiation of myeloid cells, the intervention of RIG-I and its influence on the equilibrium proliferation / differentiation remains incomplete. Indeed, RIG-I interactions in particular with cellular ligands are not fully understood. The first part of my work consisted in an attempt to isolate and characterize RIG-I partners during differentiation of NB4 leukemic cells. The second one is devoted to the study of mechanisms underlying G-quadruplexes resolving by helicases. Several questions remain about the interactions between the particular structure of G-quadruplexes and these enzymes. A Bacteroides sp 3_1_23 helicase, BsPif1, was chosen to compare and characterize the interaction between G-quadruplexes and canonical Watson-Crick DNA. In the two parts of the work, the interactions were investigated by biochemical techniques using either a cell line or purified protein and synthetic nucleic acids.


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