Search

Microorganisms with an intracellular development lifestyle exert a strong pressure on the metabolism of their host, since they obtain all their nutriments from its cytoplasm. The obligate intracellular bacteria Chlamydia trachomatis provides an extreme illustration of this: they rely on the host not only for the supply of glucose, their main carbon source, but probably also, at least partially, for the supply of the energy currency generated through glucose catabolism, adenosine triphosphate (ATP). These bacteria undergo a particular biphasic developmental cycle: the infectious bacteria, or elementary bodies (EBs), adhere to the membrane of a host cell, typically of the epithelium of the genital tract, and trigger their internalization. Once inside a membrane-bound compartment, called an inclusion, the bacteria express a new set of genes and convert to reticulate bodies (RBs). This only replicative form of the bacteria has a higher metabolism than EBs. Bacteria multiply in the inclusion several times until RBs convert back to EBs, which, once released, can initiate a new infectious cycle. The metabolic pressure exerted by the bacteria on their host thus evolves with time. However, whether infection modulates the metabolism of its host, and the degree of the reliance of individual steps of the bacterial development cycle on host metabolism, remain largely unknown. In this work, using primary epithelial cells and a cell line of non tumoral origin, we showed that the two main ATP producing pathways of the host, glycolysis and oxidative phosphorylation, remained fairly stable during infection. These results suggest that, against our expectations, there is no significant shift of the host metabolism towards glycolysis during infection. Inhibition of either pathway strongly reduced the capacity of the bacteria to undergo a developmental cycle. While EBs showed some degree of energetic autonomy in the synthesis of the first proteins expressed at the onset of infection, a functional glycolysis was necessary for the establishment of early inclusions, while oxidative phosphorylation is less needed at this early stage of development. The relative importance of the two pathways to sustain the initial steps of infection correlates with their relative contribution in maintaining ATP levels in epithelial cells, glycolysis being the main contributor. Altogether, this work confirms the dependence of the bacteria on the ATP production capacity of the host. However, ATP consumption by the bacteria appears to be fairly balanced with the normal production capacity of the host, and the autonomous production capacity of the bacteria, so that no major shift in host metabolism is required to meet bacterial needs.; Les microorganismes à développement intracellulaire exercent une pression importante sur le métabolisme de leur hôte, car ils obtiennent tous leurs nutriments de son cytoplasme. Les bactéries intracellulaires obligatoires Chlamydia trachomatis en sont une illustration extrême : elles dépendent de leur hôte non seulement pour l’apport en glucose, leur source principale de carbone, mais probablement aussi, au moins partiellement, pour l’obtention de la monnaie énergétique issue du catabolisme du glucose, l’adénosine triphosphate (ATP). Ces bactéries effectuent un cycle de développement biphasique: les bactéries infectieuses, ou corpsélémentaires (EBs), adhèrent à la membrane d’une cellule hôte, typiquement une cellules épithéliale du tractus génital, et provoquent leur internalisation. Une fois à l’intérieur d’un compartiment délimité par une membrane, appelé inclusion, les bactéries expriment un nouveau jeu de gènes et se transforment en corps réticulés (RBs). Le métabolisme des RBs, qui constitue la seule forme réplicative des bactéries, est plus élevé que celui des EBs. Les bactéries se multiplient plusieurs fois dans l’inclusion jusqu’à ce que les RBs se convertissent en EBs, qui, une fois relargués de la cellule-hôte, peuvent initier un nouveau cycle infectieux. La pressionmétabolique exercée par les bactéries sur leur hôte évolue donc tout au cours du temps. Savoir si l’infection module le métabolisme de son hôte, et dans quelle mesure les différentes étapes du cycle de développement dépendent de ce métabolisme, demeurent des questions ouvertes. Dans ce travail, en utilisant des cellules épithéliales primaires et une lignée cellulaire d’origine non tumorale, nous avons montré que les deux voies métaboliques principales pour la production d’ATP chez l’hôte, la glycolyse et la phosphorylation oxydative, restaient largement stables durant l’infection. Ces résultats indiquent que contrairement à nos attentes, il n’y a pasde basculement significatif du métabolisme de l’hôte vers la glycolyse durant l’infection. L’inhibition de l’une ou l’autre de ces deux voies diminue fortement la capacité des bactéries à effectuer leur cycle de développement. Bien que les EBs démontrent un certain degré d’autonomie énergétique pour la synthèse des protéines exprimées dans la phase initiale de l’infection, une glycolyse fonctionnelle est requise pour accompagner la formation des inclusions, tandis que la phosphorylation oxydative est moins nécessaire à ce stade précoce du développement. L’importance relative des deux voies pour soutenir les étapes initiales de l’infection corrèle avec leur contribution respective à maintenir le niveau d’ATP dans les cellules épithéliales, la glycolyse étant le contributeur principal. En conclusion, ce travail confirme la dépendance des bactéries vis à vis de la capacité de production d’ATP de l’hôte. Cependant, la consommation d’ATP par les bactéries semble en équilibre avec la production normale des cellules épithéliales et la production autonome par les bactéries, en sorte que le métabolisme de l’hôte ne nécessite pas de remodelage profond pour répondre aux besoins des bactéries.

The axon enables long distance travel of electrical and chemical information between neurons, a process at the basis of neuronal communication and brain function. This information is transported in part by vesicles. Membrane-bound molecular motors propel these vesicles along the axon’s cytoskeleton by consuming ATP. The lab has shown previously that the ATP required for this transport is produced by on-board glycolytic enzymes, thus creating an energetically autonomous microenvironment for vesicular transport. What is more, the transport of BDNF is significantly reduced in Huntington’s disease (HD), a genetic disease caused by an abnormal CAG repeat expansion in the huntingtin (HTT) gene. This leads to insufficient trophic support of BDNF to the striatum where it plays a crucial role in cell survival. HTT is known to scaffold and mediate molecular motors on vesicles. The objectives of this PhD project were therefore to, design an approach to measure glycolytic activity on vesicles in order to understand the intricacies of glycolytic activity on vesicles as well as to identify the link between vesicular glycolysis and insufficient transport in HD.To do so, we first wanted to describe the differences in metabolic rates and efficiency between cytosolic and vesicular glycolysis. To measure glycolytic activity, we decided to split the pathway into two segments: the first was determined through the NADH production, the product of GAPDH; and the second segment was measured through the ATP production, produced by PGK and PK. Through these measurements, we found that vesicular glycolysis has a greater affinity for its substrates than the cytosol, making the vesicle more efficient at producing NADH and ATP than cytosolic equivalents.This then led us to question the importance of NAD recycling on vesicles. Here we showed, through immunofluorescence and western blot, that LDH, the enzyme responsible for converting pyruvate into lactate and oxidizing NADH in the process, is a vesicle-bound enzyme. Furthermore, we demonstrated that this LDH-dependent NAD recycling is crucial for overall glycolytic activity on vesicles and required for BDNF transport in cultured cortical neurons. Hence, axonal vesicles produce ATP via aerobic glycolysis, similarly to the Warburg effect in certain cancer cells.Finally, we studied the link between vesicular glycolysis and BDNF transport in HD. We showed that HTT interacts more strongly on vesicles with at least two glycolytic enzymes, GAPDH and PFK, and that glycolytic enzyme quantity and activity on vesicles is affected in HD. Based on these results we used previously described TM-GAPDH to artificially stimulate glycolysis specifically on vesicles to demonstrate that this approach was sufficient to restore transport in vitro. This provides evidence of the importance of vesicular glycolysis in BDNF transport and HD pathogenesis., L'axone permet le déplacement électriques et chimiques sur de longues distances d'informations entre les neurones, un processus qui est à la base de la communication neuronale et de la fonction cérébrale. Cette information est transportée en partie par des vésicules. Les moteurs moléculaires liés à la membrane propulsent ces vésicules le long du cytosquelette de l’axone en consommant de l’ATP. Le laboratoire de Frédéric Saudou a montré précédemment que l'ATP nécessaire à ce transport est produit par des enzymes glycolytiques liées à ces membranes, créant ainsi un microenvironnement énergétiquement autonome pour le transport vésiculaire. De plus, le transport de BDNF est considérablement réduit dans la maladie de Huntington (MH), une maladie génétique causée par une expansion anormale de répétition de CAG dans le gène de la huntingtine (HTT). Cela conduit à un support trophique insuffisant du BDNF au striatum où il joue normallement un rôle crucial dans la survie cellulaire. La HTT est connu pour être une protéine d’échaffaudage pour les moteurs moléculaires sur les vésicules. Les objectifs de ce projet étaient donc de concevoir une approche permettant la mesure de l'activité glycolytique sur les vésicules afin de comprendre les subtilités de l'activité glycolytique sur les vésicules ainsi que d'identifier le lien entre glycolyse vésiculaire et transport insuffisant charactéristique de la MH.Pour ce faire, nous avons d'abord voulu décrire les différences de taux métaboliques et d'efficacité entre la glycolyse cytosolique et vésiculaire. Pour mesurer l'activité glycolytique, nous avons décidé de scinder la voie en deux segments: le premier a été déterminé par la production de NADH, le produit de GAPDH; et le deuxième segment a été mesuré par la production d'ATP, produite par PGK et PK. Grâce à ces mesures, nous avons constaté que la glycolyse vésiculaire a une plus grande affinité pour ses substrats que le cytosol, ce qui rend la vésicule plus efficace pour produire du NADH et de l'ATP que ses équivalents cytosoliques.Cela nous a alors conduit à nous interroger sur l'importance du recyclage de NAD sur les vésicules. Ici, nous avons montré, par immunofluorescence et western blot, que la LDH, enzyme responsable de la conversion du pyruvate en lactate et de l'oxydation du NADH, est également liée aux vésicules. En outre, nous avons démontré que ce recyclage NAD-dépendant de la LDH est crucial pour l'activité glycolytique globale sur les vésicules et requis pour le transport du BDNF dans des neurones corticaux en culture. Par conséquent, les vésicules axonales produisent de l'ATP par glycolyse aérobie, de manière similaire à l'effet Warburg décrit dans les cellules cancéreuses.Enfin, nous avons étudié le lien entre la glycolyse vésiculaire et le transport de BDNF dans la MH. Nous avons montré que le HTT interagit plus fortement sur les vésicules avec au moins deux enzymes glycolytiques, GAPDH et PFK, et que la quantité et l'activité de l'enzyme glycolytique sur les vésicules sont affectées dans la MH. Sur la base de ces résultats, nous avons utilisé la construction TM-GAPDH décrite précédemment pour stimuler artificiellement la glycolyse spécifiquement sur les vésicules ce qui nous a permis de démontrer que cette approche était suffisante pour restaurer le transport in vitro. Ceci est une prevue de l'importance de la glycolyse vésiculaire dans le transport du BDNF et la pathogenèse de la MH.

Cutaneous metastatic melanoma (CMM) and myelodysplastic syndromes (MDS) are two incurable cancers developing resistance to their reference antitumor treatments. Cells resistant to these therapies are characterized by a metabolic reprogramming which profoundly influences and promotes tumor progression. Therefore, inhibition of metabolic pathways seems to be a promising therapeutic strategy to overcome resistance in these two pathologies.The two teams involved in this thesis project have a long-lasting collaboration in the field of cancer. In this context and in partnership with the Nice Institute of Chemistry, our two teams have developed innovative compounds targeting intra-cellular energy balances and the AMPK pathway. Among these compounds, we were more specifically interested in AICAR (Acadesine). Screening efficiency and structure-activity studies enabled us to optimize the structure of our compounds. Based on their solubility, their stability, and their ability to induce tumor cells death, we have identified HA 344 as a lead compound.This study describes the characterization and validation of a new covalent inhibitor, HA 344, derived from Acadesine, effective on CMM and MDS cell lines either sensitive or resistant to their reference treatment but also on CMM and MDS patient cells. By combining click chemistry, proteomics, and metabolomics approaches, we have identified this molecule as a covalent inhibitor of two different metabolic hubs within cancer cells. HA 344 inhibits the final and rate-limiting step of glycolysis through its covalent binding to the pyruvate kinase M2 (PKM2) enzyme, and concurrently blocks the activity of inosine monophosphate dehydrogenase (IMPDH), the rate-limiting enzyme of de novo guanylate synthesis. HA 344 efficiently eliminates tumor growth of BRAF inhibitor sensitive- and resistant-CMM cells both in vitro and in vivo. Thus, this specific mechanism of action of HA 344 provides potential therapeutic avenues not only for patients with CMM but also a broad range of cancers.; Le mélanome cutané métastatique et les syndromes myélodysplasiques (SMD) sont deux cancers incurables développant des résistances à leurs traitements antitumoraux de référence. Les cellules résistantes à ces thérapies sont caractérisées par une reprogrammation métabolique qui influence et facilite la progression tumorale. Par conséquent, l’inhibition des voies métaboliques semble être une stratégie thérapeutique prometteuse dans ces deux pathologies.Les deux équipes impliquées dans ce projet de thèse collaborent de longue date dans le domaine du cancer. Dans ce contexte et en partenariat avec l’Institut de Chimie de Nice, nos deux équipes ont mis au point des composés innovants ciblant les balances énergétiques intra cellulaires et la voie de l’AMPK. Parmi ces composés nous nous sommes intéressés plus précisément à l’AICAR (Acadésine). Un criblage d’efficacité et des études de structure-activité, nous ont permis d’optimiser la structure de nos composés. Sur la base de leur solubilité, de leur stabilité et sur leur capacité à induire la mort cellulaire de cellules tumorales, nous avons identifié le HA 344 comme composé « lead ». Cette étude propose de caractériser et de valider un nouvel inhibiteur covalent, le HA 344, dérivé de l’Acadésine, efficace sur des lignées de mélanomes et SMD sensibles et résistants à leur traitement de référence mais également sur cellules de patients. En combinant des techniques de click chimie, protéomique et métabolomique, nous avons identifié cette molécule comme un inhibiteur covalent de deux hubs métaboliques différents au sein des cellules tumorales. HA 344 inhibe l’étape finale et limitante de la glycolyse par sa liaison covalente à l’enzyme pyruvate kinase M2 (PKM2), et bloque simultanément l’activité de l’inosine monophosphate déshydrogénase (IMPDH), l’enzyme limitante de la synthèse de novo de guanylate. HA 344 bloque la croissance tumorale in vitro et in vivo de cellules de mélanome sensibles et résistantes aux inhibiteurs de BRAF. Ainsi, ce mécanisme d'action spécifique du HA 344 offre une nouvelle voie thérapeutique potentielle pour les patients atteints de mélanome cutané métastatique et d’autres cancers.

Dengue virus (DENV) is an arbovirus which is transmitted by Aedes mosquitoes (Aedes aegypti and Aedes albopictus commonly known as tiger mosquitoes). This viral infection is today a major public health problem due to the spread of the vector and for which no therapeutic nor vaccine solution is available. In severe forms, which occur in 1 to 5% of cases (haemorrhagic fevers and life-threatening prognosis), liver damages are observed but their origins are still poorly understood and probably multifactorial. In addition, hepatic steatosis and obesity have been shown to be aggravating factors of the pathology. A growing literature shows that viruses are capable of modulating carbohydrate and lipid metabolisms to promote their replication. In case of DENV infection, it has also been observed that the virus is capable of modulating these cellular metabolic pathways to promote its replication, but the underlying molecular mechanisms are poorly characterized. We have observed that overexpression of DENV NS3 protein increases glycolysis in the hepatocarcinoma cells HuH7. We have also identified interaction of NS3 with the different cellular hexokinases (HK) that control the first step of glycolysis. The expression of HK4, normally and specifically expressed in hepatocytes, restores lipogenesis in HuH7 cells and promotes viral replication. We also identified NS3 as interacting with GKRP, the negative regulator of HK4. Overexpression of GKRP or modulation of its activity on HK4 by metabolic factors such as fructose-6-phosphate, inhibits viral replication. Overall, these observations suggest an interference between NS3 protein and the control of the first step of glycolysis; Le virus de la Dengue (DENV) est un arbovirus transmis par les moustiques du genre Aedes (Ae. aegypti et Ae. albopictus, communément appelé moustique tigre). Le DENV constitue un problème de santé publique majeure du fait de l’expansion du vecteur et pour lequel aucune solution thérapeutique ou vaccinale n’est disponible. Dans les formes sévères de la pathologie (fièvres hémorragiques), on observe une atteinte hépatique dont les causes sont multifactorielles et encore mal connues. Par ailleurs, stéatose hépatique et obésité constituent des facteurs aggravant la pathologie. Une littérature de plus en plus abondante montre que les virus sont capables de moduler le métabolisme glucidique et lipidique pour favoriser leur réplication. Il a également été observé que le DENV est capable de moduler le métabolique cellulaire pour favoriser sa réplication mais les mécanismes moléculaires sous-jacents sont peu caractérisés. Nous avons observé que l’expression de la protéine NS3 du DENV est capable d’induire une augmentation de la glycolyse dans des cellules d’hépatocarcinome HuH7. Nous avons également identifié l’interaction de NS3 avec les différentes hexokinases (HK), premières enzymes de la glycolyse. L’expression d’HK4, spécifique aux hépatocytes, dans des HuH7 restaure la lipogenèse et favorise la réplication virale. Nous avons également identifié l’interaction de NS3 avec GKRP, régulateur négatif d’HK4. La surexpression de GKRP ou la modulation de son activité sur HK4 par des facteurs métaboliques inhibe la réplication virale. L’ensemble des observations suggère une interférence entre la protéine NS3 et la régulation de l’activité HK4 par GKRP, favorisant ainsi l’infection

The pathogenic yeast Candida albicans is both a powerful commensal and pathogen of humans that can infect a wide range of organs and body sites. Metabolic flexibility promotes infection and commensal colonization by this opportunistic pathogen. Yeast cell survival depends upon assimilation of fermentable and non-fermentable locally available carbon sources. Physiologically relevant sugars like glucose and fructose are present at low level in host niches. However, because glucose is the preferred substrate for energy and biosynthesis of structural components, its efficient detection and metabolism are fundamental for the metabolic adaptation of the pathogen. We explored and characterized the C. albicans hexose kinase system composed of one hexokinase (CaHxk2) and two glucokinases (CaGlk1 and CaGlk4). Using a set of mutant strains, we found that hexose phosphorylation is mostly performed by CaHxk2, which sustains growth on hexoses. Our data on hexokinase and glucokinase expression point out an absence of cross regulation mechanisms at the transcription level and different regulatory pathways. In the presence of glucose, CaHxk2 migrates in the nucleus and contributes to the glucose repression signaling pathway. In addition, CaHxk2 participates in oxidative, osmotic and cell wall stress responses, while glucokinases are overexpressed under hypoxia. Hexose phosphorylation is a key step necessary for filamentation that is affected in the hexokinase mutant. Virulence of this mutant is clearly impacted in the Galleria mellonella and macrophage models. Filamentation, glucose phosphorylation and stress response defects of the hexokinase mutant prevent host killing by C. albicans. By contributing to metabolic flexibility, stress response and morphogenesis, hexose kinase enzymes play an essential role in the virulence of C. albicans. In a second time, we explored the regulatory role of hexokinase 2 involved in glucose signalling, a regulatory pathway developed by microorganisms to promote the use of glucose. In C. albicans, the glucose repression system has been maintained overall, but the role of the various actors and more particularly of hexokinase 2 has never been specified. Our work showed that in the presence of glucose, hexokinase 2, CaHxk2, is relocated in the nucleus and negatively regulates the expression of alternative carbon metabolism genes.�� Targeted deletion experiments have shown that the catalytic function of hexokinase 2 is required to enable the enzyme to perform its regulatory function. In parallel, we conducted a transcriptomic study by digital droplet PCR, as part of a technical project focused on the analysis of the transcription of metabolic genes during the very early phases of phagocytosis. Our work revealed a strong induction of genes belonging to alternative carbon metabolism pathways (ß-oxidation, neoglucogenesis, glyoxylic cycle), La levure Candida albicans, constituant de la microflore pathogène et commensale de l’homme colonise et infecte de nombreux organes. Cette colonisation est permise par la flexibilité métabolique de ce pathogène, dont la survie dépend de l’assimilation de sources carbonées fermentescibles ou non, localement disponibles. Parmi ces ressources, le glucose est présent en faible quantité dans certains sites du corps humain. Cette source de carbone étant préférentiellement utilisée par les microorganismes, sa détection et sa métabolisation optimales sont de première importance pour la survie du pathogène. Les travaux effectués au cours de cette thèse ont été focalisés sur la première étape irréversible de la glycolyse, la conversion du glucose en glucose-6-phosphate par les hexoses kinases, jamais décrites chez C. albicans. Le système des hexose kinases chez C. albicans est constitué d’une hexokinase (CaHxk2) et de deux glucokinases (CaGlk1 et CaGlk4). La construction de différentes combinaisons de mutants de délétion, nous a permis de constater que la phosphorylation des hexoses était principalement assurée par l’hexokinase 2. L’analyse de l’expression des gènes codant pour l’hexokinase et les glucokinases a révélé une absence de régulation transcriptionnelle croisée et des mécanismes de régulation différents. Tandis que l’hexokinase est impliquée dans les réponses aux stress oxydant, osmotique et de paroi, les glucokinases sont surexprimées en condition hypoxiques. La phosphorylation des hexoses est une étape clé nécessaire à la transition filamenteuse qui est affectée chez le mutant hexokinase. L’analyse de la virulence des mutants de délétion conduite dans deux pathosystèmes différents (le modèle insecte Galleria mellonella et le modèle macrophage de souris (J774)), a révélé l’hypovirulence du mutant hexokinase 2, alors que la délétion des glucokinases ne conduit à aucun phénotype remarquable, posant la question du rôle physiologique de ces enzymes.Nos travaux ont ensuite exploré le rôle régulateur de l’hexokinase 2 impliquée dans la signalisation glucose, voie de régulation élaborée par les microorganismes pour privilégier l’utilisation du glucose. Chez C. albicans, le système de répression glucose a été globalement conservé mais le rôle des différents acteurs et plus particulièrement de l’hexokinase 2 n’a jamais été précisé. Nos travaux ont permis de démontrer qu’en présence de glucose, l’hexokinase 2, CaHxk2, est relocalisée dans le noyau et régule négativement l’expression des gènes du métabolisme carboné alternatif. Des expériences de délétion ciblées ont permis de mettre en évidence que la fonction catalytique de l’hexokinase 2 était requise pour permettre à l’enzyme d’exercer sa fonction régulatrice. Parallèlement nous avons mené une étude de transcriptomique par digital droplet PCR, dans le cadre d’un projet technique ciblé sur l’analyse de la transcription des gènes du métabolisme, au cours des phases très précoces de la phagocytose par les macrophages. Nos travaux ont mis en évidence une induction forte des gènes appartenant aux voies du métabolisme carboné alternatif (ß-oxydation, néoglucogenèse, cycle glyoxylique)

Control of cell migration is highly conserved between embryo and metastasis formation from primary tumors. The neural crest (NC) is a multipotent cell population defined by its migratory properties, giving rise to multiple derivatives as bones and cartilages of the face or melanocytes which are pigmented cells of the skin. Cellular and molecular properties of NC make of it a very good physiological model helping to understand the development of metastasis. Monsoro-Burq team identified a new regulator of NC in vivo, known to regulates glycolysis, called PFKFB4. The team demonstrated that PFKFB4 is essential for NC induction, in a glycolysis independent manner, via PI3K/AKT signaling (Pegoraro et al., 2015). The aim of this thesis is to establish if this new link between PFKFB4 and AKT activation is important during NC migration and in an invasive cancer context, as well as defining what are the underlying molecular mechanisms. First, we have shown that PFKFB4 is playing a double role, both on glycolysis and PI3K/AKT signaling to control NC cell migration (Figueiredo et al., 2017). Secondly, we chose to study this regulation in human melanoma cell line, a model of neural crest derived cancer, where PFKFB4 is overexpressed. We have shown that PFKFB4 control cell migration independently of its role in glycolysis, as during NC development. In melanoma and in NC, we found that PFKFB4 act indirectly on AKT. We looked for a partner of PFKFB4 with mass spectrometry and identified ICMT, a regulator of RAS subcellular localization. Finaly, we explored the importance of this interaction in AKT activation and melanoma cell migration (Sittewelle et al., 2020). This thesis work allowed to explore the molecular detail by which PFKFB4, a cell metabolism regulator, also control the response of cells to signals from their environment and their migration, by a non-canonical mechanism. Our results allow us to describe a new fundamental link in the coordination of cell migration in the physiological context of embryonic cell migration and pathological context of metastasis., Le contrôle de la migration cellulaire est un processus essentiel fortement conservé chez l'embryon et lors de la formation des métastases à partir de tumeur primaires. La crête neurale (CN) est une population cellulaire embryonnaire multipotente, définie par sa capacité à migrer à travers l’embryon et donnant naissance à de nombreux dérivés tels que les os et cartilages craniofaciaux ou les mélanocytes, cellules pigmentées de la peau. Ses caractéristiques cellulaires et moléculaires font de la CN un très bon modèle physiologique permettant de comprendre le développement de métastases. L’équipe Monsoro-Burq a identifié un nouveau régulateur de la transition épithélium-mésenchyme et la migration de la CN in vivo, connu pour réguler la glycolyse, appelé PFKFB4. Contrairement à l'hypothèse initiale d'un contrôle de PFKFB4 sur la glycolyse l’équipe démontré que PFKFB4 est indispensable pour la mise en place de la CN, en activant la signalisation PI3K/AKT, indépendamment de son rôle de régulateur de la glycolyse (Pegoraro et al. 2015). L’objectif de cette thèse consiste à établir si ce lien nouveau entre PFKFB4 et l'activation de la signalisation AKT est important au cours de la migration de la CN et dans un contexte de cancer invasif ainsi que de définir quels en sont les mécanismes moléculaires. Dans un premier temps, nous avons montré que PFKFB4 joue un double rôle, à la fois sur la glycolyse et sur la voie PI3K/AKT pour le contrôle de la migration des cellules de la CN (Figueiredo et al. 2017). Dans un second temps, nous avons choisi d’étudier cela dans des cellules humaines de mélanomes, un modèle de cancer dérivé de la crête neurale, où PFKFB4 est surexprimé. Nous avons montré que PFKFB4 contrôle la migration de cellules de mélanome indépendamment de son rôle sur la glycolyse, comme dans l’embryon. Dans le mélanome et la CN, nous avons montré que PFKFB4 agit indirectement sur AKT. Nous avons recherché un partenaire de PFKFB4 par spectrométrie de masse et identifié ICMT, un régulateur de la localisation de RAS. Enfin, nous avons pu explorer l’importance de cette interaction dans le contrôle de la voie AKT et de la migration des cellules de mélanome (Sittewelle et al., 2020). Ce travail de thèse a permis d’explorer le détail moléculaire par lequel PFKFB4, régulateur du métabolisme cellulaire, contrôle également par un mécanisme non conventionnel, la réponse des cellules aux signaux de leur environnement et la migration cellulaire. Nos résultats permettent de décrire un nouveau lien fondamental de la coordination de la migration dans le contexte physiologique des migrations embryonnaires et celui pathologique des métastases.

As sessile organisms, plants need to rapidly and effectively react to environmental abiotic and biotic stresses. To do so, various regulatory mechanisms exist that include post-translational modifications (PTMs) of proteins. One of the most prevalent PTM is protein phosphorylation that has been shown to occur in many metabolic pathways. Glycolysis allows the production of energy (as ATP) and reducing power from glucose. In this context, the regulation of Arabidopsis thaliana phosphoglycerate mutase (AtiPGAM) was studied by analysing a phosphorylation site potentially involved in the reaction mechanism of this glycolytic enzyme. The photorespiratory cycle is a major metabolic pathway occurring in all photosynthetic organisms. It is initiated by the oxygenase activity of the ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO) and leads to the production of toxic 2-phosphoglycolate (2-PG) molecules. The costly recycling of 2-PG by the photorespiratory cycle takes place in four different compartments (chloroplast, peroxisome, mitochondrion and cytosol). Seven of the eight core photorespiratory enzymes appear to be phosphorylated. Phosphoglycolate phosphatase (AtPGLP1), the first enzyme of the cycle that metabolizes 2-PG to glycolate, is associated with four phosphosites. In vivo and in vitro approaches using Arabidopsis thaliana have allowed us to obtain further insights into the post-translational regulation of this protein by protein phosphorylation and by oxidation-reduction.; Les plantes sont des organismes sessiles. Elles doivent réagir rapidement et efficacement aux stress biotiques et abiotiques qu’elles subissent. Pour cela, elles utilisent plusieurs niveaux de régulation. L’un d’eux, rapide et réversible, consiste a effectuer des modifications post-traductionnelles (PTMs) sur ses enzymes. La PTM la plus répandue est la phosphorylation protéique, qui intervient dans diverses voies du métabolisme primaire. La glycolyse permet la production d’énergie (ATP) et de pouvoir réducteur à partir de glucose. La régulation de la phosphoglycérate mutase d’Arabidopsis thaliana (AtiPGAM) a été étudiée grâce à une analyse d’un site de phosphorylation dans le but d’élucider le mécanisme réactionnel. La photorespiration est un processus essentiel pour les organismes photosynthétiques. Ce cycle, initié par l’activité oxygénase de la ribulose-1,5-biphosphate carboxylase / oxygénase (RuBisCO), produit notamment une molécule de 2-phosphoglycolate (2-PG), toxique pour la plante. Le recyclage, couteux, du 2-PG par le cycle photorespiratoire se déroule dans quatre compartiments (chloroplaste, peroxysome, mitochondrie et cytosol). Sept des huit enzymes du cycle photorespiratoire sont phosphorylables. La phosphoglycolate phosphatase (AtPGLP1), première enzyme du cycle, est associée à quatre phosphosites. Des approches in vitro et in planta développées chez A. thaliana ont permis d’acquérir de nouvelles données sur la régulation post-traductionnelle de cette protéine, à la fois par phosphorylation et par oxydo-réduction.

The Nucleosome Remodelling and Deacetylation (NuRD) complex is an epigenetic regulator of gene expression that includes two mutually exclusive ATPase subunits CHD3 and CHD4. Our results show that NuRD associates with essential melanoma cell transcription factors namely MITF and SOX10. However, despite their physical association and genomic co-localization, CHD4-NuRD does not appear to act as a cofactor for MITF or SOX10 regulated gene expression. Nevertheless, CHD4 silencing leads to a slow growth phenotype and de-represses the expression of PADI1 (Protein Arginine DeIminase 1) and PADI3, two enzymes involved in converting arginines to citrullines in melanoma and multiple types of cancer cells. Increased expression of PADI1 and PADI3 enhances citrullination of arginines within the key glycolytic regulatory enzyme PKM2 then promoting excessive glycolysis, lowering ATP levels and slowing down proliferation. PKM2 citrullination lowers its sensitivity to allosteric inhibitors thus shifting equilibrium towards allosteric activators thereby bypassing the normal physiological regulation of glycolysis. Overall, our results lead to describe a novel pathway linking, epigenetic regulation of PADI1 and PADI3 expression by CHD4/NuRD and reprogramming of PKM2 allosteric regulation through arginines citrullination, to glycolytic flux and cancer cell proliferation., Le complexe de remodelage de la chromatine NuRD, composé des sous-unités catalytiques CHD3 et CHD4, est un régulateur épigénétique de l’expression génique. Nos résultats montrent que NuRD s’associe avec les facteurs de transcription essentiels du mélanome que sont MITF et SOX10. Cependant, malgré une association physique et une co-localisation génomique, CHD4/NuRD ne semble pas agir comme un cofacteur important pour MITF ou SOX10. Néanmoins, la répression de CHD4 conduit à un ralentissement de la prolifération et déréprime l’expression des enzymes PADI1 et PADI3 dans les cellules de mélanome ainsi que dans de nombreux types de cellules cancéreuses. Ainsi, l’induction de ces enzymes, responsables de la conversion des arginines en citrullines, entraîne la citrullination spécifique de PKM2, une enzyme glycolytique essentielle, diminuant ainsi sa sensibilité aux inhibiteurs allostériques, et donc altérant l’équilibre physiologique entre activateurs et inhibiteurs de l’enzyme. L’ensemble de ce travail de thèse a permis de mettre en évidence une nouvelle voie reliant, d’une part la régulation épigénétique de l’expression de PADI1 et PADI3 par CHD4/NuRD ainsi que la reprogrammation de la régulation allostérique de PKM2 via la citrullination d’arginines, au flux glycolytique et au contrôle de la prolifération des cellules cancéreuses d’autre part.

International audience; Rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) is recognized as a typical “glucose-intolerant” fish, and the limits of dietary carbohydrate utilization have been investigated for many years. In this study, the objective was to test the molecular effects of dietary carbohydrates on intermediary metabolism in two major metabolic tissues, liver and muscle. Another objective was also to study if the response to carbohydrate intake depended on the genetic background. We fed two isogenic lines of rainbow trout (named A22h and N38h) with high carbohydrate diet (carbohydrate, 22.9%) or low carbohydrate diet (carbohydrate, 3.6%) for 12 weeks. Carbohydrates were associated with higher feed utilization owned by the well-known protein-sparing effect, with better fish growth performance. However, atypical regulation of glycolysis and gluconeogenesis in liver and absence of hk and glut4 induction in muscle, were also observed. Regarding the effects of carbohydrates on other metabolism, we observed an increased, at a molecular level, of hepatic cholesterol biosynthesis, fatty acid oxidation and mitochondrial energy metabolism. Genetic variability (revealed by the differences between the two isogenic lines) was observed for some metabolic genes especially for those involved in the EPA and DHA biosynthetic capacity. Finally, our study demonstrates that dietary carbohydrate not only affect glucose metabolism but also strongly impact the lipid and energy metabolism in liver and muscle of trout.

Expression of the Vnn1 pantetheinase by sarcomas is tumor suppressive by limiting the use of aerobic glycolysis for growth and rescuing mitochondrial activity through CoA regeneration., Like other tumors, aggressive soft tissue sarcomas (STS) use glycolysis rather than mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) for growth. Given the importance of the cofactor coenzyme A (CoA) in energy metabolism, we investigated the impact of Vnn1 pantetheinase—an enzyme that degrades pantetheine into pantothenate (vitamin B5, the CoA biosynthetic precursor) and cysyteamine—on tumor growth. Using two models, we show that Vnn1+ STS remain differentiated and grow slowly, and that in patients a detectable level of VNN1 expression in STS is associated with an improved prognosis. Increasing pantetheinase activity in aggressive tumors limits their growth. Using combined approaches, we demonstrate that Vnn1 permits restoration of CoA pools, thereby maintaining OXPHOS. The simultaneous production of cysteamine limits glycolysis and release of lactate, resulting in a partial inhibition of STS growth in vitro and in vivo. We propose that the Warburg effect observed in aggressive STS is reversed by induction of Vnn1 pantetheinase and the rewiring of cellular energy metabolism by its products.

We used the yeast Crabtree (+) model to study the relationships between the energy metabolism pathways during the implementation of the Warburg effect. The effect of glucose on S. cerevisiae energetic metabolism results initially in a kinetic inhibition of the oxidative metabolism (Crabtree effect). Rapidly after the addition of glucose, we found an accumulation of F1, 6bP. This induces a drastic reduction in the ratio G6P / F1,6bP. Moreover, it has been shown that G6P stimulates and F1,6bP inhibits the activity of the respiratory chain "in-vitro". Mutants and the modulation of this ratio allowed us to show that the induction of the Crabtree effect is due to a decrease in the G6P / F1,6bP ratio. In parallel with the implementation of the Crabtree effect, glucose induces a genetic rearrangement that leads to a Warburg effect. We showed a decrease over time of mitochondrial enzymatic equipment by dilution effect, due to a halt of mitochondrial biogenesis (transcriptional repression of HAP4). We have been able to show that this decrease in respiratory capacity has no effect on the cellular capacity for ATP synthesis. This is due to the increase in glycolytic ATP synthesis flux. Furthermore, the use of mutants where there is no repression of mitochondrial metabolism upon glucose addition allowed us to show that there is no simple link between OXPHOS activity and cell proliferation. i.e. Mitochondrial metabolism repression/high glycolytic flux is not mandatory to allow a rapid cell proliferation. This is a rare example where energetic metabolism and cell proliferation are uncoupled., Nous avons étudié les relations entre les différentes voies du métabolisme énergétique lors de la mise en place des effets Crabtree et Warburg. L’effet du glucose sur le métabolisme énergétique de S. cerevisiae se traduit dans un premier temps par une inhibition cinétique du métabolisme oxydatif (effet Crabtree). Après l’ajout de glucose aux cellules, nous avons mis en évidence l’accumulation d’un intermédiaire de la glycolyse, le F1,6bP. Ceci induit une diminution drastique du rapport G6P/F1,6bP. Or, il a été montré que le G6P stimule et le F1,6bP inhibe l’activité de la chaine respiratoire mitochondriale « in-situ ». L’utilisation de mutants et la modulation de ce rapport nous a permis de montrer que l’induction de l’effet Crabtree chez la levure Saccharomyces cerevisiae est dû à une diminution du rapport G6P/F1,6bP. Parallèlement, le glucose induit un réarrangement génétique qui à terme conduit à un effet Warburg. Nous avons mis en évidence une diminution, au cours du temps du contenu mitochondrial par effet de dilution, suite à un arrêt de la biogenèse mitochondriale (répression de HAP4). Nous avons pu montrer que cette diminution quantitative des OXPHOS est sans effet sur la synthèse d’ATP cellulaire. Ceci est dû à une augmentation du flux de synthèse d’ATP glycolytique. L’utilisation de mutants HAP4", nous a permis de montrer qu’il n’y a pas de lien simple entre prolifération et répression des OXPHOS. Bien que le flux glycolytique diminue dans les conditions de maintien des OXPHOS, ceci est sans effet notoire sur la vitesse de prolifération. Ceci est un rare exemple d’une situation biologique ou l’on observe un découplage entre métabolisme énergétique et prolifération.

During my thesis, I focused on the neocortical pyramidal cells in normal and pathological condition. The early alteration of glucose metabolism is an invariant feature of Alzheimer's disease ( AD) which might lead to the late synaptic dysfunctions and neuronal loss related to the pathology. To better understand the AD pathogenesis, I sought to clarify the mechanisms responsible for the early glucose hypometabolism observed in the pathology. This work has highlighted alterations in glucose fluxes at a juvenile presymptomatic stage in a mouse model of AD. The cellular imaging data revealed an increase of the glycolytic pathway associated with a reduction in the PPP in pyramidal neurons of 3xTg-AD mice without any alteration of glucose transport. The noradrenergic system has a significant influence on cognitive processes. A part of my thesis has been devoted to highlight the effect of noradrenaline on pyramidal cells' excitability in the mouse somatosensory cortex. My results show that α1 and β noradrenergic agonists inhibit the currents responsible for sAHP and suggest a cooperative effect of α1 and β noradrenergic receptors. The RA-α1 involvement in the genesis of a slow After Depolarization has yet to be determined. Those two phenomena will lead to an increased depolarization of neuronal membrane, facilitating a novel action potential discharge.; Mes travaux de thèse se sont portés sur les cellules pyramidales du néocortex de rongeur, en condition normale et pathologique. L'altération précoce du métabolisme du glucose est une caractéristique fonctionnelle invariante de la maladie d'Alzheimer (MA) qui pourrait être à l'origine des dysfonctionnements synaptiques et de la neurodégénerescence tardive associés à la maladie. Pour mieux comprendre la pathogenèse de la MA, j'ai cherché à clarifier les mécanismes responsables de l'hypométabolisme précoce du glucose observé dans la maladie. Mes travaux ont mis à jour des altérations des flux métaboliques du glucose chez un modèle murin de la MA à un stade asymptomatique juvénile. Les données d'imagerie cellulaire révèlent une augmentation du flux glycolytique associée à une diminution de l'activité de la voie des Pentoses Phosphates dans les cellules pyramidales néocorticales des souris 3xTg-AD sans altération du transport du glucose. Le système noradrénergique exerce une profonde influence sur les processus cognitifs. Une partie de ma thèse a été consacrée à éclaircir les effets de la NA sur la modulation de l'excitabilité des cellules pyramidales dans le cortex somatosensoriel de souris. Mes résultats montrent que les agonistes α1 et β noradrénergiques inhibent les courants responsables de l'hyperpolarisation lente qui suit les potentiels d'actions et suggèrent un effet coopératif des récepteurs α1 et β noradrénergiques. L'implication des récepteurs α1 dans la genèse d'une dépolarisation lente post PA reste à déterminer. Ces deux phénomènes convergeraient vers une dépolarisation accrue de la membrane du neurone, facilitant une nouvelle décharge de PA.

Les lymphomes B diffus à grandes cellules ou DLBCL sont les lymphomes les plus fréquents chez l’adulte. Malgré l’avancée majeure des traitements avec le Rituximab qui a augmenté la médiane de survie, 30% des patients atteints de DLBCL sont en échec thérapeutique. Le but de ce travail est d’évaluer la valeur prédictive de réponse au traitement de l’expression protéique de la GAPDH dans les DLBCL et d’étudier les mécanismes reliant l’expression de la GAPDH à la résistance au Rituximab. Nous avons examiné l’expression immunohistochimique de la GAPDH dans 43 biopsies prélevées au diagnostic de patients traités par R-CHOP entre 2008 et 2014 au CHU de Nice et à l’Hôpital Saint Louis à Paris. Nous avons réalisé un score d’expression en fonction de l’intensité du marquage et du pourcentage de cellules marquées. Nous avons déterminé un seuil permettant de classer les DLBCL en GAPDH-High ou GAPDH-Low. Nous avons confirmé qu’une expression protéique élevée de la GAPDH dans les DLBCL corrèle avec une meilleure réponse au R-CHOP et est associée à une plus forte expression IHC de CD20. En analyse multivariée, la GAPDH est un facteur pronostique indépendant des autres marqueurs pronostiques comme l’IPIaa, BCL-2, BCL-6, P53 ou MYC. La GAPDH apparait comme un facteur prédictif facile d’utilisation, indépendant des autres facteurs pronostiques. Nous avons validé notre seuil et confirmé nos résultats sur les TMA d’une cohorte de validation de 294 patients tirés de l’essai LNH-03-6B du LYSA. Ainsi, la GAPDH, par l’intermédiaire de la régulation de l’expression de CD20, est un facteur prédictif de la réponse au traitement facile d’utilisation, indépendant des autres facteurs pronostiques.

The enzyme fructose-bisphosphate aldolase occupies a central position in glycolysis and gluconeogenesis pathways. Beyond its housekeeping role in metabolism, fructose-bisphosphate aldolase has been involved in additional functions and is considered as a potential target for drug development against pathogenic bacteria. Here, we address the role of fructose-bisphosphate aldolase in the bacterial pathogen Francisella novicida. We demonstrate that fructose-bisphosphate aldolase is important for bacterial multiplication in macrophages in the presence of gluconeogenic substrates. In addition, we unravel a direct role of this metabolic enzyme in transcription regulation of genes katG and rpoA, encoding catalase and an RNA polymerase subunit, respectively. We propose a model in which fructose-bisphosphate aldolase participates in the control of host redox homeostasis and the inflammatory immune response., The enzyme fructose-bisphosphate aldolase (FBA) plays central roles in glycolysis and gluconeogenesis. Here, Ziveri et al. show that FBA of the pathogen Francisella novicida acts, in addition, as a transcriptional regulator and is important for bacterial multiplication in macrophages.

Despite having the same "purpose", the uncontrollable cellular growth to the detriment of the organism, cancer presents itself in humans in great variety of forms. This variety makes developing effective treatments a highly challenging task. Nevertheless, cancer has a handful of hallmarks that are present almost ubiquitously in all types of tumours. Among them is the upregulated glucose uptake, known as the Warburg effect. However, there has yet to be a drug or treatment that makes use of this aberrant cancer metabolism. This is due to the lack of potent glucose uptake inhibitors. The identification of small molecules that efficiently target the glucose uptake is hence of high value. Through an in-house established glucose uptake assay, new scaffolds were identified as glucose uptake inhibitors, such as the Glupins. This novel identified scaffold presented a natural product-like structure and a high potency. In the present work, a synthetic route towards the Glupin core was established. The structure-activity relationships of the Glupin class was extensively studied by the synthesis of a library of analogues. The analogue, (+)-Glupin-1, was discovered as one of the most potent glucose uptake and was therefore selected for further biological studies.The splicing process, the process by which premature messenger RNA is transformed into a mature form ready to be translated, is performed by a highly complex machinery, the spliceosome. The splicing process occurs in a series of steps, each of them catalysed by a different spliceosome complex constituted by many proteins and ribozymes. Decades of research on the spliceosome complex have provided an understanding of the process but much remains to be discovered. The in-house identification of a novel splicing inhibitor, cp028, enabled the isolation of a previously unknown spliceosome stage. In this work, the cp028 compound was studied with the synthesis of a library of analogues around its core. The library of analogues was assayed as splicing inhibitors yielding a SAR analysis of this novel class. Furthermore, efforts towards the identification of the cp028 target were made. Cp028 joins a short list of powerful splicing inhibitor that have allowed for a deeper study of the splicing process and opens the door for the identification of novel key protein players of this highly complex process.

[version 2]; International audience; Nucleoside triphosphate (NTP)s, like ATP (adenosine 5'-triphosphate) and GTP (guanosine 5'-triphosphate), have long been considered sufficiently concentrated and diffusible to fuel all cellular ATPases (adenosine triphosphatases) and GTPases (guanosine triphosphatases) in an energetically healthy cell without becoming limiting for function. However, increasing evidence for the importance of local ATP and GTP pools, synthesised in close proximity to ATP-or GTP-consuming reactions, has fundamentally challenged our view of energy metabolism. It has become evident that cellular energy metabolism occurs in many specialised 'microcompartments', where energy in the form of NTPs is transferred preferentially from NTP-generating modules directly to NTP-consuming modules. Such energy channeling occurs when diffusion through the cytosol is limited, where these modules are physically close and, in particular, if the NTP-consuming reaction has a very high turnover,. is i.e very processive. Here, we summarise the evidence for these conclusions and describe new insights into the physiological importance and molecular mechanisms of energy channeling gained from recent studies. In particular, we describe the role of glycolytic enzymes for axonal vesicle transport and nucleoside diphosphate kinases for the functions of dynamins and dynamin-related GTPases. Keywords

Background Aedes albopictus is a vector of arboviruses that cause severe diseases in humans such as Chikungunya, Dengue and Zika fevers. The vector competence of Ae. albopictus varies depending on the mosquito population involved and the virus transmitted. Wolbachia infection status in believed to be among key elements that determine viral transmission efficiency. Little is known about the cellular functions mobilized in Ae. albopictus during co-infection by Wolbachia and a given arbovirus. To decipher this tripartite interaction at the molecular level, we performed a proteome analysis in Ae. albopictus C6/36 cells mono-infected by Wolbachia wAlbB strain or Chikungunya virus (CHIKV), and bi-infected. Results We first confirmed significant inhibition of CHIKV by Wolbachia. Using two-dimensional gel electrophoresis followed by nano liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry, we identified 600 unique differentially expressed proteins mostly related to glycolysis, translation and protein metabolism. Wolbachia infection had greater impact on cellular functions than CHIKV infection, inducing either up or down-regulation of proteins associated with metabolic processes such as glycolysis and ATP metabolism, or structural glycoproteins and capsid proteins in the case of bi-infection with CHIKV. CHIKV infection inhibited expression of proteins linked with the processes of transcription, translation, lipid storage and miRNA pathways. Conclusions The results of our proteome profiling have provided new insights into the molecular pathways involved in tripartite Ae. albopictus-Wolbachia-CHIKV interaction and may help defining targets for the better implementation of Wolbachia-based strategies for disease transmission control. Electronic supplementary material The online version of this article (doi:10.1186/s12864-017-3985-y) contains supplementary material, which is available to authorized users.

1- Introduction: Propionibacterium freudenreichii is an Actinobacterium widely used in the dairy industry as a ripening culture for Swiss-type cheeses, for vitamin B12 production and some strains display probiotic properties. It is reportedly a hardy bacterium, able to survive the cheese-making process and digestive stresses. 2- Objectives : The aim of the study was to decipher metabolic adaptations of P. freudenrechii responsible for long-term survival under gradual nutritional shortage. 3- Materials & methods: For 11 days, in a non-nutrient supplemented culture medium, eight strains were monitored by measuring their optical density, counting colony-forming units (CFU) and using LIVE/DEAD staining and microscopy observation. The strain with the highest survival rate was incubated for 11 days (9 days after entry into stationary phase) in Yeast Extract Lactate medium at 30 °C under microaerophilic conditions, without any adjunct during the incubation. Its physiological adaptation was investigated by RNA-seq analysis. The carbon and free amino acids sources available in the medium, and the organic acids produced by the strain, were monitored throughout growth and survival. 4- Results: Under these conditions, the eight studied strains displayed high survival rates, their culturability reaching more than 9 log 10 CFU/ml after 2 days. After 11 days, this value ranged from 7.8 to 8.2 log 10 CFU/ml depending on the strain, and at least 50% of the P. freudenreichii population displayed an intact envelope. P. freudenreichii with the highest survival rate was CIRM-BIA 138 (alias ITG P9). Although lactate (the preferred carbon source for P. freudenreichii) was exhausted three days after inoculation, the CIRM-BIA 138 strain sustained a high population level of 9.3 log 10 CFU/mL and revealed a complete disruption of metabolism at the entry into stationary phase as compared to exponential phase. 5- Conclusions: P. freudenreichii adapts its metabolism during entry into stationary phase by down-regulating oxidative phosphorylation, glycolysis, and the Wood-Werkman cycle, by exploiting new nitrogen (glutamate, glycine, alanine) sources, by down-regulating the transcription, translation and secretion of protein. Utilization of polyphosphates was suggested.

La relocalisation et la dégradation médiée par ubiquitination sont utilisées par la cellule pour contrôler la localisation et l’expression de ses protéines. L’E3 ubiquitine ligase MARCH1 est impliqué dans la régulation post-traductionnelle de CMH-II et de CD86. Dans ce mémoire, on propose un rôle additionnel à MARCH1. Nos résultats expérimentaux nous portent à croire que MARCH1 pourrait moduler le métabolisme cellulaire en favorisant la relocalisation et la dégradation d’enzymes impliquées dans la glycolyse. La grande majorité des cellules utilise la phosphorylation oxydative pour générer de l’ATP en présence d’oxygène. Dans un environnement hypoxique, cette dernière est non fonctionnelle et la cellule doit utiliser la glycolyse anaérobique pour produire son ATP. Une cellule cancéreuse à des besoins énergétiques supérieurs en raison de l’augmentation de sa biomasse et de sa prolifération incontrôlée. Pour subvenir à ces besoins, elle maximise sa production d’énergie en modifiant son métabolisme; c’est l’effet Warburg. On retrouve dans les cellules immunitaires des modifications similaires au métabolisme cellulaire suite à un signal d’activation. Ici, nous montrons que la respiration mitochondriale maximale, la réserve respiratoire et la glycolyse maximale sont diminuées dans les cellules présentatrice d’antigènes qui expriment MARCH1. Nous avons montré que MARCH1 était localisable au niveau de la mitochondrie, ce qui lui permet d’interagir avec les enzymes de la glycolyse. Finalement, nous avons quantifié l’expression de Eno1 et de LDHB par Western Blot, pour montrer une augmentation de l’expression de ces enzymes en absence de MARCH1. À la lumière de ces résultats, nous discutons des avantages que procure la diminution de l’expression de MARCH1 dans un contexte inflammatoire, suite à l’activation des cellules présentatrices d’antigènes. Ce phénomène permettrait une présentation antigénique plus efficace, une augmentation de la production d’énergie et une meilleure résistance aux ROS produits lors de la réponse inflammatoire., Relocation and degradation mediated by ubiquitination are used by the cell to control the localization and the expression of proteins. E3 ubiquitin ligase MARCH1 is known to be involved in post-translational regulation of MHC-II and CD86. In this thesis, we suggest an additional role to MARCH1. Our experimental results lead us to believe that MARCH1 may modulate cellular metabolism by promoting the relocation and degradation of enzymes involved in glycolysis. The vast majority of cells generate ATP from oxidative phosphorylation in presence of oxygen. In a hypoxic environment, the latter is non-functional and the cell must use the anaerobic glycolysis to produce ATP. A cancerous cell requires more energy due to increased biomass and its uncontrolled proliferation. To meet these needs, it maximizes its energy production regardless of oxygen concentrations. Many studies have shown that aerobic glycolysis is preferred to oxidative phosphorylation in cancer cells, even if the two pathway are used simultaneously; it is described as the Warburg effect. Similar modification of the cellular metabolism is also found in immune cells after an activation signal to fulfill the cell functions. Here we show that the maximal mitochondrial respiration, the respiratory reserves and the maximal glycolysis are reduced in antigen-presenting cells that express MARCH1. Furthermore, we showed that MARCH1 can be localized on the mitochondria to interact with it’s target. Finally, we quantified the expression of Eno1 and LDHB by Western blot to show an increased expression of these enzymes in the absence of MARCH1. Thus, we discuss the benefits of the expression reduction of MARCH1 in an inflammatory context, following the activation of antigen presenting cells. This phenomenon would allow a better antigen presentation, an increased energy production and a greater resistance to ROS, produced during the inflammatory response.

Dans les pays industrialisés, les rétinopathies ischémiques proliférantes telles que la rétinopathie diabétique et la rétinopathie du prématuré sont les principales causes de cécité chez les individus en âge de travailler et la population pédiatrique. Ces pathologies sont caractérisées par une dégénérescence microvasculaire initiale suivie d’une hyper-vascularisaton compensatoire disproportionnée et pathologique. Les sirtuines constituent une importante famille de protéines impliquées dans le métabolisme et la réponse au stress. Plus particulièrement, sirtuine 3 (SIRT3) est une déacétylase mitochondriale primordiale qui agit au cœur du métabolisme énergétique et de l’activation de nombreuses voies métaboliques oxydatives. Nos résultats démontrent pour la première fois qu’une déficience en SIRT3 diminue la sévérité des lésions vasculaires dans le modèle murin de rétinopathie induite par l’oxygène (OIR). En plus de stimuler l’angiogénèse, l’absence de SIRT3 est aussi associée à une augmentation de la glycolyse, possiblement en activant la famille de gènes 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase (PFKFB). Nous suggérons que le manque de SIRT3 est impliqué dans l’effet Warburg et procure ainsi un avantage prolifératif et protecteur dans l’OIR. La présente étude propose SIRT3 comme nouvelle cible thérapeutique potentielle dans la rétinopathie du prématuré, une maladie dont les complications désastreuses persistent tout au long de la vie., Proliferative ischemic retinopathies such as proliferative diabetic retinopathy and retinopathy of prematurity (ROP) are the leading causes of blindness in working age and pediatric populations in industrialized countries. These pathologies are characterized by an initial microvascular degeneration followed by a disproportionate compensatory but pathological hyper-vascularization mounted by the hypoxic and energy deficient retina in an attempt to reinstate metabolic equilibrium. Sirtuins are an important family of protein involved in metabolism and stress response. Sirtuin 3 (SIRT3) in particular is a major mitochondrial deacetylase central to energy metabolism and the regulation of many oxidative pathways. For the first time, our results show that a lack of SIRT3 decreases the severity of vascular lesions in the oxygen-induced retinopathy (OIR) mouse model. Deficiency in SIRT3 not only stimulates angiogenesis, but also increases glycolysis, possibly through indirect activation of the gene family 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase (PFKFB). We suggest that a lack of SIRT3 is involved in the Warburg effect and therefore confers a proliferative advantage that is protective in OIR. The present study puts forward SIRT3 as a new potential therapeutic target for ROP, a disease leading to life-long vision complications.

International audience; Global demand for vegetable oils is increasing at a dramatic rate, while our understanding of the regulation of oil biosynthesis in plants remains limited. To gain insights into the mechanisms that govern oil synthesis and fatty acid (FA) composition in the oil palm fruit, we used a multilevel approach combining gene coexpression analysis, quantification of allele-specific expression and joint multivariate analysis of transcriptomic and lipid data, in an interspecific backcross population between the African oil palm, Elaeis guineensis, and the American oil palm, Elaeis oleifera, which display contrasting oil contents and FA compositions. The gene coexpression network produced revealed tight transcriptional coordination of fatty acid synthesis (FAS) in the plastid with sugar sensing, plastidial glycolysis, transient starch storage and carbon recapture pathways. It also revealed a concerted regulation, along with FAS, of both the transfer of nascent FA to the endoplasmic reticulum, where triacylglycerol assembly occurs, and of the production of glycerol-3-phosphate, which provides the backbone of triacylglycerols. Plastid biogenesis and auxin transport were the two other biological processes most tightly connected to FAS in the network. In addition to WRINKLED1, a transcription factor (TF) known to activate FAS genes, two novel TFs, termed NF-YB-1 and ZFP-1, were found at the core of the FAS module. The saturated FA content of palm oil appeared to vary above all in relation to the level of transcripts of the gene coding for b-ketoacyl-acyl carrier protein synthase II. Our findings should facilitate the development of breeding and engineering strategies in this and other oil crops.

International audience; Protein alterations of turkey breast muscles (Pectoralis major) were investigated at 20 min and 24 h post mortem. Specific activities, quantities and kinetic parameters of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) and aldolase A were also determined at 20 min post mortem. Based on the pH values at 20 min post mortem, two groups of samples were classified as rapid glycolysis group (RG; pH20 min = 5.80 ± 0.07, n = 20) and normal glycolysis group (NG; pH20 min = 6.21 ± 0.01, n = 20). RG had lower specific activities of GAPDH and aldolase A than NG while Vm and Km values of both enzymes were not different between groups. RG showed lower high ionic strength (HIS) and pellet protein extractabilities at 20 min post mortem. It also had lower low ionic strength (LIS) and HIS protein extractabilities at 24 h post mortem. Besides pellet protein, muscular protein extractabilities at 24 h post mortem were higher than at 20 min post mortem. From SDS-PAGE of samples at 24 h post mortem, RG exhibited lower band intensities at 45 and 200 kDa, which were further identified as actin and myosin heavy chain (MHC), respectively. Western blots revealed that relative amounts of actin and MHC at 20 min post mortem were not different between groups. However, RG muscles had less relative amount of actin at 24 h post mortem. It also indicated that amounts of actin and MHC increased with regard to post mortem time.

Substrate cycles, also called "futile" cycles, are ubiquitous and lead to a net consumption of ATP which, in the normoxic maize root, have been estimated at about 50% of the total ATP produced [Alonso, A.P., Vigeolas, H., Raymond, P., Rolin, D., Dieuaide-Noubhani, M., 2005. A new substrate cycle in plants. Evidence for a high glucose-phosphate-to-glucose turnover from in vivo steady-state and pulse-labeling experiments with [(13)C] glucose and [(14)C] glucose. Plant Physiol. 138, 2220-2232]. To evaluate their role we studied the substrate cycles of maize root tips under an oxygen limitation of respiration (3% O(2)). Short-time labeling experiments with [U-(14)C]-Glc were performed to quantify the fluxes through sucrose and starch cycles of synthesis and degradation. Steady-state labeling with [1-(13)C]-Glc followed by (1)H NMR and (13)C NMR analysis of sugars and free alanine was used to quantify fluxes in the central metabolic pathways, including the Glc-P/Glc cycle and the fructose-P/triose-P cycle of glycolysis. Comparison with results previously obtained in normoxia [Alonso et al., as mentioned above] showed that 3% O(2) induced fermentation and reduced respiration, which led to a lesser amount of ATP produced. The rates of Glc consumption, glycolytic flux and all substrate cycles were lower, but the proportion of ATP consumed in the substrate cycles remained unchanged. These findings suggest that substrate cycles are not a luxury but an integral part of the organization of the plant central metabolism.

Introduction : Le dosage de la lactatémie plasmatique chez les patients septiques constitue une étape essentielle dans l’évaluation de la gravité. L’hyperlactatémie retrouvée dans le sepsis a été décrite comme la conséquence de l’hypoxie tissulaire, mais d’autres facteurs semblent y contribuer. L’accélération de la glycolyse due à la stimulation des récepteurs β-adrénergiques par la libération de catécholamines endogènes pourrait y participer et un traitement par bêta-bloquant au long cours pourrait avoir un effet sur la lactatémie plasmatique des patients septiques graves. Objectif :Comparer la lactatémie plasmatique initiale des patients quittant le Service d’Accueil des Urgences avec le diagnostic de sepsis sévère ou de choc septique, qu’ils soient sous traitement bêta-bloquant au long cours ou non. Matériel et méthodes : Nous avons mené une étude de cohorte rétrospective. Etaient inclus les patients âgés de 18 ans et plus, ayant quitté le Service d’Accueil des Urgences du CHU de Nice entre Janvier 2012 et Novembre 2014, avec le diagnostic de sepsis sévère ou de choc septique selon les critères établis par la Surviving Sepsis Campaign. Nous avons étudié les paramètres vitaux, le site infectieux, la mortalité au 28ème jour, la lactatémie initiale, la présence d’un traitement bêta-bloquant et les scores PIRO, SOFA et APACHE II. Résultats :Nous avons inclus 260 patients, dont 25% étaient sous traitement bêta-bloquant au long cours. La lactatémie plasmatique initiale était plus faible chez les patients traités par bêta-bloquant (3,9 ± 2,3 mmol/L contre 5,6 ± 3,6 mmol/L, p Conclusion : Un traitement bêta-bloquant au long cours diminue la lactatémie plasmatique initiale des patients septiques graves. Le dosage du lactate plasmatique initial doit donc être utilisé avec prudence dans l’évaluation de la gravité des patients septiques traités au long cours par un bêta-bloquant.