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Biologie moléculaire et structurale, biochimie
/ 14-12-2018
Damodaran Arun Prasath
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Aurora-A est une sérine/thréonine kinase connue pour réguler les événements mitotiques dans les cellules. Sa surexpression dans les tumeurs favorise la survie cellulaire en modulant la prolifération cellulaire et en inhibant l’apoptose. Auparavant, il avait été montré qu'Aurora-A était important pour la stabilité d'une protéine riche en sérine / arginine (SR), ASF/SF2, modifiant ainsi l'épissage alternatif des gènes liés à l'apoptose. En cohérence avec ce rôle dans l'épissage, nous avons découvert que l'interactome d'Aurora-A contient un grand nombre de composants du spliceosome - des protéines spliceosomales centrales et non essentielles. Mon travail de thèse a consisté à caractériser la fonction de Aurora-A dans l'épissage pré-ARNm et à étudier sa fonction au niveau moléculaire. J’ai montré qu'Aurora-A interagissait directement avec des facteurs d'épissage, tels que les protéines SR et les protéines hnRNP, et phosphorylait également quelques-unes d'entre elles in vitro. J’ai démontré qu'Aurora-A est important pour la stabilité de ASF/SF2 et de nombreuses autres protéines SR. En utilisant la microscopie à immunofluorescence, j’ai démontré en outre qu'Aurora-A localise vers les taches nucléaires, les sites où les protéines d'épissage sont stockées, ainsi qu'à la périphérie des taches nucléaires où une majorité d'épissage de pré-ARNm est connue. L'ajout d'Aurora-A recombinant améliore notamment l'efficacité d'épissage du pré-ARNm de la bêta-globine in vitro. En analysant la méthode RNA-seq à l'aide de l'outil VAST, j'ai identifié 414 événements d'épissage alternatifs qui sont modifiés lors de l'inhibition de Aurora-A. De manière surprenante, les protéines kinases SR importantes, CLK1 et CLK4, sont également identifiées comme étant épissées de manière alternative d'une manière dépendante de Aurora-A. Dans l’ensemble, mes travaux révèlent le rôle important et novateur d’Aurora-A dans l’épissage des ARNm et suggèrent des voies moléculaires permettant à Aurora-A de moduler les facteurs d’épissage et d’épissage.
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Biologie moléculaire et structurale, biochimie
/ 05-07-2021
Sudevan Aswani
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Les interactions protéine-protéine (IPP) sont essentielles pour tous les processus physiologiques de la cellule. En raison de leur importance dans la signalisation et la régulation des fonctions cellulaires, une perturbation des IPPs peut entrainer des maladies comme le cancer ou des maladies neurodégénératives. Même si les IPPs sont généralement difficile à cibler, les progrès récents dans le domaine ont permis d’en faire cibles potentielles de médicaments. Mon projet de thèse vise à développer une plateforme de criblage chez la levure Saccharomyces cerevisiae pour faciliter l’étude et l’identification de modulateurs chimiques d’IPPs. Pour cela, nous avons utilisé un test de complémentation protéique appelé NanoLuc Binary Technology qui permet de sonder les IPP avec un grand niveau de sensibilité. La levure est un excellent organisme modèle pour le criblage à grande échelle compte tenu de la facilité de manipulation génétique et de son faible coût de production et de maintenance. Nous avons validé une cassette d’expression permettant de produire des paires de protéines humaines dans des cellules de levure à un niveau contrôlé. Ceci nous a permis de détecter des IPPs dans une grande gamme d’affinité et aussi de mesurer l'inhibition spécifique d’IPPs par des molécules chimiques. D’autre part, les conditions de criblage ont été optimisées pour obtenir une excellente reproductibilité intra- et inter-plaque (Z’ supérieur à 0,7). Des cribles pilotes ont été réalisés à l'aide de librairies de molécules chimiques et 3 paires de protéines - p53/MDM2, Ras/RafRBD et IFT46/IFT52 – afin d’évaluer la fiabilité et le comportement de cette plateforme en mode criblage. Un crible virtuel a également été réalisé en utilisant une base de données composée de millions de composés chimiques afin de rechercher des inhibiteurs potentiels des paires Ras/RafRBD et IFT46/IFT52. Bien qu’aucune des molécules identifiées par ces méthodes ne se soit avérée suffisamment spécifique pour envisager de poursuivre leur développement, ces travaux nous ont permis de valider l’efficacité de la plateforme que nous avons mis au point pour l’étude et la recherche de modulateurs d’IPPs.
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Biologie
/ 19-03-2014
Givaudan Nicolas
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Ce travail de thèse a cherché à déterminer si la contamination résiduelle à long terme des sols agricoles par les pesticides induit le développement de mécanismes d’adaptation aux pesticides chez les vers de terre. Il a aussi visé à identifier les coûts potentiels de l’adaptation de l’échelle de l’individu à celle de la population, et les conséquences pour l’écosystème sol. Une contamination résiduelle du sol par les pesticides est mesurée et comparée dans trois champs cultivés en agriculture conventionnelle (classés en fonction de l’historique cultural comme « haut », « moyen » et « bas » niveaux d’intrants), un champ cultivé en agriculture biologique et une prairie permanente biologique, tous dans ce type de management agricole depuis plus de 20 ans. En utilisant une méthode d’extraction des pesticides en milieu aqueux (représentant la fraction « biodisponible » des pesticides), 6, 8 et 4 résidus de pesticides sont détectés dans les champs à « haut », « moyen », et « bas » niveaux d’applications, respectivement, et un seul pesticide dans le sol du champ biologique (un résidu d’atrazine potentiellement vieux de plus de 20 ans). Les deux espèces endogées Allolobophora chlorotica et Aporrectodea caliginosa , communnes dans les sols des 5 champs,- mis à part A. chlorotica qui est absente du champ cultivé en agriculture biologique-, ont servi de modèles biologiques d’étude. Les stratégies d’adaptation aux pesticides sont étudiées en comparant les réponses de ces populations de vers de terre sur le terrain et après des expositions aux pesticides en laboratoire. Les réponses mesurées s’étendent de l’échelle moléculaire (enzymes de biotransformation et du stress oxidatif), biochimique (ressources énergétiques), métabolique (taux de respiration, métabolomique) à l’échelle de l’individu (biomasse, longueur) et de la population (traits de vie des cocons et des juvéniles), et aux possibles conséquences pour l’écosystème sol en termes de bioturbation (creusement et ingestion de sol) et de dissipation des pesticides comme service ecosystémique. Une capacité de détoxification augmentée et un plus grand potentiel anti-oxidant sont observés le long du gradient de contamination du sol et en laboratoire après exposition des vers de terre des champs conventionnel (population « pré-exposée ») et biologique (« naïve) à des pesticides. Des demandes énergétiques et des réarrangements métaboliques différents sont observés dans les deux populations, et sont plus prononcés chez la population pré-exposée. Une adaptation physiologique est démontrée chez les animaux pré-exposés, qui est associée à une ’augmentation de la bioturbation, et en cascade à une dissipation du pesticide dans le sol. Les conséquences au niveau de la population sont étudiées en termes de traits d’histoire de vie des deux populations pré-exposées et naïves. Le management en conventionnel incluant l’utilisation de pesticides semble diminuer le poids des adultes au champ, et implique potentiellement la réallocation des ressources énergétiques, des mécanismes reproductifs vers les processus métaboliques. Ceci aboutit à une diminution de la fécondité et du pourcentage d’éclosion et pourrait être un facteur participant à la diminution des populations de vers de terre dans les champs cultivés avec utilisation de produits phytosanitaires.
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Biologie
/ 27-04-2017
Yaacoub Katherine
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FLIP (FLICE inhibitory protein) est une protéine anti-apoptotique qui a des identités de séquence partagées avec la protéine pro-apoptotique caspase-8. FLIP se trouve en compétence avec caspase-8 pour se fixer sur la protéine adaptatrice FADD, ce qui empêche l’activation de caspase-8 bloquant ainsi l'apoptose. Lors du développement des molécules interférant avec des protéines anti-apoptotiques, la recherche d'inhibiteurs de la protéine FLIP qui est surexprimée dans un très grand nombre de cancers, a échoué. Cela s'explique en partie par le fait que peu d'information structurelle de FLIP est actuellement disponible TRAIL est une cytokine de la famille TNFα. Elle est décrite pour activer des voies de signalisation conduisant à la mort cellulaire par apoptose. TRAIL a montré un grand intérêt dans la thérapie anticancéreuse, grâce à sa capacité d’induire la mort des cellules tumorales sans aucun effet sur les cellules normales. Cependant, l’efficacité de TRAIL est limitée par plusieurs mécanismes moléculaires. Un de ces mécanismes est la surexpression de FLIP qui fait compromettre l’utilisation thérapeutique de TRAIL. Le but principal de ce projet est de développer des nouvelles molécules capables d’inhiber la protéine FLIP dans les cellules tumorales, sans aucun effet sur la protéine homologue caspase-8. Après modélisation des protéines FLIP et caspase-8 sur la base de la structure cristallographique de FLIP viral et FADD respectivement, des premières expériences d’ancrage ou “docking” utilisant une banque de composés chimiques du «National Cancer Institute NCI » ont été réalisées. Les 9 molécules les plus intéressantes, étant comme sélectives pour FLIP et non caspase 8, ont été sélectionnées et testées sur des lignées de cancer de poumons surexprimant la protéine FLIP. Une co-administration de chacune des molécules inhibitrices de FLIP avec TRAIL a été faite pour vérifier la restauration de la voie apoptotique dans les cellules cancéreuses. Un test moléculaire de « Pull down assay » a été fait afin de confirmer l’inhibition de l’interaction de FLIP avec FADD. Finalement, l’évaluation de l’activité enzymatique des caspases a été étudiée pour vérifier la réactivation de la voie apoptotique après la combinaison de TRAIL avec les inhibiteurs de c-FLIP. En conclusion, la combinaison de TRAIL avec les inhibiteurs de FLIP aboutit à la restauration de la voie apoptotique dans des cellules cancéreuses. Ces composés nouvellement identifiés, peuvent servir ultérieurement comme des potentiels éléments des stratégies utilisées dans le domaine du traitement du cancer.
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Ecologie, évolution
/ 12-03-2021
Hervé Morgane
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Comprendre la façon dont les agriculteurs prennent en compte les organismes des sols semble nécessaire si l’on souhaite développer des politiques préservant la biodiversité des sols dans les activités agricoles. L'épistémologie pragmatiste conçoit les valeurs comme ce qui compte en pratique pour les individus et les collectifs. Cette thèse vise ainsi à caractériser les valeurs associées aux sols et à leurs organismes par les agriculteurs européens, à déterminer les conditions de leur formation, et à étudier la publicisation des enjeux de préservation de la biodiversité du sol en agriculture. Des entretiens et une analyse de littérature ont démontré la pluralité de valeurs en jeu dans les décisions de gestion des sols des agriculteurs européens. Les situations d’évaluations, liées aux caractéristiques territoriales locales rendent ces valeurs dynamiques dans le temps et l’espace. La mobilisation du concept de « Milieu Valuateur » a permis de souligner l'importance des dispositifs de partage d’expérimentations et de débats dans la formation de valeurs, participant à légitimer les pratiques. De multiples sources peuvent transférer des connaissances sur la biodiversité du sol, bien que souvent le sujet reste marginal et ne lie que peu biodiversité des sols et pratiques de gestion. Envisager les processus de valuation comme dynamiques offre la possibilité d’interroger et de remettre en question la façon dont la vie souterraine est considérée. La formation de valeurs associées à la vie des sols nécessite des espaces où un public peut se constituer pour débattre collectivement de ce qui est attendu du et pour le sol et la diversité
des organismes qui s’y trouvent.
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Biologie
/ 26-06-2015
Blaszczak Ewa Katarzyna
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L'ubiquitylation des protéines est une modification post-traductionnelle qui joue un rôle capital dans la régulation des nombreuses fonctions cellulaires, y compris la croissance cellulaire et la prolifération. Les dysfonctionnements de ce mécanisme sont à l'origine de diverses maladies telles que le cancer par exemple. Le processus d'ubiquitylation implique une série des réactions enzymatiques en cascade, catalysées par une famille des enzymes, structuralement très proches. Cette famille est composée des enzymes activateurs d'ubiquitine (E1s), des enzymes de conjugaison d'ubiquitine (E2s) et des ligases d'ubiquitine (E3s). Les interactions entre E2s et E3s sont dans le centre de la cascade d'ubiquitylation. Une combinaison particulière des pairs E2/E3 va déterminer le type de chaînes d'ubiquitine qui seront attachées à la protéine d'intérêt pour ensuite déterminer la fonction régulatrice de la voie d'ubiquitylation. A ce jour, seulement une petite fraction de paires possibles entre E2 et E3 a été investiguée par des approches biochimiques et in vitro. Cependant ces approches ne reflètent pas forcément des conditions qu'on trouve dans une cellule vivante. Prenant ceci en considération, les principales objectives de ma thèse seront comme suit : identifier et optimiser une méthode de détection et de quantification des interactions E2/E3 dans une cellule vivante de la levure de boulanger (Saccharomyces cerevisiae) ; construire une bibliothèque de souches de la levure qui permettrait d'établir des interactions entre E2 et E3 ; chercher de nouvelles potentielles paires E2/E3 ; caractériser fonctionnellement une potentielle paire E2/E2. Il est difficile de trouver une méthodologie appropriée afin d'étudier les interactions entre E2 et E3 parce qu'ils sont relativement faibles et transitoires. Leurs études nécessitent donc des techniques de détection avec une grande sensibilité. Parmi différentes techniques nous avons testé et choisi la complémentation bimoléculaire de la fluorescence, BiFC. Kurtosis, une mesure permettant localiser et quantifier la fluorescence BiFC-spécifique. Nos résultats nous nous avons permis à identifier 117 putatives paires E2/E3 parmi quels, 23 paires ont été déjà décrit dans la littérature. Parmi 94 nouvelles paires, certains E3s interagissent avec seulement une seule E2 ou d'autres donnent un signal BiFC avec plusieurs E2s. Ubc13, Ubc1 et Ubc4 sont les E2s qui interagissent le plus souvent. Nous avons identifié aussi une interaction entre les protéines Asi1 et Asi3 et les enzymes de conjugaison d'ubiquitine Ubc6 et Ubc7. Asi1 et 3 sont connus de former un complexe Asi1/3 sur la membrane intérieure du noyau impliqué dans la réponse de la cellule aux acides aminés extracellulaires. Ces protéines contiennent un domaine RING caractéristique pour les ligases d'ubiquitine mais cette activité n'était pas démontrée auparavant.
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Biologie
/ 15-09-2015
Prieur Jacques
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Nous avons étudié la latéralité gestuelle intraspécifique de chimpanzés et de gorilles captifs dans des contextes socio-écologiques proches des conditions naturelles de vie. Nous avons montré que les chimpanzés et les gorilles étudiés présentaient un biais populationnel pour la main droite pour la majorité des gestes les plus fréquents de leur répertoire. Par la mise en oeuvre d’une approche multifactorielle, nous avons montré pour la première fois que la latéralité gestuelle intraspécifique de ces primates était influencée par plusieurs facteurs et par leurs interactions: contexte de l’interaction (champs visuels de l’émetteur et du récepteur et contexte émotionnel), caractéristique du geste (modalité sensorielle, utilisation d'un outil de communication, degré de partage et durée du geste) et par certaines composantes sociodémographiques, particulièrement le rang hiérarchique de l’émetteur et son âge dans une moindre mesure. De plus, nous avons comparé la latéralité manuelle des chimpanzés lors de l'utilisation d'outil pour des actions non-communicatives et des gestes intraspécifiques. Notre analyse multifactorielle suggère que l’utilisation d’outil dans les gestes serait plus contrôlée par l'hémisphère cérébral gauche que l’utilisation d’outil dans des actions non-communicatives. Globalement, nos résultats vérifient le modèle de Ghirlanda et collègues (2009) selon lequel les biais de latéralité au niveau populationnel pourraient être expliqués par une stratégie évolutive stable basée sur les interactions intraspécifiques. Nos résultats sont également en accord avec les études mettant en évidence l'utilisation préférentielle de la main droite pour la communication gestuelle des primates non humains et suggérant que la latéralité gestuelle serait un précurseur de la spécialisation hémisphérique gauche pour le langage. En outre, nos résultats confortent l'hypothèse que certaines espèces de primates pourraient avoir un traitement spécifique de l’hémisphère gauche pour les gestes communicatifs distinct de celui des actions manuelles non-communicatives. Du point de l’évolution, nos résultats soulignent l’importance d’étudier en détail la latéralité intraspécifique en considérant des espèces de différents degrés de socialité et en prenant en compte des contextes socioécologiques proches des conditions naturelles ainsi que de multiples facteurs potentiellement influents.
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Biologie
/ 11-12-2013
Kremers Dorothee
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Le concept d'Umwelt de Jakob von Uexküll considère les animaux comme des sujets qui habitent leur propre univers subjectif qui est déterminé par la perception sensorielle de l'animal et ses capacités cognitives. Le dauphin apparait être une espèce intéressante pour étudier l'Umwelt, car les cétacés ont subi un changement radical de mode de vie au cours de l'évolution. Ces mammifères sont passés d'une vie terrestre à une vie aquatique. Bien que les grands dauphins soient intensivement étudiés, des recherches sur leur perception sensorielle sont encore nécessaires. Ici, nous avons étudié certains aspects de l'Umwelt des dauphins en nous interrogeant sur: (1) l'organisation de leur Umwelt acoustique nocturne ; (2) ce que la production de copies vocales par les dauphins peut nous dire sur leur perception de leur environnement ; (3) s'ils sont capables de percevoir des goûts (4) ou des odeurs ; (5) s'ils sont sensibles aux stimuli magnétiques. Nous avons constaté que l'Umwelt nocturne des dauphins a été caractérisé par une activité vocale avec des patterns temporels qui comprenaient également des copies vocales des sons que les dauphins avaient entendus au cours de la journée. Il s'agit d'une nette séparation entre la formation de la mémoire auditive et la production de copies vocales. Les copies pourraient être des répétitions nocturnes vocalement exprimées des événements de la journée. Ainsi, les vocalisations peuvent servir d'indicateurs d'événements ou d'objets qui ont un sens pour les dauphins. En ce qui concerne les capacités perceptives des dauphins, nous avons constaté qu'ils étaient sensibles aux stimuli liés à l'alimentation à la fois sur les plans gustatif et olfactif. Ils peuvent utiliser cette capacité pour localiser et / ou évaluer la nature de leur proie. En outre, les dauphins ont répondu à un stimulus magnétique, ce qui suggère qu'ils sont magnétosensibles, cela pourrait être utile pour la navigation. Jusqu'à présent, la chimio- et la magnétoréception n'ont pas été considérées sérieusement comme potentiellement fonctionnelles chez les dauphins. Les résultats obtenus au cours de cette thèse ont permis de combler certaines des lacunes qui subsistaient dans la connaissance de l'Umwelt du dauphin et contribuent ainsi à une meilleure compréhension de cette espèce. En outre, ils montrent que des aspects importants de la biologie d'espèces pourtant intensivement étudiées peuvent être encore méconnus. Cela nous rappelle l'importance de garder une grande ouverture d'esprit lorsque l'on étudie un sujet.
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Ecologie, évolution
/ 25-10-2021
Engell Dahl Bjorge Julie
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Les insectes terrestres sont affectés par de nombreux facteurs environnementaux qui varient dans le temps et dans l'espace à macro- et micro-échelles. Le changement climatique affecte par ailleurs la manière dont ces facteurs varient, avec de potentielles conséquences pour les individus, les populations et les communautés d'insectes. Au sein de ce travail de thèse, les effets de facteurs abiotiques sur différents traits biologiques et physiologiques des insectes ont été étudiés, en employant des coléoptères comme modèles biologiques. Dans une première partie, l’impact de l’expansion géographique sur la plasticité thermique a été étudiée, en se focalisant sur le coléoptère Merizodus soledadinus envahissant une île subantarctique. Différentes populations ont été collectées, et ce travail a permis de mettre en évidence un schéma général selon lequel la plupart des populations présentaient de fortes aptitudes à tolérer le froid ou le chaud. Ces résultats indiquent qu'il existe des compromis entre ces deux traits avec d’autres caractères biologiques, les insectes. Au sein de ce travail de thèse, les niveaux de tolérance et les réponses des insectes aux thermiques et chimiques (cyfluthrine) ont été étudiés. L’objectif était de déterminer si les réponses mises en place pour faire face au stress thermique pouvaient affecter la sensibilité au stress chimique et vice versa. Dans ce but, différentes populations du coléoptère ravageur envahissant Alphitobius diaperinus ont été employées : une population élevée en conditions contrôlées, et trois populations collectées dans différents élevages avicoles. Toutes les populations d'A. diaperinus testées possèdent une large tolérance thermique. Cependant, les populations collectées dans les élevages avicoles présentent une tolérance thermique plus importante que la population élevée en conditions contrôlées. Ces recherches démontrent le rôle des environnements variables comme moteur d’une plasticité thermique accrue. Le prétraitement des populations par exposition quotidienne à des pics de chaleur réduit le temps de récupération des insectes qui sont exposés à une chaleur extrême (mais pas au froid). A l’inverse, l'exposition aux pesticides avant le stress thermique a augmenté les temps de récupération. Ces recherches fournissent des preuves des interactions entre insecticide et tolérance à la chaleur, ce qui n'avait pas été démontré auparavant chez les insectes terrestres adultes. Suite à une exposition au stress sous forme de pics de chaleur quotidiens, avec ou sans exposition à des insecticides, aucune altération du métabolome ou l'activité antioxydante des insectes n’a été observée. Cependant, l'exposition à la chaleur a entraîné une augmentation du nombre de descendants, tandis que le traitement insecticide avait tendance à réduire ce nombre. En d’autres termes, les insectes ont démontré une tolérance élevée aux pesticides, mais cela se traduit par un contre coût en termes de reproduction. Pour finir, la tolérance et les réponses d'A. diaperinus aux stress hydriques ont été prises en compte. Cela a permis de mettre en évidence les fortes capacités de cet insecte à faire face à des épisodes de sécheresse, sans que cela n’affecte la composition en métabolites. Cependant, après une période dans un environnement très sec, le succès reproducteur des insectes a ici aussi été diminué.
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Biologie
/ 16-12-2013
Pérez María Rita
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Les effets négatifs des produits pharmaceutiques (PPs) sur les écosystèmes aquatiques est une préoccupation de plus en plus sensible. Nous avons analysé les effets du 17α-éthinylestradiol (EE2), composant des pilules contraceptives, et de la fluoxétine (FLX), l'antidépresseur le plus vendu au monde, sur deux poissons. Le pejerrey (Odontesthes bonariensis) vit dans des lagunes qui sont des réservoirs d'eaux usées, où la présence d'EE2 est détectée. En utilisant l'expression des gènes cyp19a1b (aromatase cérébrale) et cyp19a1a (aromatase gonadique) comment marqueurs biologiques nous avons constaté que l'exposition à EE2 n'affectait pas l'expression du gène cyp19a1b. Cependant, augmente significativement l'expression du cyp19a1a, liée à la différenciation ovarienne, et diminue l'expression de hsd11b2, liée a la différenciation testiculaire, chez les larves et mâles juvéniles. Aussi, produit une déviation des ratios male/femelles en faveur des femelles chez les larves et l'apparition de caractéristiques typique du développement ovarien dans les testicules de mâles juvéniles. Chez le poisson zèbre (Danio rerio) nous avons évalué le rôle de la sérotonine (5-HT) comme modulateur de la prolifération; et l'effet de la FLX, inhibiteur sélectif de sa recapture. Tout d'abord, nous avons montré que les neurones sérotoninergiques de l'hypothalamus sont générés à partir de cellules gliales radiaires présente dans cette région. Ensuite, nous avons constaté une réduction significative du nombre de cellules en prolifération dans le noyau du recessus lateral (NRL) et posterior (NRP) de l'hypothalamus, après de l'inhibition de la synthèse de 5-HT ; et dans le NRL, après d'exposition a FLX.
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