Protéomique qualitative et quantitative, une passerelle pour relier l’expression génomique à la construction des édifices biologiques : Application à la compréhension de la structure moléculaire du cheveu humain
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Abstract EN:
Hair fiber is a sophisticated biological material for which the details of its molecular structure failed to be well understood because of the lack of data regarding protein expression and organization. In this context, improvement on human hair cells knowledge with proteomic approaches has been performed in this PhD. This work has been structured in four parts : establishment of the knowledge on hair biology and its molecular structure obtained by literature mining. Development of a well-suited proteomic strategy for the special case of hair proteins analysis. This strategy is mainly based on the improvement of nanoLC-ESI-Q-TOF coupling for high-throughput peptide sequencing. Cell type isolation to study the proteome of cortical and cuticular hair cells. We have compared the semi quantitative expression of the identified proteins to investigate their location in those proteomes. These analyses led to protein expression evidence for 60% of keratin associated proteins predicted genes (KAP) compared to the only 20% previously evidenced (according to Uniprot). Use of complementary approaches to attempt to refine the quantification of the major proteins of cortical cells, to evidence structural properties for specific protein sequences and to propose hypotheses for the main KAP genes origin.
Abstract FR:
La fibre capillaire est un édifice biologique complexe dont le détail de la structure moléculaire est encore mal appréhendé principalement du fait du manque de précision concernant l’expression et l’organisation des protéines la constituant. Dans ce contexte, l’utilisation des approches protéomiques pour améliorer la connaissance des cellules spécifiques du cheveu humain a été développée au cours de cette thèse. Ce travail s’est articulé autour de quatre parties : l’établissement des connaissances de la biologie du cheveu et de ses structures moléculaires obtenues à partir des données de la littérature. La mise au point d’une stratégie protéomique adaptée aux cas très particuliers des protéines du cheveu et reposant en partie sur l’optimisation du couplage nanoLC-ESI-Q-TOF pour le séquençage peptidique à haut débit. L’isolement de deux types cellulaires pour en étudier précisément le protéome : les cellules du cortex et de la cuticule du cheveu. La comparaison de l’expression semi quantitative des protéines identifiées a permis de proposer la spécificité de localisation d’une partie d’entre elles dans ces protéomes. Ces analyses ont conduit à la démonstration de l’expression de 60% des gènes de protéines associées aux kératines (KAP) prédits contre 20% auparavant complétant ainsi la liste des gènes exprimés en protéines chez l’humain (source Uniprot). L’utilisation d’approches complémentaires pour tenter d’affiner la quantification des protéines majoritaires des cellules corticales, de mettre en évidence des propriétés structurales de certaines de ces séquences protéiques et de proposer des hypothèses quant à l’origine des principaux gènes des KAP.