Les récepteurs P2X (P2XR), activés par l’ATP, sont impliqués dans des rôles physiopathologiques. Leur fonctionnement est associé à différents états conformationnels. Le projet de thèse a mené à associer la synthèse organique et l’application de molécules photo-activables avec des techniques d’électrophysiologie patch-clamp, pour décortiquer les mouvements moléculaires de ces récepteurs et effectuer des relations structure-fonction, via trois stratégies : - La synthèse et application d’agrafes photo-isomérisables qui permet le photo-contrôle des P2XR et l’étude de mouvements - La synthèse et caractérisation d’un acide aminé (aa) photo-clivable pour étudier les implications de zones sur la fonction des P2XR via une photolyse - L’incorporation d’un aa non naturel dans les P2XR pour étudier des interactions et mouvements via un « photo-pontage ». Nous avons élucidé les mécanismes moléculaires responsables de la perméabilité des P2XR, récusé l’existence de l'état dilaté et identifié un cation organique physiologique pouvant les traverser. Nous avons aussi conçu un acide aminé photo-clivable pouvant mener à des études structure-fonction des P2XR. / P2X receptors are cationic ligand-gated ion channels, activated by extracellular ATP, involved in many physio-pathological roles. Their function is associated with different allosteric states. During this PhD, we have designed three new strategies, spanning photochemical organic synthesis and patch-clamp electrophysiology to elucidate the molecular mechanisms involved in these conformational states and to collect data in order to study structure-function relationships. - Synthesis and application of molecular tweezers, which allows the photo-control of P2X Rand the study of molecular motions - Synthesis and characterization of a photo-cleavable amino acid with the aim of incorporating it into P2XR and doing structure-function relationships - Incorporation of an unnatural amino acid for photo-crosslinking studies. We have been able to probe the molecular mechanism involved in large organic cations permeation of P2XR, to bring into question the dilated state and to identify a physiological cation that can flow through P2XR. We have also designed a photo-cleavable amino acid which could serve in the study of structure-function relationships.

L’Océan austral est l’un des pivot des écosystèmes et du climat de notre planète, qui concentre plus de 20% de la productivité primaire marine mondiale. La complexité de ses réseaux trophiques et son inaccessibilité rendent plus encore qu’ailleurs nécessaire l’utilisation d’espèces bio-indicatrices. Plusieurs espèces de manchots (comme le Manchot Royal et le Manchot Empereur) sont ainsi l’objet de programmes de suivi à long terme. Dans cette étude, nous utilisons les données offertes par la génomique des populations (« RAD-sequencing » couvrant le génome de centaines d'individus issus couvrant la distribution de ces deux espèces) et les représentations numériques du climat de l’IPCC-CMIP5 pour calibrer dans le temps long les analyses démographique plus précises réalisées à l'échelle de quelques générations dans le cadre de suivis démographiques, et mieux comprendre la réponse des manchots au changement climatique. Au-delà de ses conséquences immédiates pour l’étude des Manchots en tant que sentinelles de l’Océan Austral, cette étude montre l’intérêt d’une plus forte intégration de la génomique des populations dans les études démographiques et comportementales. / The Southern Ocean plays a central role in the regulation of the Earth’s climate and ecosystems, and accounts for more than 20% of the world’s marine productivity. The complexity of its trohpic networks and its sheer inaccessibility make the use of bioindicator species more necessary there than anywhere else. Several penguin species (such as the King and the Emperor penguin) are therefore the focus of long-term monitoring programs.In this study, we use the information from population genomics (« RAD-sequencing » data covering the genome of hundreds of individuals from the two species’ full distribution) and from IPCC-CMIP5 numerical climate models to calibrate in the long time the more precise demographic analyses realised in the framework of field surveys, and understand penguin responses to cliamte change. Beyond its implications for the study of penguins as sentinels of the Southern Ocean, our work demonstrates the interest of a stronger integration of population genomics in demographic and behavioural investigation.

Chez tous les eucaryotes, la régulation de l’expression génique est primordiale pour le contrôle du cycle cellulaire. Un large éventail de gènes, incluant des régulateurs essentiels du cycle, mais aussi d’autre gènes impliqués dans la transduction du signal, la régulation hormonale et le métabolisme sont ainsi exprimé à certaines phases du cycle. Ces changements sont contrôlés à de multiples niveaux, notamment de façon transcriptionnelle et post-traductionnelle. Chez les mammifères, il est aujourd’hui évident que les micro ARNs contribuent à cette régulation en ciblant spécifiquement les transcrits d’un grand nombre de gènes régulés au cours du cycle. Cependant, nous n’avons que très peu d’informations à ce jour concernant le rôle des petits ARNs sur le contrôle de la prolifération cellulaire chez les plantes. Mes travaux de thèse ont permis de démontrer que la perte d’AGO1 affecte la prolifération cellulaire et l’activité du méristème racinaire. Nous avons également séquencé les transcrits, les petits ARNs et le dégradome à partir de cellules BY-2 synchronisées afin de déterminer le répertoire et la fonction des petit ARNs au cours du cycle cellulaire. / In all eukaryotes, regulated gene expression is key to orchestrate cell cycle progression. Not only genes encoding important core cell cycle regulators, but also genes of a variety of other factors involved in signal transduction, hormonal regulation and metabolic control are expressed at specific time points of the cell cycle. These changes in gene expression are controlled at multiple levels, including transcriptional and post-translational controls. In mammals, it became evident that microRNAs contribute to this regulation by targeting the transcripts of numerous cell cycle-regulated genes. However, in plants we still know little about the regulatory roles of small RNAs in the control of cell proliferation. During my thesis, I showed that depletion of Arabidopsis AGO1 impairs cell proliferation and root meristem activity. To further determine the repertoire and role of sRNAs in cell cycle regulation, we thus sequenced total RNAs and small RNAs, AGO1-associated small RNAs and the RNA degradome of synchronized BY2 cells at S-, G2-, M- and G1-phases of the cell cycle.