A net is a special configuration of lines and points in the projective plane. There are certain restrictions on the number of its lines and points. We proved that there cannot be any (4,4) nets in CP^2. In order to show this, we use tropical algebraic geometry. We tropicalize the hypothetical net and show that there cannot be such a configuration in CP^2.

The aim of this thesis is to study the Hilbert function of a one-dimensional Gorenstein local ring of embedding dimension four in the case of monomial curves. We show that the Hilbert function is non-decreasing for some families of Gorenstein monomial curves in affine 4-space. In order to prove this result, under some arithmetic assumptions on generators of the defining ideal, we determine the minimal generators of their tangent cones by using the standard basis and check the Cohen-Macaulayness of them. Later, we determine the behavior of the Hilbert function of these curves, and we extend these families to higher dimensions by using a method developed by Morales. In this way, we obtain large families of local rings with non-decreasing Hilbert function.

abstract HOMOLOGY OF REAL ALGEBRAIC VARIETIES AND MORPHISMS TO SPHERES &uml / OZT&uml / URK, Ali Ph.D., Department of Mathematics Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Yildiray OZAN August 2005, 24 pages Let X and Y be affine nonsingular real algebraic varieties. One of the classical problems in real algebraic geometry is whether a given C1 mapping f : X ! Y can be approximated by regular mappings in the space of C1 mappings. In this thesis, we obtain some sufficient conditions in the case when Y is the standard sphere Sn. In the second part of the thesis, we study mainly the kernel of the induced map on homology i : Hk(X,R) ! Hk(XC,R), where i : X ! XC is a nonsingular projective complexification. First, using Lefshcetz Hyperplane Section Theorem we study KHk(X H,R), where H is a hyperplane. In the remaining part, we relate KHk(X,R) to the realization of cohomology classes of XC by harmonic forms.

L’ARN hélicase UPF1 est un facteur clé du Nonsense-Mediated Decay (NMD), un mécanisme impliqué dans le contrôle de la qualité des ARNm et la régulation de l’expression des gènes. Malgré d’importantes fonctions chez les plantes, le NMD y est peu décrit. Cette thèse présente l’identification et l’étude des protéines interagissant avec UPF1 chez Arabidopsis. Nous avons identifié un nouveau réseau d’interaction protéine-protéine entre UPF1 et des répresseurs de traduction dans les P-bodies. Nous proposons un modèle dans lequel la répression traductionnelle exerce une action protectrice sur les cibles du NMD. Notre approche a également identifié de nouveaux composants des P-bodies, comme l’endonucléase UCN. Son étude détaillée a révélé un lien direct avec la machinerie de decapping ainsi que de possibles rôles dans la signalisation hormonale ou les mécanismes de défense, suggérant que la modulation de l’expression d’UCN pourrait influencer d’importantes caractéristiques agronomiques. Ce travail décrit des facteurs associés à UPF1 jusqu’alors inconnus, leur étude permettra de découvrir de nouveaux mécanismes impliqués dans l’équilibre entre la traduction, le stockage et la dégradation des ARNm chez les plantes. / The RNA helicase UPF1 is a key factor of Nonsense-Mediated Decay (NMD), a paneukaryotic mechanism involved in mRNA quality control and fine-tuning of gene expression. Despite important biological functions in plants, NMD is poorly described compared to other eukaryotes. This thesis presents the identification and study of UPF1 interacting proteins in Arabidopsis. Using approaches based on immunoaffinity and mass spectrometry, we identified a novel protein-protein interaction network between UPF1 and translation repressors in P-bodies. We propose a model in which translation repression exerts a protective action on NMD targets in plants. Our approach also identified novel P-body components, including the UCN endonuclease. A detailed study revealed its direct link with the decapping machinery and possible roles in hormone signaling and defense mechanisms, suggesting that the modulation of UCN expression could influence important agronomical traits. This work describes hitherto unknown UPF1 associated factors, their study will provide novel insights into the mechanisms involved in the balance between mRNA translation, storage and decay in plants.

La ppGpp et la pppGpp, qui sont synthétisées/hydrolysées par les RelA/Spot homologs (RSH), jouent un rôle centrale dans l’adaptation des bactéries contre la privation des nutriments et les stress environnementaux. Les enzymes RSH et ppGpp ont été découverts dans le chloroplaste. Il a été récemment démontré que ppGpp joue un rôle comme répresseur globale de l’expression de gènes chloroplastiques. Certains stresses environnementaux et hormones induisent l’accumulation de ppGpp chez les plantes, cependant le mécanisme moléculaire n’est pas encore connu. Ici nous nous sommes intéressés à découvrir les facteurs qui interagissent avec les RSH, et qui donc sont susceptible de réguler le métabolisme du ppGpp. En utilisant un crible double-hybridation de levure nous avons identifiées des proteines qui interagissent avec les RSH y compris l’acyl carrier protein (ACP) et des GTPases associées au ribosome. ACP et RSH1 semblent être indispensables pour l’accumulation de ppGpp induite par la carence de la biosynthèse des acides gras, tandis que le ppGpp et un GTPase associé au ribosome contribuent à la résistance contre le heat-shock. Nous avons aussi effectué du co-immunoprécipitation spectrométrie de masse avec RSH1. Plusieurs protéines ont été identifiées y compris des protéines associées au nucléoid et des protéines liées à la signalisation chloroplastique, indiquant que RSH1 pourrait etre impliqué dans la machinerie de transcription chloroplastique. Nos résultats montrent que chez les plantes le ppGpp joue un rôle non seulement comme chez les bacteriés mais aussi participe à de nombreux processus biologiques qui sont spécifiques aux plantes. / Guanosine tetra-phosphate and penta-phosphate (ppGpp and pppGpp), which are synthesized/hydrolyzed by RelA/Spot homolog (RSH) enzymes, play a central role in the adaptation of bacteria to nutrient limitation or other stresses. Both RSH enzymes and ppGpp are present in the chloroplasts of plants. Recent studies have shown that ppGpp acts as a global repressor of chloroplast gene expression. Certain environmental stresses and hormones induce ppGpp accumulation in chloroplasts, however the molecular mechanisms underlying the activation of ppGpp signalling in response to such stimuli is essentially unknown. We searched for factors that interact with RSH enzymes and so could play a role in activating ppGpp signalling. Using a targeted yeast two hybrid screen several proteins were identified that interact with RSH enzymes including acyl carrier protein (ACP) and ribosome associated GTPases. ACP and RSH1 appear to be required for ppGpp induction in response to fatty acid biosynthesis depletion, while ppGpp and an RSH-interacting GTPase contribute to the resistance of plants to heat shock. We also performed non-targeted co-immunoprecipitation mass spectrometry (CoIP-MS) of RSH1. New RSH interaction candidates were identified, including plastid nucleoid associated proteins and chloroplast signalling proteins, suggesting that RSH1 may be associated with the plastid transcription machinery. Our results give new insights into ppGpp signalling, and show that some elements are conserved between plants and bacteria, while others are implicated in plant-specific biological processes.

La maladie du court-noué est principalement causée en Europe par le Grapevine fanleaf virus (GFLV) et l’Arabis mosaic virus (ArMV). Le principal moyen de lutte contre sa dispersion consiste à certifier l’absence de ces virus dans les vignes commercialisées par des méthodes sérologiques tels que le DAS-ELISA. De par leurs propriétés biophysique et structurale exceptionnelles, les Nanobodies (Nb) issus des domaines variables d’immunoglobulines (Ig) composées uniquement de chaînes lourdes, se distinguent avantageusement des Ig conventionnelles. L’objectif majeur de ma thèse était d’établir un test de diagnostic du court-noué à base de Nb. À partir de deux collections de Nb contre le GFLV et l’ArMV, j’ai identifié des Nb reconnaissant un large spectre d’isolats viraux. Leur fusion à une protéine fluorescente ou à la phosphatase alcaline a conduit à l’obtention de réactifs de détection performants du GFLV et de l’ArMV par DAS-ELISA. La structure atomique d’un complexe Nb/GFLV résolue à 2.8 Å par cryomicroscopie électronique a permis de cartographier l’épitope en surface du virus et a révélé une couverture maximale de la particule virale par le Nb. La comparaison des tests Nb à des réactifs sérologiques commerciaux a révélé leur supériorité en terme de sensibilité et de spécificité, ouvrant ainsi la voie à la commercialisation d’un nouveau test de diagnostic des virus du court-noué de la vigne. / The grapevine fanleaf disease is mainly caused in Europe by the Grapevine fanleaf virus (GFLV) and the Arabis mosaic virus (ArMV). The principal mean to limit their spread, is to certify their absence in marketed grapevines by serological methods such as DAS-ELISA. Their unique biophysical and structural properties make the variable domains of heavy chain-only immunoglobulin, called Nanobodies (Nb) a real asset for the development of a diagnostic test against fanleaf disease viruses. I identified Nb able to detect a broad spectrum of viral isolates from two Nb collections against GFLV and ArMV. Their fusion to a fluorescent protein or to a bacterial alkaline phosphatase resulted in the production of efficient DAS-ELISA detection reagents. The atomic structure of a Nb/GFLV complex was solved at 2.8 Å by cryoelectron microscopy, allowing the precise mapping of the viral epitope. This result showed a maximum coverage of the viral particle by the Nb, leading to a maximal signal in DAS-ELISA. The full Nb tests against GFLV and ArMV were compared to commercial reagents and showed the superiority of the former in both sensitivity and specificity, opening the way for the development and commercialization of a new type of serological kits for the detection of grapevine viruses.

Le Grapevine fanleaf virus (GFLV) est le principal agent de la maladie du court-noué de la vigne. Sa protéine de capside (CP) permet la formation des virions indispensables à la protection du génome viral, au mouvement de cellule à cellule au sein de tubules formés par la protéine de mouvement (MP) du virus, et à la transmission du GFLV par son nématode vecteur Xiphinema index. Principaux résultats : 1. un motif exposé à la surface de la CP dont la nature est critique pour transmission du GFLV par X. index a été identifié et pourrait constituer un déterminant de la spécificité de transmission. 2. Des tubules fluorescents ont été produits de façon constitutive in planta. Ils permettent de complémenter en trans un GFLV dépourvu de MP. 3. L’expression transitoire de la CP conduit à la production de pseudo-particules. Celles-ci sont modifiables à façon et font de la capside du GFLV une plateforme biotechnologique unique. De plus, c’est un puissant outil pour étudier la biologie du virus. / Grapevine fanleaf virus (GFLV) is the main agent of grapevine fanleaf degeneration disease. Its coat protein (CP) self-assembles in virions necessary for viral genome protection, for cell-to-cell movement using tubules formed by the movement protein (MP) of the virus, and for the transmission of GFLV by its nematode vector Xiphinema index.Main results: 1. An outer surface-exposed CP motif has been identified as critical for GFLV transmission by X. index and could be a determinant of transmission specificity. 2. Fluorescent tubules have been produced by constitutive expression in planta. They allow the complementation in trans of a GFLV deleted of its MP coding sequence. 3. Transient expression of the GFLV CP leads to the production of virus-like particles. They can be easily modified and show that GFLV capsid is a unique biotechnology platform. In addition, they are a powerful tool to study the biology of the virus.

Parmi les petits ARN non codants, les fragments dérivant d’ARNt (tRF) ont été identifiés dans tous les embranchements de la vie. Cependant, très peu de donnée existe sur les tRF de plantes. Les populations de tRF issues de plusieurs banques de petits ARN (différents tissus, plantes soumises à des stress abiotiques, ou fractions immunoprécipitées avec la protéine ARGONAUTE1) ont été analysées. Les populations sont essentiellement constituées de tRF-5D ou des tRF-3T (clivage dans la boucle D ou T respectivement) et elles varient d’une banque à l’autre. Par une approche in silico suivie de tests de clivage in vitro, des RNases T2 d’A. thaliana (RNS) ont été identifiées comme étant capables de cliver les ARNt dans la région de l’anticodon, de la boucle D et de la boucle T. Lors de l’étude de l’expression des RNS, nous avons observé que deux d’entre elles sont fortement exprimées à un stade de maturation tardif des siliques. Ainsi, la population en tRF issue de stades de développement avancés des siliques a été analysée. Des expériences de carences en phosphate nous ont permis de démontrer l’implication d’une des RNS dans la genèse de tRF dans A. thaliana. Au final, nos données ouvrent de nouvelles perspectives quant à l’implication des RNS et des tRF comme des acteurs majeurs dans l’expression des gènes chez les plantes. / Among the small ncRNAs, tRNA-derived RNA fragments (tRFs) were identified in all domains of life. However, only few data report on plants tRFs. Short tRF were retrieved from A. thaliana small RNA libraries (various tissues, plants submitted to abiotic stress or argonaute immunoprecipitated fractions). Mainly tRF-5D or tRF-3T (cleavage in the D or T region respectively) were found, and fluctuations in the tRF population were observed.Using in vitro approaches, A. thaliana RNase T2 endoribonucleases (RNS) were shown to cleave tRNAs in the anticodon region but also in the D or T region. Through a whole study of RNS expression, we show that two RNS are also strongly expressed in the siliques at a late stage of development. Thus, we analyzed the tRF population of this particular developmental stage. Upon phosphate starvation, we demonstrate also the implication of one RNS in the production of tRFs in planta. Altogether, our data open new perspectives for RNS and tRFs as major actors of gene expression inplants.

Les plantes sont des organismes sessiles qui ne peuvent fuir des conditions souvent défavorables et doivent par conséquent s’adapter à un environnement hostile pour survivre. La cutine partie intégrante de la cuticule qui joue un rôle de barrière pour la plante est un polymère lipidique constitué principalement d’acides gras en C16 et C18 hydroxylés et époxydés reliés entre eux par des liaisons ester mettant en jeu les fonctions carboxyl et ω-hydroxyl des acides gras. La cutine ne joue pas seulement un rôle de barrière physique mais joue un rôle de réservoir de molécules possédant des propriétés physiologiques fondamentales. Grâce à des approches biochimiques et génétiques, nos travaux ont permis de mettre en évidence AtEH1, une époxyde hydrolase responsable de la formation des diols incorporés dans la cutine d’Arabidopsis thaliana. Ces diols sont décrits dans la littérature comme intervenant dans les interactions plante-pathogène. Nous avons également montré que ces composés ainsi que d’autres dérivés d’acides gras sont perçus par la plante. Nous avons identifié et caractérisé CYP77B1, une époxygénase d’acide gras qui a un rôle potentiel à jouer dans la formation d’acides gras polyhydroxylés incorporés dans la cutine. / Plants are sessile organisms that are not able to escape from difficult environmental conditions and therefore have to adapt to multiple abiotic and biotic stress to survive. Cutin is a part of the cuticle which plays a major role as a barrier for the plant. It’s a lipid polymer composed mainly by hydroxylated and epoxidized C16 and C18 fatty acids linked together by ester links involving the carboxyl and ω-hydroxyl functions of those fatty acids. Cutin plays also a role as a reservoir of molecules with fundamental physiological properties. With biochemical and genetic approaches, we characterized AtEH1, an epoxide hydrolase responsible for the formation of diols incorporated in Arabidopsis thaliana cutin. These diols are described as being involved in plant-pathogen interactions. We also showed that these compounds as well as others fatty acids derivatives are perceived by plants. We have also identified and characterized CYP77B1, an epoxidase that has a potential role in the formation of polyhydroxylated fatty acids incorporated in cutin.

Pattern formation is the process by which undifferentiated cells divide and differentiate to generate complex tissues and organs. In plants, pattern formation begins in embryogenesis and continues post-embryonically with the function of the meristems. microRNAs (miRNAs), which are small regulatory RNAs that repress gene expression, are involved in a variety of patterning processes in plants, including the formation and function of the meristems and establishment of polarity. For example, regulation of the class III HOMEODOMAIN-LEUCINE ZIPPER (HD-ZIP III) transcription factors by miR165/6 is not only involved in the formation and function of the meristems, but also in polarity establishment in the leaf, and in axial patterning during embryogenesis. To gain a better understanding of the role of miRNAs in embryonic patterning, I investigated the tissue-specific functions of the miRNA biogenesis protein SERRATE (SE), which is required for the regulation of the HD-ZIP IIIs via miR165/6. By expressing SE in various domains in se-5 null mutant embryos, I revealed that although SE is expressed throughout the embryonic body, tissue-specific expression of SE from either the upper or lower tier of the embryo is sufficient for correct patterning. This observation suggests a SE-dependent non-cell autonomous and bi-directional mechanism that influences patterning in Arabidopsis embryos. Furthermore, through a suppressor screen of a se-3 loss-of-function mutant allele, I identified mutants in genes that likely function upstream of SE, and downstream or in parallel of the HD-ZIP IIIs. One of those se-3 suppressors is likely to be a mutant in the BELL homeobox gene POUND-FOOLISH (PNF).