Le phosphate (Pi) est un macroélément essentiel au développement de la plante. Lors d'une carence en Pi, l'expression de plusieurs gènes est dérégulée permettant à la plante de s'adapter à ce type de stress abiotique. Chez Arabidopsis thaliana, la carence induit très fortement PS2;1 (At1g73010) et PS2;2 (At1g17710), deux phosphatases de type HAD. La fonction biochimique de ces deux protéines a été caractérisée précédemment in vitro, mais leur rôle in vivo reste à établir.Dans ce travail de thèse, nous avons examiné la fonction in planta de ces deux protéines en utilisant des approches de génétique inverse. Affecter leur niveau d'expression par surexpression ou inactivation n’a d’effet ni sur la teneur en Pi de la cellule végétale, ni sur des marqueurs classiques de la carence en Pi. Par contre, nous montrons que PS2;1 et PS2;2 assurent la dégradation de la phosphocholine et potentiellement la phosphoéthanolamine, deux composés identifiés comme substrats potentiels lors des analyses in vitro.Nos données ne suggèrent pas d’implication de PS2;1 et PS2;2 dans la dégradation du pyrophosphate, un troisième substrat potentiel proposé suites aux analyses in vitro. Nos résultats suggèrent que les deux protéines PS2;1 et PS2;2 interviennent in planta dans le remodelage des lipides membranaires déclenchés par la carence en Pi, permettant de convertir les phospholipides en galacto ou sulfolipides. Plus particulièrement, ces enzymes permettraient le recyclage du Pi des têtes polaires phosphocholine et phosphoéthanolamine, issues de la dégradation des phospholipides phosphatidylcholine et phosphatidyléthanolamine / Phosphate (Pi) is a macroelement essential to plant development. During Pi deficiency, the expression of several genes is deregulated, allowing the plant to cope with this type of abiotic stress. In Arabidopsis thaliana, Pi deficiency strongly induces PS2;1 (At1g73010) and PS2;2 (At1g17710), two HAD-type phosphatases. The biochemical functions of these two proteins were previously characterized in vitro, although their in vivo roles have not yet been established.Here, the functions of these two proteins were examined in plants using reverse genetics approaches. Overexpression or inactivation of their expression levels had no effect on the Pi content of the plant cell, or on classic markers of Pi deficiency. Furthermore, PS2;1 and PS2;2 affect phosphocholine levels in planta (and potentially phosphoethanolamine), two compounds identified as their potential substrates by in vitro assays.In contrast, these findings do not suggest any involvement of PS2;1 or PS2;2 in the degradation of pyrophosphate, another potential substrate according to previous in vitro assays. In conclusion, these results suggest that PS2;1 and PS2;2 are involved in the remodeling of membrane lipids triggered by Pi deficiency, allowing the conversion of phospholipids to galactolipids or sulfolipids. Specifically, these enzymes should allow the recycling of Pi from phosphocholine and phosphoethanolamine polar heads, byproducts of the degradation of phospholipid phosphatidylcholine and phosphatidylethanolamine

Arabidopsis thaliana, s’est adaptée à la variété des niveaux de Pi dans le sol en développant 9transporteurs de phosphates, membres de la famille PHT1, intervenant dans l’acquisition de cet ionpar les racines et sa translocation. Ces protéines révèlent une très forte homologie de séquence entre elles (plus que 61%). La présence de certains transporteurs de type PHT1 dans différents types d’organes ainsi que le chevauchement fréquent entre les divers membres de la famille PHT1 témoigne de la complexité de leurs rôles. De plus, leur redondance génétique et fonctionnelle empêche l’analyse de leur rôle spécifique. En vue de s’affranchir de ces obstacles, notre approche combine plusieurs stratégies génétiques avec l’insertion d’une construction RNAi inactivant plusieurs membres de la famille PHT1 et en particulier le cluster localisé sur le chromosome 5 (PHT1;1/1;2/1;3). Ces outils génétiques ont révélé aussi le fonctionnement des protéines PHT1 à la fois en tant que transporteurs à basse et à haute affinité, ce qui suggère que leur activité est contrôlée au niveau post-traductionnel. En cas de carence en Pi, ces lignées affichent des modifications physiologiques (biomasse, rendement,…) dues à une forte réduction affectant l’activité de l’influx en phosphate (80 à 96%). Ce travail suggère que la redondance génétique et les mécanismes de compensations pourraient protéger la plante de l’inactivation de PHT1. Il a aussi révélé que la perception systémique du Pi est déclenchée par des mécanismes en aval de l’activité des PHT1. / Arabidopsis thaliana absorb inorganic phosphate (Pi) from the soil through an active transport process mediated by the 9 members of the PHT1 family. These proteins share a high level of similarity (greater than 61%), with overlapping expression patterns. The resulting genetic and functional redundancy prevents the analysis of their specific roles. To overcome this difficulty, our approach combined several mutations with gene silencing to inactivate multiple members of the PHT1 family, including a cluster of genes localized on chromosome 5 (PHT1;1, PHT1;2 and PHT1;3). Physiological analyses of these lines established that these three genes, along with PHT1;4, are the main contributors to Pi uptake. Furthermore, PHT1;1 plays an important role in translocation from roots to leaves in high phosphate conditions. These genetic tools also revealed that some PHT1 transporters likely exhibit a dual affinity for phosphate, suggesting that their activity is posttranslationally controlled. These lines display significant phosphate deficiency-related phenotypes (e.g. biomass and yield) due to a massive (80 to 96%) reduction in phosphate uptake activities. These defects limited the amount of internal Pi pool, inducing compensatory mechanisms triggered by the systemic Pi starvation response. Such reactions have been uncoupled from PHT1 activity suggesting that systemic Pi sensing is most probably acting downstream of PHT1.

Une analyse du transcriptome d’Arabidopsis thaliana soumis à différents stress biotiques a révélé l’activation de certains membres de la famille CYP76, particulièrement celle de CYP76C2 (≈ 50 fois). La caractérisation fonctionnelle de la famille CYP76, et plus particulièrement celle de CYP76C2 a donc fait l’objet de cette thèse. Après confirmation de l’activation sélective de CYP76C2 en réponse aux pathogènes par qRT-PCR, le phénotype de ses mutants d’insertion et de surexpression a été caractérisé sous différentes conditions d’infection par: Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000, P. syringae pv. tomato DC3000 avrRpm1 et par Botrytis cinerea. Afin d’identifier la voie métabolique faisant intervenir CYP76C2, un profilage métabolique ciblé et non ciblé a été entrepris, centré sur le(s) métabolite(s) différentiellement accumulés dans les différents mutants en condition d’infection. Alors que des différences subtiles de sensibilité des mutants de CYP76C2 aux pathogènes semblent confirmer son rôle dans la réponse aux pathogènes, les lignées affectées dans son expression ne présentent pas de phénotypes clairement différents de ceux des plantes sauvages. Une analyse non–ciblée en UPLC-MS (Orbitrap) a permis d’identifier un composé absent dans le mutant cyp76c2 qui pourrait correspondre à un dérivé conjugué en C11, sans que sa structure ne puisse pour l’instant être identifiée (formule brute C17H28O9). CYP76C2 ne semble pas impliqué directement dans la synthèse d’une molécule cruciale pour la mise en place du processus de défense, mais exerce plus probablement une fonction spécialisée ou partiellement redondante de défense ou de détoxication. / A transcriptome analysis of Arabidopsis thaliana subjected to biotic stresses has revealed the activation of members of the CYP76 family, especially of CYP76C2 (≈ 50 times). The functional characterization of CYP76C2, has been the objective of this thesis. After confirmation of the selective activation of CYP76C2 by pathogens, the phenotype of its insertion and overexpressor mutants was characterized under infection by Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000, P. syringae pv. tomato DC3000 avrRpm1 and Botrytis cinerea. In order to identify the metabolic pathway involving CYP76C2, targeted and non-targeted metabolic profiling was focused on differentially accumulated compounds in the different mutants after infection. Whereas subtle differences of response of the CYP76C2 mutant lines in response to pathogens seemed to confirm its involvement in response to biotic stress, phenotypes strikingly different from those of wild-type plants were not observed. A non-targeted analysis by UPLC-MS (Orbitrap) identified a compound absent in the cyp76c2 line that may correspond to an oxygenated C11 conjugate (raw formula C17H28O9), but its structure was not identified. CYP76C2 thus does not seem directly involved in the synthesis of a molecule crucial for defense responses, but more likely has a role in the synthesis of a potentially redundant specialized defense compound or in a detoxification process.

Les ARN double brin (ARNdb) sont les molécules clés initiatrices du RNA silencing, à partir desquelles les différentes classes de petits ARN (sRNAs), conférant la séquence spécificité de ce mécanisme, vont être produit. Chez la plante modèle Arabidopsis thaliana, le clivage des divers ARNdb en sRNAs est opéré par quatre enzymes de type RNase III, nommées DCL1 à DCL4, dont l’activité peut être assistée par des protéines fixant l’ARNdb (DRBs). Au cours de cette thèse, j’ai pu caractériser la fonction d’une nouvelle DRB, DRB7.2. Les résultats obtenus m’ont permis de démontrer que cette protéine régule la production d’une classe particulière de sRNAs endogènes, les endoIR-siRNAs, en séquestrant spécifiquement leurs précurseurs ARNdb, inhibant ainsi leur clivage par les différents DCLs. En parallèle, j’ai également développé des outils moléculaires afin d’étudier le mode d’action du DCL le plus polyvalent chez les plantes, DCL4. La caractérisation détaillée de ces outils a permis de révéler le rôle clé de déterminant structuraux distinct (protéiques ou nucléiques) impliqués dans la spécificité de reconnaissance et de clivage des divers substrats ARNdb par cette enzyme. / RNA silencing is initiated by double-stranded RNA (dsRNA) molecules that will be processed into various classes of small RNAs (sRNAs), which confer the sequence-specificity of this mechanism. In the model plant Arabidopsis thaliana, dsRNA processing is mediated by four distinct RNaseIII-like enzymes, named DCL1 to DCL4, which can be assisted by dsRNA-binding proteins (DRBs). During my PhD, I was able to characterize in details the function of a new DRB protein, DRB7.2. Our results revealed that this protein regulates the accumulation of a specific class of endogenous sRNAs, the endoIR-siRNAs, by selectively sequestering their dsRNA precursors and inhibiting their cleavage by the DCLs. In parallel, I also developed molecular tools to study the mode of action of the most versatile DCL in plants, DCL4. Detailed characterization of these tools revealed key roles of distinct structural determinants (at the protein or RNA level), implicated in the specificity and cleavage efficiency of the various dsRNA susbtrates by DCL4.

La technique d’introgression par backcross est utilisée dans les programmes de sélection pour introduire des facteurs de résistance issus de Muscadinia rotundifolia chez la vigne cultivée, Vitis vinifera, tout en éliminant ses défauts culturaux et organoleptiques. Cependant, les croisements entre les deux espèces sont difficiles. C’est pourquoi il est nécessaire d’identifier (1) les caractéristiques génomiques limitant les croisements entre les deux espèces, (2) les caractères spécifiques de M. rotundifolia à éliminer. Pour cela, la morphologie, la phénologie et les métabolites secondaires des feuilles et des baies de chaque espèce ont été comparés pour identifier les caractères spécifiques de M. rotundifolia. Des cartes génétiques à haute-densité ont été établies pour trois populations de différents niveaux de pseudo-backcross et l’origine de chaque segment chromosomique a été déterminée. Les variations du taux de recombinaison le long des chromosomes et le déterminisme génétique des caractères spécifiques de M. rotundifolia ont été étudiés. / Backcross-based introgression has been used in French breeding programmes to transfer resistance factors from Muscadinia rotundifolia into cultivated grapevine Vitis vinifera while eliminating the unwanted cultural traits and off-flavours. However, crosses between the two species have a low success rate. In this context, it is essential to identify (1) the genomic features that impede crosses between the two species, (2) the traits specific to M. rotundifolia that have to be eliminated during crosses. To this end, morphology, phenology and metabolites of leaves and berries were compared in accessions of both species to identify traits specific to M. rotundifolia. Genotyping-by-sequencing was used to establish high-density genetic linkage maps of three mapping populations generated by pseudo-backcrosses and to determine the origin of each segment of the chromosomes. These maps were used to study variation of recombination rate along the chromosomes and to establish the genetic determinism of the traits specific to M. rotundifolia.

Développer des plantes résistantes aux pathogènes nécessite d’identifier des sources de résistance, de les introduire dans le fonds génétique souhaité et de s’assurer de leurs performance et durabilité. Par l’étude de 2 pathosystèmes distincts, ces travaux de thèse m’ont permis d’appréhender ces différentes étapes.Le pathosystème tomate-bégomovirus présente un intérêt économique important. Une étude par transgénèse suggère que la surexpression de SlNAC1 (codant un facteur de transcription) est bien impliquée dans des mécanismes de résistance au bégomovirus, probablement en activant les mécanismes de résistance systémique acquise. Cette surexpression semble s’accompagner d’un retard de croissance, incompatible avec une utilisation en amélioration des plantes. Le pathosystème tomate-potyvirus permet de comparer au sein d’une même espèce des allèles de résistance naturels et induits, reposant sur des mutations affectant un facteur d’initiation de la traduction eIF4E1. Les travaux menés sur ces allèles ont permis de mettre en lumière une redondance au sein de la petite famille multigénique eIF4E vis-à-vis de la résistance, impliquant eIF4E2 dans les mécanismes de sensibilité et sont en faveur de l’utilisation d’allèles de résistance fonctionnels. De plus, l’introgression de l’allèle naturel dans une lignée de tomate possédant déjà d’autres gènes de résistance aux pathogènes s’accompagne d’une érosion du spectre de résistance dû à un contournement massif par la souche PVY-LYE84.Nos travaux soulignent ainsi les précautions à prendre lors de la mise en place de résistances génétiques ainsi que la nécessité de concilier ces approches avec l’étude du développement de la plante. / The development of plants resistant to need to identify sources of resistance, to introduce them into the desired genetic background and subsequently to monitor their performance and durability. By studying two distinct pathosystems, this thesis work has allowed me to address those three stages.The tomato-begomoviruses pathosystem presents a significant economic interest. Transgenic approach suggests that SlNAC1 (coding for a transcription factor) is involved in resistance mechanisms to begomoviruses, probably by triggering systemic acquired resistance. Besides, the SlNAC1 overexpression seems to be associated with growth retardation, a side-effect incompatible with its use in plant breeding.The tomato-potyviruses pathosystem allowed the comparison within the same species of both natural and induced resistance alleles, associated with mutations affecting the translation initiation factor eIF4E1. Work on those alleles highlighted a redundancy effect within the eIF4E small multigenic family toward resistance, affecting eIF4E2 and favouring the use of functional resistance alleles in resistance. In parallel, the introgression of thebroad-spectrum resistance natural allele was introgressed into a tomato line that already possess other pathogen resistance genes is accompanied by an erosion of the resistance spectrum, due to a massive resistance breakdown by the PVY-LYE84 strain.Altogether, this current work highlight cautions to be taken for introducing resistance genes as well as stressing the importance of combining those approaches with the study of plant development.

Sur l’épiderme des feuilles des végétaux supérieurs, se trouvent des pores appelés stomates et composés de deux cellules spécialisées, les cellules de garde. La régulation des mouvements stomatiques en réponse aux signaux de l’environnement permet le contrôle des échanges gazeux de la plante avec l’atmosphère. Ces mouvements sont dus à des variations rapides de la turgescence des cellules de garde. Les H+-ATPases sont des pompes à protons situées sur la membrane plasmique des cellules des végétaux. En excrétant les ions H+ dans l’apoplasme, ces protéines génèrent une force protomotrice capable de fournir l’énergie nécessaire à l’activation de canaux et transporteurs ioniques membranaires. Ce processus permet de contrôler la turgescence des cellules de garde. Des analyses d’expression nous ont permis d’identifier les trois isoformes d’H+-ATPases, AHA1, AHA2 et AHA5, exprimées dans la cellule de garde. Des études in silico nous ont révélé qu’en dépit d’une forte proximité génétique, ces trois protéines semblent être impliquées dans des voies de signalisation différentes. La caractérisation phénotypique d’une collection de mutants affectés dans l’expression de chacune des isoformes nous a permis de mettre en évidence qu’AHA1 est l’H+-ATPase spécifique de la réponse stomatique à la lumière bleue et que la perte d’expression de cette isoforme confère à la plante une croissance plus faible et une meilleure tolérance à la sécheresse que le sauvage. Enfin, nous avons confirmé par des études d’électrophysiologie et par l’élaboration de sondes fluorescentes pH-sensibles l’implication directe d’AHA1 dans la voie de signalisation de la lumière bleue dans la cellule de garde. / Stomata are pores laocated on high plant leaf epidermis and formed by two specialized guard cells. Stomatal movement regulation in response to environment allows the control plant-atmosphere gas exchanges. Stomatal movements are ruled by rapid turgor changes in guard cells. H+-ATPases are proton pomps expressed on plant cell plasma membrane. By extruding H+ in the apoplast, these proteins generate a protomotive force able to activate secondary ionic transporters and channels. This process leads to changes in ion homeostasy and in fine to turgor changes in the guard cell. Expression analyses allowed us to identify the three AHAs isoforms expressed in the guard cell : AHA1, AHA2 and AHA5. In silico study indicates that despite the high identity percentage between the three proteins, they seem involved in differents signalisation pathways. Phenotypic characterization of mutants impaired in the expression of each AHAs allowed us to conclude that AHA1 is specific for the blue light stomatal response. Furthermore, the lack of AHA1 leads to a lower growth and a better tolerance to drought stress of aha1 mutant compare to the wild type. Sugar metabolism studies in aha1 mutant gave us informations on the compensatory mecanism for stomatal opening in this mutant. Finally, we confirmed by electrophisiologcal studies and by fluorescent pH sensitive probes elaboration, the specific involvement of AHA1 in blue light signalisation pathway in the guard cell.

En conditions de stress biotiques et abiotiques la production de plusieurs espèces réactives de l’oxygène (ERO) dans différents compartiments spécialisés de la cellule végétale est inévitable. L’oxygène singulet (1O2) a été identifié comme la principale ERO produite dans le chloroplaste au cours d’un stress lumineux. Cette ERO est très réactive et a une durée de vie courte d’environ 3 s dans les tissus biologiques, ce qui amène à penser que l’oxygène singulet agit principalement par cytotoxicité. Cependant, il a été récemment établi que l’oxygène singulet fonctionne aussi comme une molécule signal impliquée dans la signalisation rétrograde chloroplaste-noyau conduisant soit à la mort cellulaire programmée, soit à l’acclimatation. En raison des propriétés particulières de l’oxygène singulet, il est peu probable que cette ERO voyage en dehors du chloroplaste pour induire des changements d’expression de gènes nucléaires. Une possibilité est que l’oxygène singulet agisse via des médiateurs. Nous avons identifié un produit d’oxydation du β-carotène, le dihydroactinidiolide (dhA), comme intermédiaire dans la voie de signalisation de l’oxygène singulet, qui agit d’une manière similaire à un autre produit d’oxydation du β-carotène, le β-cyclocitral, précédemment identifié comme intermédiaire dans la voie de signalisation de l’oxygène singulet. Nous avons aussi mis en évidence le rôle dans la voie de signalisation régulée par le β-cyclocitral de la protéine MBS1 (METHYLENE BLUE SENSITIVITY 1), et montré que la mort cellulaire programmée induite par l’oxygène singulet chez l’Arabidopsis est controllée par une serine-threonine kinase, OXI1 (OXIDATIVE SIGNAL INDUCIBLE 1). / During biotic and abiotic stress conditions, the production of several reactive oxygen species (ROS) at different specialized compartments of the cell is inevitable. Singlet oxygen (1O2) was identified to be the predominant ROS produced in the chloroplast during high light stress. This molecule is highly reactive, with a short life time of about 3 µs in biological tissues. Such properties make believe that the predominant effect of 1O2 in plants is cytotoxicity. However, 1O2 has been identified to function as a chloroplast-to-nucleus retrograde signaling molecule, leading to acclimation or programmed cell death (PCD). Cognizant of the properties of 1O2, it is most unlikely to travel directly from the chloroplast to the nucleus to signal changes in nuclear gene expression. One possibility is that 1O2 carries out this signaling function with the help of mediators. We identify a β-carotene oxidation product, dihydroactinidiolide (dhA) as a 1O2 signaling intermediate, which function similarly to the β-carotene oxidation product β-cyclocitral, previously identified to be a mediator of 1O2 plastid-nuclear retrograde signaling in Arabidopsis. We reveal a dependence of the β-cyclocitral-mediated signaling pathway on the MBS1 (METHYLENE BLUE SENSITIVITY 1) protein, and show that Programmed cell death induced by 1O2 is mediated by the serine-threonine kinase, OXI1(OXIDATIVE SIGNAL INDUCIBLE 1).

Chez les mammifères l’initiation de la traduction et, plus particulièrement, la formation du complexe eIF4F, est principalement régulée par la protéine kinase TOR (Target of rapamycin). Cette voie de régulation fait intervenir les protéines 4E-BP (eIF4E-binding proteins) dont l’activité est modulée par la phosphorylation par TOR. Sous leur forme non-phosphorylée, les 4E-BP se lient au facteur d’initiation eIF4E, empêchent son recrutement dans le complexe eIF4F et inhibent ainsi l’initiation de la traduction. Phosphorylées par TOR, les 4E-BP perdent leur affinité pour eIF4E et sont remplacées par eIF4G ce qui active la traduction. La régulation de l’initiation de la traduction par TOR via 4E-BP a été bien décrite dans plusieurs modèles eucaryotes, tels que la levure, les insectes et les mammifères, mais reste encore obscure chez les plantes. Les recherches réalisées au cours de ma thèse ont permis l’identification de deux protéines homologues de 4E-BP chez Arabidopsis. Ces protéines, que nous avons appelées ToRP1 et ToRP2 (TOR Regulatory Proteins), sont caractérisées par la présence d’un motif consensus indispensable pour la liaison à eIF4E, et qui existe chez les protéines 4E-BP des mammifères ainsi que chez eIF4G et eIFiso4G d’Arabidopsis. La protéine ToRP1 est capable d’interagir spécifiquement avec eIF4E, mais aussi avec TOR via son extrémité N-terminale en système double-hybride de levure. ToRP1 et ToRP2 ont également été caractérisées comme étant des cibles directement phosphorylées par TOR chez Arabidopsis. Deux sérines, en position 49 et 89 dans la protéine ToRP1, ont été identifiées comme des sites potentiels de cette phosphorylation. De plus, l’état de phosphorylation de ces sites affecte l’interaction avec eIF4E en système double-hybride de levure. Par ailleurs, des plants d’Arabidopsis déficients en ToRP1 et ToRP2 renforcent la traduction strictement coiffe-dépendante de l’ARNm CYCB1;1, alors que la surexpression de ToRP1 ou de ToRP2 réprime sa traduction. Ces résultats suggèrent donc que les protéines ToRP, identifiées chez Arabidopsis, sont de nouvelles cibles directes de TOR, qui, par leur phosphorylation, régule l’initiation de la traduction coiffe-dépendante. / The target of rapamycin (TOR) is an evolutionarily conserved kinase that is a critical sensor of nutritional and cellular energy and a major regulator of cell growth. TOR controls cap-dependent translation initiation, in particular the assembly of the eIF4F complex, by modulating the activity of eIF4E-binding proteins (4E-BPs). In their unphosphorylated state 4E-BP proteins sequester eIF4E and repress translation. Upon phosphorylation by TOR, 4E-BPs have a low affinity binding to eIF4E and are replaced by eIF4G thus activating translation initiation. 4E-BPs have been discovered in yeast and mammals but remain to be obscure in plants. Here, we identified and characterized two Arabidopsis proteins termed TOR Regulatory Proteins (ToRPs 1 and 2) that display some characteristics of mammalian 4E-BPs. ToRP1 and ToRP2 contain a canonical eIF4E-binding motif (4E-BM) found in mammalian 4E-BPs and Arabidopsis eIF4G and eIFiso4G. ToRP1 interacts with eIF4E, and, surprisingly, the N-terminal HEAT domain of TOR in the yeast two-hybrid system. ToRP1 and ToRP2 are highly phosphorylated at several phosphorylation sites in TOR-dependent manner in planta. Two of these phosphorylation sites have been identified as—S49 and S89—their phosphorylation status modulates ToRP1 binding to eIF4E in the yeast two-hybrid system. In plant protoplasts, ToRP2 can function as translation repressor of mRNAs that are strictly cap-dependent. Our results suggest that ToRPs can specifically bind the Arabidopsis cap-binding proteins (eIF4E/eIFiso4E) and regulate translation initiation under the control of TOR

SoxR est un régulateur transcriptionnel à centre [2Fe-2S] qui induit une réponse adaptative permettant à E. coli de résister aux composés redox actifs, générateurs de stress superoxyde. En présence de composés redox actifs, le centre [2Fe-2S] de SoxR est oxydé ce qui lui permet d’activer l’expression du gène soxS codant pour un régulateur transcriptionnel activant l’expression d’une centaine de gènes. Parmi les gènes du régulon SoxRS on trouve ceux permettant de résister au superoxyde mais aussi aux antibiotiques. J’ai montré qu’en présence de phénazine méthosulfate (PMS), un composé redox actif, la machinerie de biogénèse des centres Fe-S utilisée pour la maturation de SoxR est différente suivant les conditions environnementales. En effet, en aérobie la maturation de SoxR est assurée par la machinerie SUF, alors qu’en anaérobie c’est la machinerie ISC qui intervient. J’ai également étudié l’importance de SoxR, et des machineries ISC et SUF, dans la résistance aux antibiotiques induite par la présence de PMS. J’ai montré qu’en présence de PMS, E. coli peut résister à la norfloxacine, par un mécanisme SoxR dépendent, et ceci quelque soit la machinerie de biogénèse des centres FeS présente. D’autre part, j’ai étudié l’impact des conditions environnementales, comme la teneur en CO2 dans l’atmosphère sur la capacité d’ E. coli à résister au stress oxydant. J’ai testé, expérimentalement les prédictions obtenues par un modèle d’équations différentielles permettant de simuler la concentration des ROS dans la cellule. J’ai montré que le CO2 a un effet de protection lors d’un stress au H2O2 probablement en capturant les HO• produits par la réaction de Fenton. / SoxR is a [2Fe-2S] cluster-containing transcriptional regulator that mounts the adaptive response allowing E. coli to tolerate superoxide-propagating compounds. When cells are exposed to redox cycling drugs the Fe-S cluster of SoxR undergoes a reversible univalent oxidation to yield the oxidized active protein. The only known target of SoxR is the soxS gene that is itself a transcriptional regulator activating the expression of more than 100 genes including those for superoxide and antibiotic resistance. I showed that the machinery used to mature SoxR under phenazine methosulfate (PMS) exposition, a redox cycling drug, was different depending on the environmental conditions used. In aerobiosis, the SUF machinery ensured SoxR maturation, while in anaerobiosis the ISC machinery was required. I also monitored the implication of SoxR, the ISC and SUF machineries, in antibiotic resistance induced by PMS exposition. I showed that E. coli can resist to norfloxacin under PMS exposition in a SoxR-dependent manner whatever the Fe-S cluster biogenesis machinery available. Last, I studied the impact of environmental conditions, such as atmospheric CO2 concentration, on the ability of E. coli to cope with oxidative stress. I have experimentally tested the predictions obtained by a mathematical model that simulates ROS dynamics. I showed that carbon dioxide has a protective effect on hydrogen peroxide stress likely by scavenging the radical hydroxyl produced by the Fenton reaction.