Chez Arabidopsis thaliana, Les gènes d'ARN 5S sont regroupés en blocs situés dans l'hétérochromatine péricentromérique des chromosomes 3,4 et 5. La transcription des gènes d'ARN 5S est régulée par des facteurs épigénétiques altérant notamment leur structure chromatinienne. Une étude a été menée durant les premières étapes du développement post-germinatif pour identifier les évènements et des facteurs conduisant à l'élaboration de telles structures. Nous avons pu observer une décompaction de l'ADNr 5S immédiatement suivie d'une recondensation. Ces phénomènes impliquent respectivement ROS 1 et l'ARN polymérase IV. L'étude des formes Pol IVa et Pol IVb nous indique que Pol IVb, en plus de son activité partenaire de Pol IVa, possède une action spécifique dédiée au locus d'ADNr 5S du chromosome 4. Cette nouvelle activité de Pol IVb, qui est indispensable au silencing et à la compaction de ce locus, semble indépendante de la voie classique de méthylation de l'ADN dépendante des ARN.

Chez Arabidopsis thaliana, les gènes d'ARNr5S, transcrits par l'ARN polymérase III, sont présents à environs 1000 copies regroupées en blocs situés au niveau de l'hétérochromatine péricentromérique des chromosomes 3,4 et 5. Le chromosome 5 porte un locus d'ADNr 5S sur chacun de ses bras. Seuls les loci du chromosome 4 et du bras gauche du chromosome 5 contiennent des gènes d'arn 5S transcrits. La population d'ARNr 5S est hétérogène chez Arabidopsis et se caractérise par la présence d'un ARNr 5S dit "majoritaire", représentant plus de 90% des transcrits 5S de la cellule, et d'ARN 5S "minoritaires" différant du transcrit 5S majoritaire par une ou deux substitutions nucléotidiques. Dans le cadre de l'étude de la régulation génétique de l'expression des gènes d'ARN 5S, nous avons identifié cloné et caractérisé TFIIIA d'Arabidopsis, qui est le facteur de transcription spécifique des gènes d'ARNr 5S. Lors de cette étude, nous avons également identifié un produit d'épissage alternatif du gène TFIIIA, codant une protéine plus courte que TFIIIA dans sa partie N-terminale dénomée TFIIIAbis. L'analyse de lignées RNAi ciblant TFIIIAbis et des expériences de transcription in vitro, ont suggéré que l'TFIIIAbis aurait un effet positif sur le taux global des ARNr 5S, probablement en stabilisant ces ARN. Nous avons aussi mené une étude de la régulation épigénétique de l'expression des gènes d'ARNr 5S. Ainsi, nous avons démontré l'implication de la méthylation de l'ADN dans la répression de la transcription des gènes d'ARNr 5S minoritaires. L'expression de ces gènes est aussi contrôlée par la voie de répression transcriptionnelle indépendante de la méthylation ADN dont MOM1 fait partie. Nous avons identifié un nouveau type de transcrits provenant de gènes d'ARNr 5S, appelés ARNr 5S-210. De la même façon que les ARNr 5S minoritaires, l'expression des ARNr 5S-210 est contrôlée par la méthylation de l'ADN et par la voie de répression contenant MOM1. Enfin, nous montrons que toutes les séquences répétées hétérochromatiques, à l'exception des éléments transposables, sont soumises à ces deux voies de répression

Les communautés du coralligène dominées par des gorgonaires ont été sévèrement affectées par des évènements de mortalités massives liés au réchauffement de la Méditerranée. Pour évaluer la contribution des bactéries associées à l’holobionte Paramuricea clavata à son fonctionnement et sa santé, il est apparu primordial de caractériser le compartiment microbien naturel de ce gorgonaire tempéré.Dans ce contexte, l’objectif général de cette thèse était de décrire les interactions existant entre la gorgone rouge P. clavata et ses bactéries associées en Méditerranée nord-occidentale. Les analyses entreprises par des techniques culture-indépendantes basées sur l’analyse des ADN ribosomiques 16S bactériens ont inclus (i) la caractérisation de la variation spatio-temporelle des communautés bactériennes, (ii) la localisation des bactéries dans les tissus de l’hôte, (iii) l’évaluation de la stabilité des associations gorgones-bactéries en conditions de stress et (iv) la détermination de la spécificité d’hôte des bactéries dominantes entre différentes espèces de gorgonaires sympatriques (Eunicella singularis, Eunicella cavolini et Corallium rubrum). Les résultats obtenus ont établi que P. clavata et son microbiote forment un holobionte au sein duquel hôte et bactéries vivent en étroite association, stable dans le temps et l’espace ou en conditions de stress. Les communautés bactériennes associées sont principalement endosymbiotiques et dominées par un ribotype bactérien appartenant à un genre nouveau de la famille des Hahellaceae qui semble présenter une forte spécificité d’hôte. Ces résultats suggèrent un rôle particulier de ce genre bactérien chez les holobiontes gorgonaires. / Coralligenous communities dominated by gorgonian species have been severely affected by diseases and mass mortality events linked to the current warming trends reported for the Mediterranean Sea. The characterization of the natural microbial compartment of this temperate gorgonian species becomes a crucial step in the evaluation of the bacterial contribution to health and functioning of the Paramuricea clavata holobiont.Under these circumstances, the global aim of this PhD work was to describe the interactions existing between the red gorgonian P. clavata and its associated bacteria in the Northwestern Mediterranean basin. The culture-independent analyses based on the bacterial 16S ribosomal DNA included (i) the characterization of spatiotemporal variation of the bacterial communities, (ii) the localization of the bacteria within host tissues, (iii) the evaluation of the stability of gorgonian-bacterial associations under stress conditions and (iv) the determination of the host-specificity of dominant bacteria in different sympatric gorgonian species (Eunicella singularis, Eunicella cavolini and Corallium rubrum).The results of this study highlighted that P. clavata and its microbiota form a holobiont in which host and bacteria live in close association. This association is spatiotemporally stable and maintained under stress conditions. Associated bacterial communities are mostly endosymbiotic and dominated by a bacterial ribotype belonging to a new genus within the Hahellaceae family that seems to be host-specific. These results suggest a particular role of this bacterial genus in the gorgonian holobionts.

La tribu d'Oleeae (Oleaceae) est un modèle biologique très intéressant pour étudier la diversification et les patterns d'évolution moléculaire chez les plantes. Les reconstitutions de l'histoire évolutive et phylogénétique des relations entre ses espèces ont été au cœur de cette thèse. Ce travail a conduit à des progrès significatifs dans la résolution des relations phylogénétiques au sein de la tribu à différents niveaux taxonomiques. Nous avons démontré que l'utilisation d'une approche de "Genome Skimming" est très appropriée pour générer plastomes complets (ptDNA) et de l'ADN ribosomal nucléaire (nrDNA), même sur un échantillon d'herbier. Nous avons montré l'utilité du ptDNA pour reconstruire la première ossature phylogénétique robuste pour la tribu, et fourni de nouvelles connaissances sur l'histoire biogéographique et sur l'évolution de certains traits. Nous avons aussi montré que l'évolution de la composition en bases du nrDNA peut être influencée par des facteurs climatiques. / The Oleeae tribe (Oleaceae) is a very interesting biological model to investigate plant diversification and molecular evolution patterns. However, a comprehensive phylogeny is missing to accurately describe the evolutionary and biogeographic history of this tribe. Reconstructions the Oleeae evolutionary history and the phylogenetic relationships between its species were the core of this thesis. This work has led to significant progress in resolving the phylogenetic relationships within the tribe at different taxonomic levels. We demonstrated that the use of a shotgun approach is a highly suitable method to generate complete plastomes (ptDNA) and nuclear ribosomal DNA (nrDNA), even on herbarium sample. We showed the usefulness of ptDNA to reconstruct highly resolved phylogeny of Oleeae and provided new insights into the biogeographic history and the evolution of some traits. We also showed that the evolution of nrDNA base-composition seems to be influenced by environmental factors.

Le nucléole est le site de biogenèse des ribosomes, qui commence par la transcription des gènes d’ARN ribosomique (ARNr). Cependant, le nucléole est également impliqué dans d'autres processus cellulaires, comme l’organisation 3D du génome. Ainsi, des régions génomiques appelées NADs pour Nucleolus-Associated chromatin Domains, ont été identifiées dans des cellules animales et végétales. Ces régions sont surtout hétérochromatiques et les gènes associés ont tendance a être peu ou pas transcrits. Un des objectifs de ma thèse a été d’étudier l’implication du nucléole dans l’organisation de la chromatine au sein du noyau et la régulation transcriptionnelle de gènes transcrits par l’ARN Polymérase II chez Arabidopsis thaliana. Par ailleurs, parmi les centaines de copies de gènes d’ARNr, uniquement une fraction participe au processus de biogenèse des ribosomes. Dans un second temps, j’ai donc étudié le rôle de ces copies inactives. On a pu démontrer que l’absence des gènes d’ARNr inactifs n’engendre pas de changements majeurs dans la fonction nucléolaire. Par contre, ces copies participent à la stabilité du génome. En effet, en leur absence, des duplications génomiques allant jusqu’à plusieurs centaines de kilobases s’accumulent, entraînant des duplications de gènes et des différences du niveau d’expression de ces derniers. Finalement, les effets de ces changements structuraux sur la biologie de la plante sont discutés. / The nucleolus is the site of ribosome biogenesis, which begins with the transcription of ribosomal RNA (rRNA) genes. However, the nucleolus is also involved in other cellular processes, such as the 3D genome organization. Thus, genomic regions called NADs for Nucleolus-Associated chromatin Domains, have been identified in animal and plant cells. These regions are mostly heterochromatic and the associated genes tend to be poorly transcribed. One of the objectives of my thesis was to study the involvement of the nucleolus in the 3D genome organization and the transcriptional regulation of genes transcribed by RNA Polymerase II in Arabidopsis thaliana. In addition, only a fraction of rRNA gene copies participates in the process of ribosome biogenesis. In a second time, I studied the role of the inactive rRNA gene copies. We show that in their absence, there is no major changes in the nucleolus function. However, these copies contribute to genome stability. Indeed, in their absence, up to several hundred of kilobases long duplication events accumulate, resulting in the duplication and the differential expression of hundreds of genes. Finally, the impact of these structural changes on the plant biology are discussed.

La réparation par excision de nucléotides (NER) garantit l'intégrité du génome lors de l'exposition aux rayons UV. Après irradiation aux UV, un des premiers problèmes rencontrés par la cellule est l'arrêt général de la transcription dû au blocage de l'ARN polymérase II (ARNP2) au niveau des lésions UV. Pour régler ce problème, le NER possède une voie de réparation spécifiquement couplée à la transcription (TCR). Les connaissances concernant le NER ont été obtenu via des études sur la transcription par l'ARNP2. Cependant, dans les cellules à fort métabolisme, plus de 60% de la transcription correspond à la transcription, dans le nucléole, de l'ADN ribosomique (ADNr) par l'ARN polymérase I (ARNP1). De nombreuses protéines sont absence du nucléole, c'est pourquoi certains processus nucléaires ne peuvent avoir lieu dans cette structure. Afin d ‘être répliqué et réparé, l'ADNr se déplace à la périphérie du nucléole. Malgré l'importance de la transcription par l'ARNP1, la réparation de l'ADNr a été peu étudiée chez l'homme. De plus, à notre connaissance, aucune étude ne s'est penchée sur le mécanisme moléculaire du déplacement de l'ADNr à la périphérie du nucléole. Notre étude démontre l'implication de la TCR dans la réparation de l'ADNr après lésions UV induites. De plus, nos recherches ont démontré que l'ARNP1 reste accrochée à l'ADNr et sont tous les deux délocalisés à la périphérie du nucléole après irradiation aux UV. Enfin, nous avons identifié l'actin et la moysine I nucléaires comme facteurs protéiques nécessaire à cette délocalisation / Nucleotide excision repair (NER) guarantees genome integrity and proper cellular functions against UV-induced DNA damage. After UV irradiation, one of the first burden cells have to cope with is a general transcriptional block caused by the stalling of RNA polymerase II (RNAP2) onto distorting UV lesions. To insure UV lesions repair specifically on transcribed genes, NER is coupled with transcription in an extremely organized pathway known as Transcription-Coupled Repair (TCR). Most of the knowledge about TCR has been gathered from RNAP2 transcription. However, in highly metabolic cells, more than 60% of total cellular transcription results from ribosomal DNA (rDNA) transcription, by the RNA polymerase I (RNAP1), which takes place in the nucleolus. Many nuclear proteins are excluded from the nucleolus and because of this some nucleolar processes cannot occur inside this structure. In order to be replicated and repaired rDNAs need to be displaced at the nucleolar periphery. Despite the importance of RNAP1 transcription, repair of the mammalian transcribed rDNA has been scarcely studied. Moreover, to the best of our knowledge no molecular mechanism has been proposed for rDNA displacement. Our study clearly demonstrated that the full TCR machinery is needed to repair UV-damaged rDNA and restart RNAP1 transcription. Our results show that UV lesions block RNAP1 transcription and that RNAP1 is firmly stalled onto rDNAs without being degraded. Our study also describes the displacement of the RNAP1/rDNA complex to the nucleolar periphery after UV irradiation and identifies both nuclear ß-actin and nuclear myosin I as factors required for this displacement

L’intégrité de l’ADN est continuellement remise en question par divers agents endogènes et exogènes (p. ex., la lumière ultraviolette, la fumée de cigarette, la pollution de l’environnement, les dommages oxydatifs, etc.) qui causent des lésions de l’ADN qui interfèrent avec les fonctions cellulaires correctes. Le mécanisme de réparation par excision de nucléotides (NER) supprime les adduits d’ADN déformantes l’hélice tels que les lésions induites par les UV et il existe dans deux sous voies distinctes selon l’endroit où les lésions de l’ADN sont situées dans le génome. L’une de ces sous voies est directement liée à la transcription de l’ADN (TCR) par l’ARN Polymérase 2 (ARNP2). Dans la première partie de ce travail, nous avons démontré qu’un mécanisme NER entièrement compétent est également nécessaire pour la réparation de l’ADN ribosomique (ADNr), transcrite par ARN Polymérase 1 (ARNP1) et représentant 60 % de la transcription cellulaire totale. De plus, nous avons identifié et clarifié le mécanisme de deux protéines responsables du repositionnement nucléolaire dépendant des UV de l’ARNP1 et de l’ADNr observé pendant la réparation. Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons étudié la fonctionne moléculaire de la protéine XAB2 lors de la réparation NER et nous avons démontré son implication dans le processus TCR. De plus, nous avons également montré la présence de XAB2 dans un complexe d’épissage du pré-ARNm. Enfin, nous avons décrit l’impact de XAB2 sur la mobilité de l’ARNP2 lors des premières étapes de la réparation TCR, suggérant ainsi un rôle de XAB2 dans le processus de reconnaissance des lésions / The integrity of DNA is continuously challenged by a variety of endogenous and exogenous agents (e.g. ultraviolet light, cigarette smoke, environmental pollution, oxidative damage, etc.) that cause DNA lesions which interfere with proper cellular functions. Nucleotide Excision Repair (NER) mechanism removes helix-distorting DNA adducts such as UV-induced lesions and it exists in two distinct sub-pathways depending where DNA lesions are located within the genome. One of these sub pathways is directly linked to the DNA transcription by RNA Polymerase 2 (TCR). In the first part of this work, we demonstrated that a fully proficient NER mechanism is also necessary for repair of ribosomal DNA, transcribed by RNA polymerase 1 and accounting for the 60 % of the total cellular transcription. Furthermore, we identified and clarified the mechanism of two proteins responsible for the UV-dependent nucleolar repositioning of RNAP1 and rDNA observed during repair. In the second part of this work, we studied the molecular function of the XAB2 protein during NER repair and we demonstrated its involvement in the TCR process. In addition, we also shown the presence of XAB2 in a pre-mRNA splicing complex. Finally, we described the impact of XAB2 on RNAP2 mobility during the first steps of TCR repair, thus suggesting a role of XAB2 in the lesion recognition process

Des prospections réalisées en Equateur (Amazonie et côte pacifique) ont permis la collecte d'un matériel entomologique abondant et diversifié, notamment chez les Psychodopygina. Nos travaux ont permis de réaliser plusieurs travaux de systématique, essentiellement moléculaire. Afin de tester les hypothèses phylogénétiques développées par Galati (2010), nous avons conduit une étude de phylogénie moléculaire chez les Psychodopygina. Basée sur les séquences des domaines D1, C2 et D2 de l'ADNr 28S et sur celles d'une partie du cytochrome b de l'ADNmt, elle inclut 49 espèces représentant les sept genres de la sous tribu et la majorité des sous-genres et séries. Les marqueurs ribosomiques sont mieux adaptés à la problématique que le marqueur mitochondrial. Le genre Psychodopygus est monophylétique. En raison du positionnement de Ny. richardwardi parmi les Trichophoromyia, nous concluons à la paraphylie des genres Nyssomyia et Trichophoromyia. Le genre Psathyromyia est également paraphylétique, tout comme le genre Martinsmyia. Le genre Bichromomyia serait le groupe frère du genre Psychodopygus et la validité du genre Vianniamyia, inclus dans le genre Psathyromyia doit être discutée. Des phylogénies moléculaires plus terminales ont été réalisées par comparaison de séquences de l'ITS2, de l'EF-1α et du cytochrome b.Chez les Psychodopygus de la série Guyanensis, une étude moléculaire couplée à une étude morphologique et morphométrique de morphotypes différents chez Ps. geniculatus, en sympatrie avec Ps. corossoniensis et Ps. luisleoni nous a conduit à décrire une espèce nouvelle pour la science : Ps. francoisleponti.Chez Pa. aragaoi, notre étude pilote basée sur l'analyse de morphotypes différents allopatriques et sympatriques renforce l'hypothèse de l'existence probable d'un complexe d'espèces chez ce taxon. Chez Ny. trapidoi, les analyses moléculaires et enzymatiques conduites sur des exemplaires clairs et foncés ne supportent pas la mise en évidence de deux populations comme cela avait été auparavant démontré. Nos approches épidémiologiques ont permis de mettre en évidence l'ADN d'Endotrypanum monterogeii chez plusieurs exemplaires de Ny. trapidoi. Si aucun phlebovirus n'a été détecté dans les échantillons étudiés, nous rapportons la présence d'un flavivirus chez Pa. abonnenci. Mots-clés: Psychodopygina, Equateur, ADN ribosomique, ADN mitochondrial, phylogénie, Endotrypanum. / Most Ecuadorian sand flies studied so far belong to Psychodopygina sub tribe and the present research uses morphometric and modern molecular techniques to answer many some questions regarding this taxon in Ecuador. We present phenetic and phylogenetic analyses based on the sequences of the domains D1, C2 and D2 of the 28S rDNA and cytochrome b mtDNA were used to test the classification of Psychodopygina sub tribe proposed by Galati (2010). Our study includes 49 species representing the seven genera included in the sub tribe and its main subgenera and series. The results support the monophyly of the genus Psychodopygus. The genera Psathyromyia, Nyssomyia and Trichophoromyia are paraphyletic. Bichromomyia is the sister group of Psychodopygus and the validity of the genus Viannamyia is doubtful because it is included inside the Psathyromyia genus. Our data strongly suggest the presence of two populations within Ps. geniculatus and the lack of intermediate forms between these two morphotypes incited us to describe a new sympatric species, Psychodopygus francoisleponti.We also carried out a pilot study based on the analysis of different allopatric and sympatric morphotypes of Pa. aragaoi which suggested the existence of a possible complex of species in this taxa.Finally, we analyzed of mitochondrial gene sequences and isoenzymes from Ny. trapidoi collecte from Ecuador and our result did not support the existence of two sibling species within as previously reported in the literature. From an epidemiological point of view, we emphasize the probable vectorial role of Nyssomyia trapidoi for Endotrypanum monterogeii. Moreover, no phlebovirus was detected in the processed sand flies whereas a flavivirus has been found in a pool of Psathyromyia. abonnenci females.Key words: Psychodopygina, Ecuador, ribosomal DNA, mitochondrial DNA, phylogeny, Endotrypanum.