Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La synthétase des acides gras (FAS) est une enzyme clef de la lipogenèse hépatique responsable de la synthèse des acides gras saturés à longue chaîne. Cette enzyme est régulée au niveau transcriptionel par les nutriments et les hormones. Ainsi, le glucose, l'insuline et la T3 augmentent son activité alors que les acides gras à moyennes chînes (MCFAs), les acides gras poly-insaturés (PUFAs) et le glucagon la diminuent. Dans des cellules hépatiques, nous avons mis en évidence que la T3 et l'insuline étaient capables d'activer de façon synergique l'activité enzymatique et le niveau d'expression des ARNm de la FAS (14 fois). L'analyse du promoteur a permis de démontrer que cette activation était aussi transcriptionnelle. Par la suite l'élément de réponse à la T3 (TRE) a été localisé dans la région promotrice du gène FAS. Ce TRE fixe un hétérodimère TR/RXR en absence d'hormone et cette fixation est augmentée en présence d'insuline et/ou de T3. L'utilisation de H7, un inhibiteur général des serines/thréonines kinases, nous a permis de mettre en évidence que des mécanismes de phosphorylation sont impliqués dans la régulation transcriptionelle de la FAS par ces deux hormones. En fait, nous avons démontré que la voie de signalisation cellulaire PI3-Kinase/ ERK1/2-MAPK est impliquée dans la régulation de la FAS par la T3 via le TRE. De plus, nous avons aussi mis en évidence un effet de l'insuline sur ce TRE qui impliquerait la même voie de signalisation ainsi qu'une voie qui pourrait aussi impliquer Akt. Les mêmes effets non génomiques de la T3 et de l'insuline sont aussi observés au niveau d'un TRE consensus de type DR4. En conclusion, nos résultats suggèrent que la T3 régule la transcription par un mécanisme d'action à la fois génomique et non génomique impliquant la voie PI3-Kinse/MAPK et que l'insuline est aussi capable de cibler ce TRE par des voies de signalisation spécifiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : FAS, T3, Insuline, PI3-Kinase, Erk1/2-MAPK.

L'organisme synthétise les lipides de novo au niveau hépatique, les transforme en triglycérides, et les stocke dans le tissu adipeux. Les lipides servent à de nombreuses fonctions biologiques essentielles, telles la synthèse de membrane ou d'hormone, mais aboutissent à un excès de masse corporelle lorsqu'il y a déséquilibre. L'acide gras synthase (FAS) est une enzyme clé de la lipogenèse. Elle synthétise le palmitate à partir d'acétyl-CoA et de malonyl-CoA en présence de nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADPH). Comprendre ses mécanismes de régulation est important dans l'optique de moduler son activité. La FAS est régulée positivement par la triiodothyronine (T₃) et l'insuline, l'effet est inhibé par les MCFA. La régulation est essentiellement transcriptionnelle. Muter le gène FAS, afin de l'éteindre, est létal. L'inhibition partielle à l'aide d'agents tel le C75 serait donc préférable. Malheureusement, en plus d'avoir des effets anorexiques réversibles pour C75, ces agents ont des effets neurotoxiques dévastateurs. L'inhibition partielle de la FAS par des nutriments, tels les acides gras à chaîne moyenne (MCFA), serait une solution. Le présent projet propose d'élucider les mécanismes moléculaires par lesquels les hormones modulées par la diète, telles l'insuline et la triiodothyronine T₃, influencent l'activité de la FAS et comment les MCFA inhibent cette stimulation hormonale. Comme l'effet hormonal ne semble pas être totalement transcriptionnel et qu'une implication du glucose au niveau post-transcriptionnel a aussi été suggérée, nous avons analysé l'effet de l'insuline et de la T₃ sur la stabilisation des ARN messagers et sur l'activité enzymatique de la FAS en utilisant des milieux à haute ou basse concentration en glucose. Cependant, nous n'avons pas observé de différence significative, peu importe la concentration de glucose dans le milieu de culture. Des études préalables ont aussi démontré un rôle de la phosphorylation sur la régulation transcriptionnelle de la FAS par l'insuline et le T₃. Nous avons investigué ce rôle sur l'activité de la FAS à l'aide d'inhibiteurs spécifiques. En utilisant PD98058, un inhibiteur spécifique de MEK, nous avons observé une implication de Erk1/2 dans l'induction de FAS. Avec LY 294002, un inhibiteur spécifique de PI3Kinase (PI3K), nous observons une inhibition de la FAS en présence de T₃, ce qui impliquerait la voie PI3K dans l'activation de la FAS induite par la T₃. Des études préliminaires ont montré que l'inhibition de la FAS par les MCFA se faisait très rapidement. Une courbe d'inhibition en fonction du temps a été effectuée et a révélé une inhibition dans les premières 30 minutes d'exposition. Des études de captation ont montré que les MCFA étaient absorbés par les hépatocytes. Un profil lipidique a montré que les MCFA sont métabolisés pour se retrouver dans la fraction lipidique correspondant aux triglycérides, qui nous a donné une idée des voies métaboliques empruntées. L'acide bétulinique, un inhibiteur de la CPTl, ainsi que l'Etomoxir, un inhibiteur de la DGAT, ne semble pas avoir d'effet sur l'inhibition de la FAS induite par les MCFA en présence d'insuline et de T₃, contrairement à la Triacsin C, un inhibiteur des acyl-CoA synthases, qui abolit l'effet inhibiteur. En dernier point, nous avons vérifié l'impact de la famille des « scavenger receptors » de classe B tels que SR-BI dans le transport sélectif et la captation de MCFA par la cellule. Ces derniers ne semblent aucunement impliqués dans le transport des MCFA contrairement à nos attentes. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : FAS, MCFA, Acyl-CoA, Insuline, T₃

Après un repas, la glycolyse, la lipogenèse et particulièrement 2 enzymes sont sollicitées : la GlucoKinase (GK) et la Fatty Acid Synthase (FAS) augmentant la biosynthèse des acides gras (AG). Une autre voie du glucose conduit à la O-GlcNAc, glycosylation assurée par l’OGT et l’OGA. Au vu de la relation entre le glucose, la O-GlcNAc et le métabolisme glucido-lipidique, la O-GlcNAc contrôle probablement l'expression et l'activité de la GK et de la FAS. L’objectif a été de caractériser la O-GlcNAc des 2 enzymes et l’impact de la modification sur leurs propriétés. Les niveaux de O-GlcNAc, de GK et de FAS ont été mesurés dans différents modèles : des foies et des hépatocytes primaires de souris et des lignées cellulaires hépatiques cultivés dans des conditions de O-GlcNAc variables. Nous démontrons que la FAS et la GK sont O-GlcNAc en fonction des conditions nutritionnelles, en corrélation avec une meilleure stabilité de la protéine. Un lien existerait entre l’apport excessif de glucose, l’augmentation de O-GlcNAc et la production d’AG conduisant à la stéatose. Les perspectives sont l’étude de la régulation de la FAS par O-GlcNAc au cours du cycle cellulaire. La FAS est primordiale dans la biosynthèse d’AG, composants majeurs des membranes plasmiques. Par conséquent, elle est dérégulée en cas de prolifération cellulaire anormale, caractéristique des cellules cancéreuses. Ce défaut de prolifération est accompagné d’une augmentation de la FAS, de l’OGT et des protéines O-GlcNAc. Nos premiers résultats montrent que l’expression de la FAS varie au cours du cycle. L’OGT y joue probablement un rôle puisque son inhibition dérégule les variations de la FAS au cours du cycle cellulaire. / After a meal, the glycolysis, the lipogenesis and particularly two enzymes are activated: Glucokinase (GK) and Fatty Acid Synthase (FAS) causing an increase in fatty acid biosynthesis. Another pathway of glucose leads to O-GlcNAc, glycosylation catalysed by O-GlcNAc transferase (OGT) and O-GlcNAcase (OGA). In view of the relationship between glucose levels, O-GlcNAc and the glucido-lipidic metabolism, the O-GlcNAc would regulate the expression and activity of GK and FAS. The aim was to characterize O-GlcNAc of GK and FAS, and the impact of this modification on their properties. O-GlcNAc, GK and FAS levels were measured in various models: livers and primary hepatocytes of mouse and liver cell lines cultured in conditions that modulate O- GlcNAc levels.We demonstrated that FAS and GK are O-GlcNAc depending on nutritional conditions in correlation with a better stability of proteins. It must exist a link between an excessive intake of glucose, increased levels of O-GlcNAc and abundant fatty acid production leading to hepatic steatosis. In the perspectives, we focused on the regulation of FAS expression by O-GlcNAc during the cell cycle. Indeed, FAS plays a pivotal role in the biosynthesis of biological membranes fatty acids. Accordingly, FAS may be dysregulated in abnormal cell proliferation, a major characteristic of cancer cells. In addition, these cells exhibit an overall increase of OGT expression and O-GlcNAc protein. Our initial results suggest that FAS has a variable expression during cell cycle. In addition, OGT and O-GlcNAc may play a role since the use of an OGT inhibitor deregulate changes in the FAS expression in different phases of the cycle.

Résumé : L’apolipoprotéine E (apoE) joue un rôle important dans le transport des acides gras (AG) via les lipoprotéines. Cependant, il existe possiblement une perturbation dans l’homéostasie des AG au niveau des lipoprotéines chez les porteurs du génotype de l’apolipoprotéine E epsilon 4 (E4+). L’objectif de cette étude est de déterminer le profil en AG dans les lipoprotéines de hautes et de faibles densités (HDL et LDL) chez les E4+ et les non-porteurs (E4-), pendant une supplémentation en AG oméga-3 (n-3) de 28 jours. Matériels et Méthodes: 80 participants (34 hommes et 46 femmes) en santé, âgés entre 20-35 ans, ont consommé 1,6 g/jour d’AG n-3 sur une période de 28 jours. Des prélèvements sanguins à jeun ont été récoltés chaque semaine. Les lipoprotéines ont été séparées par ultracentrifugation sur gradient discontinu de sucrose. Les lipides totaux des particules de HDL et de LDL ont été analysés par chromatographie en phase gazeuse. Les génotypes de l’APOE (E4+ ou E4-) ont été déterminés par la méthode de polymorphisme de longueur des fragments de restriction (RFLP) et les données ont été analysées par logiciel SAS à l’aide d’une procédure MIXED. Résultats: Les caractéristiques anthropométriques et habitudes de vies ne variaient pas significativement entre les E4+ et E4-. Le ratio d’AG n-6/n–3 était environ 17% plus élevé chez les E4+ dans les LDL (P = 0.043) pendant la supplémentation. Ceci peut être attribuable au niveau plus élevé d’AG n-6, sans changement dans le niveau d’AG n-3 chez les E4+. Une interaction génotype × temps a été trouvée pour l’acide linoléique (LA) dans les HDL ainsi qu’un effet génotype pour les AG n-6 totaux dans les HDL et LDL (P ≤ 0.05). De plus, l’acide palmitique (PA) et palmitoléïque (PAL) est plus bas chez les E4+ comparativement aux E4-. Conclusion: Le débalancement de la distribution des AG dans les HDL et LDL chez les E4+ peut être causé par une altération de la spécificité de la β-oxydation des AG chez les E4+. Plus d’investigation doit être faite à cet égard afin de confirmer ces hypothèses.

L'obésité est maintenant perçue comme un problème de santé majeur dans notre société. C'est pourquoi la compréhension des mécanismes moléculaires liés au développement de cette maladie est primordiale. Des études comparatives entre des poulets de lignées grasses et des poulets de lignées maigres ont montré que la lipogénèse hépatique était plus élevée chez les animaux gras. La Synthétase des Acides Gras (FAS) est connue comme étant responsable de la synthèse des lipides saturés à longues chaînes. Des études antérieures ont démontré que ce gène est régulé à la fois par l'état nutritionnel et hormonal. Dans ce contexte, l'objectif de la présente étude était d'examiner le rôle de l'hormone thyroïdienne (T3), et aussi d'un mélange de T3 et d'insuline, sur l'activité transcriptionnelle du gène aviaire de la FAS. Certains des éléments agissant au niveau de la réponse à l'insuline ont déjà été identifiés chez l'humain, le poulet, la souris et le rat. Afin d'identifier l'effet de la T3 et d'un mélange de T3 et d'insuline, un fragment d'ADN de 1,6 Kpb de la partie promotrice de FAS a été isolé, séquencé et cloné dans un vecteur contenant le gène rapporteur codant pour la chloramphénicol acétyl transférase (CAT). Cette construction nommée 1.6FAS-pJFCAT1 a ensuite été transfectée de façon transitoire dans les cellules HepG2 et les hépatocytes embryonnaires de poulet. Les analyses d'expression ont démontré une augmentation de l'activité du gène rapporteur codant pour CAT de 2.5 fois, suite à une stimulation de 48 heures avec 1.6µM de T3. Ce promoteur posséderait donc un élément de réponse nécessaire à la modulation par cette hormone. Des constructions contenant des délétions successives de ce grand fragment d'ADN et des alignements de séquences ont permis l'identification de la région interne localisée entre -902/ -577 pb où se retrouve l'élément de réponse à la T3, appelé TRE pour 'Thyroïd Hormone Response Element'. Des analyses de retard sur gel (EMSA) utilisant comme TRE un oligonucléotide contenant les bases -732 à -692 ont ensuite permis d'identifier des protéines se fixant sur ce fragment d'ADN en réponse à la T3, renforçant ainsi la présence possible d'un TRE. Une augmentation de l'activité CAT de 2.3 fois a d'ailleurs aussi été obtenue après 48 heures de stimulation à la T3 lors d'expériences de transfections transitoires avec la construction contenant le fragment -765/-663 placé devant le promoteur TK. Le TRE correspondrait donc à la séquence CGCCCTgtggTAACCT, séquence très différente du consensus établi et très différente des T3RE retrouvés dans la partie promotrice du gène de l'enzyme malique. Il a toutefois une forte homologie avec un TRE retrouvé dans le gène FAS chez l'humain, le poulet, la souris et le rat. Ceci semble démontrer la forte variation de ces éléments de réponse. L'analyse par retard sur gel révèle qu'en présence de T3 seulement il y a fixation du récepteur TR alors que lorsque l'insuline est aussi présente, il semble que le facteur de transcription RXR se fixe aussi. Ceci suggérerait l'idée que la formation d'hétérodimères TR/RXR serait grandement favorisée en présence d'insuline. Ces informations, en combinaison avec les résultats récents obtenus par d'autres équipes sur la régulation de la FAS, serviront à la compréhension des mécanismes de régulation de la transcription d'un gène clé de la lipogenèse hépatique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Hormone thyroïdienne, TRE, Synthétase des acides gras, FAS, Lipogenèse.

L'acide gras synthétase (FAS) est une enzyme clé dans la synthèse de novo des lipides. Son inhibition représente donc une approche intéressante dans la réduction de la lipogenèse. En présence de NADPH (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate), cette enzyme synthétise la palmitate à partir de l'acétyl-CoA et du malonyl-CoA. Des facteurs hormonaux tels que l'insuline et la triiodothyronine (T3) et nutritionnels tels que les acides gras à chaîne moyenne (MCFAs) régulent l'activité de la FAS au niveau de la transcription. Toutefois, l'interaction entre ces facteurs est peu connue et mérite d'être explorée afin de comprendre la régulation de la FAS. Dans un premier temps, nous avons testé l'effet des MCFAs, hexanoate ou octanoate (1mM), sur l'activité enzymatique de la FAS sur des hépatocytes de poulet de 19 jours stimulés à la T3 (1 ,6 µM), à l'insuline (100 µM), et aux deux hormones sur une période de 24 heures. Deux inhibiteurs de protéine kinase, la H7 et la génistéine, ont également été utilisés pour déterminer l'impact de la phosphorylation sur la régulation de la FAS. L'activité enzymatique de la FAS a été déterminée dans ces différentes conditions de culture par mesure de la dégradation de NADPH à 340 nm par spectrophotométrie. La capacité des hépatocytes à capter les MCFAs ainsi que leur métabolisme intracellulaire ont également été évalués par des études de captation au C¹⁴ et de profil lipidique. Individuellement, l'insuline et la T3 stimulent faiblement l'activité de la FAS. Un effet synergique important est observé lorsque les cellules sont stimulées simultanément aux deux hormones. L'incubation avec la H7 réduit fortement l'activité de la FAS indépendamment des conditions de stimulation tandis que la génistéine a un faible potentiel inhibiteur. Ensemble, ces résultats suggèrent une coopération entre l'insuline et la T3 ainsi que l'existence d'une voie de signalisation impliquant une serine/ thréonine kinase dans la régulation de la FAS. L'insuline est impliquée dans le métabolisme des MCFAs, toutefois, l'inhibition n'est observée qu'en présence de la T3. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : FAS, Acides gras à chaîne moyenne, Insuline et triiodothyronine, Phosphorylation, Estérification.

A busca pelo desenvolvimento sustentável é um incentivo para o uso de recursos renováveis na indústria química. Óleos vegetais (misturas de triacilgliceróis) são matérias-primas que atendem a este critério e apresentam aplicações atuais e potenciais em diversos setores, tais como indústria de alimentos, lubrificantes, solventes, cosméticos, farmacêutica, dentre outros. Com o objetivo de auxiliar no desenvolvimento de produtos utilizando tais matérias-primas, o presente trabalho trata da modelagem do equilíbrio de fases em misturas de triacilgliceróis e do desenvolvimento de uma ferramenta computacional preditiva de propriedades. Os modelos usados são totalmente preditivos e consideram a existência de polimorfismo na fase sólida. O estado líquido e o polimorfo são considerados ideais. Os coeficientes de atividade das fases e (não-ideais) são estimados através do modelo de Margules, no qual os coeficientes de interação molecular binária são calculados de forma preditiva através de correlações com o grau de similaridade entre as cadeias de ácidos graxos no glicerol. Através da otimização direta da Energia Livre de Gibbs, é calculado o Conteúdo de Gordura Sólida, uma propriedade fundamental para funcionalidade de produtos baseados em óleos vegetais. Através do cálculo do equilíbrio de fases em diversas temperaturas são simuladas curvas de fusão e curvas de Calorimetria Exploratória Diferencial, permitindo uma avaliação computacional do efeito que alterações na estrutura molecular e composição apresentam nas propriedades de interesse. Os resultados calculados foram aplicados e comparados com dados experimentais em diversos sistemas: triacilgliceróis puros, misturas binárias e ternárias de triacilgliceróis, óleos vegetais naturais e misturas de diversos óleos vegetais (centenas de triacilgliceróis). Reações de interesterificação química, amplamente utilizadas para alterar a composição e propriedades de óleos e gorduras, foram igualmente simuladas e os resultados comparados com dados experimentais em diversas composições e temperaturas. A boa concordância entre os dados simulados e experimentais permite validar a ferramenta computacional e seu caráter preditivo a torna útil no estudo de misturas em temperaturas e composições ainda não avaliadas, de forma que os esforços experimentais (custo e tempo) possam ser direcionados às misturas mais promissoras. / Issues de ressources renouvelables, les huiles végétales (mélanges de triacylglycérols) sont des matières premières aux multiples applications dans divers secteurs, tels que lindustrie alimentaire, les lubrifiants, les solvants, les cosmétiques, la pharmacie, parmi autres. Pour faciliter le développement de produits utilisant de telles matières premières, le travail de thèse sintéresse à la modélisation de l\'équilibre de phases pour mélanges de triacylglycérols et la conception dun logiciel prédictif de leurs propriétés. Les modèles employés sont totalement prédictifs et tiennent compte des polymorphes. La phase liquide et le polymorphe sont supposés idéaux à linverse des polymorphes et dont les coefficients dactivités sont calculés à laide du modèle de Margules où les coefficients dinteractions binaires sont prédits à partir de la similarité des chaines dacide gras sur le squelette glycérol. L\'optimisation directe de l\'énergie libre de Gibbs permet de calculer la quantité de solide dans les graisses ; propriété fondamentale corrélée à de nombreuses fonctionnalités de produits basés sur des huiles végétales. Le calcul de l\'équilibre solide - liquide à plusieurs températures permet de simuler des courbes de fusion et des courbes de calorimétrie différentielle à balayage. Linfluence sur ces courbes de modifications dans la structure moléculaire et de la composition des mélanges est étudier pour plusieurs systèmes et comparés avec des données expérimentales: triacylglycérols purs, mélanges binaires et ternaires de triacylglycérols, huiles végétales naturelles et mélanges d\'huiles végétales impliquant des centaines de triacylglycérols. Des réactions d\'interestérification chimique, largement utilisées pour modifier la composition et propriétés d\'huiles et graisses, sont simulées et comparés avec des données expérimentales. Le bon accord avec les données expérimentales permet de valider l\'outil informatique et son caractère prédictif permet denvisager son utilisation pour des mélanges, températures et compositions encore non évaluées de façon à orienter les efforts expérimentaux vers les mélanges les plus prometteurs.

Le palmier à huile, Elaeis guineensis (Eg), produit deux huiles d’une importance économique majeure, l’huile de palme et l’huile de palmiste, extraites respectivement du mésocarpe et de l’albumen. Alors que l’acide laurique (12:0) prédomine dans l’huile de l’albumen, les acides gras (AG) majoritaires de l’huile du mésocarpe sont les acides palmitique (16:0) et oléique (18:1). Par ailleurs, la teneur en huile à maturité est très différente entre ces tissus. Dans la première partie de ce travail, leur transcriptome a été comparé afin d’identifier les mécanismes qui gouvernent leurs différences de composition lipidique. Les contributions des voies plastidiale et cytosolique de la glycolyse diffèrent considérablement entre le mésocarpe et l’albumen. L’accumulation de 12:0 repose sur la surexpression d’un paralogue codant pour une isoforme spécialisée d’acyl-ACP thioestérase (FatB), et le recrutement concerté d’isoformes spécifiques des enzymes impliquées dans l’assemblage des triacylglycérols. Trois paralogues du facteur de transcription (FT) WRI1 ont été identifiés, parmi lesquels EgWRI1-1 et EgWRI1-2 sont transcrits massivement dans respectivement le mésocarpe et l’albumen. Les changements de composition lipidique de feuilles de tabac agro-infiltrées avec plusieurs combinaisons des paralogues de FatB et de WRI1 identifiés valident leur fonction.Le palmier à huile Américain, E. oleifera (Eo), accumule aussi de l’huile dans le mésocarpe, mais en quantité moindre que chez Eg. La composition en AG de l’huile est également très différente entre Eg et Eo, notamment la teneur en 16:0 qui est deux fois moins élevée chez Eo que chez Eg. Dans la deuxième partie de ce travail, des analyses de coexpression génique, des mesures de l’expression allélique spécifique et des analyses multivariées conjointes de données transcriptomiques et lipidiques, ont été conduites dans une population d’hybrides rétrocroisés entre Eg et Eo. Le réseau de coexpression génique construit révèle une coordination transcriptionnelle étroite entre la voie plastidiale de la glycolyse, le métabolisme de l’amidon, des voies de recapture du carbone, la perception des sucres et la synthèse des AG. La biogénèse des plastes et le transport auxinique sont les deux autres processus les plus étroitement reliés à la synthèse des AG. En plus de WRI1, deux nouveaux FT, appelés NF-YB-1 et ZFP-1, ont été trouvés au cœur du module de synthèse des AG. Les analyses de coexpression identifient également de nouveaux gènes potentiellement impliqués dans la synthèse des lipides. Enfin, la teneur en 16:0 de l’huile semble principalement contrôlée par le niveau de transcription du gène codant pour la beta-kétoacyl-acyl carrier protein (ACP) synthase, qui catalyse l’élongation du 16:0-ACP en 18:0-ACP dans le plaste.Enfin, la troisième partie de ce travail vise à explorer les relations entre la composition lipidique des graines, d’une part, et des paramètres phylogénétiques, biogéographiques et écologiques, d’autre part, au sein de la famille des Arécacées. La teneur en lipides et la composition en AG ont été caractérisées chez 177 espèces de palmiers, révélant une diversité considérable à l’intérieur de cette famille. Les espèces dont les graines accumulent le plus d’huile appartiennent à la tribu Cocoseae. En revanche, des espèces qui accumulent du 12:0 existent dans toutes les tribus. Les analyses multivariées basées sur la composition en AG regroupent de manière satisfaisante les espèces appartenant à une même tribu. Cependant, ces classifications présentent une topologie qui concorde peu avec la phylogénie. Aucune association claire n’a été identifiée entre les paramètres biogéographiques et écologiques et la composition en AG. Néanmoins, une corrélation significative entre la teneur en AG insaturés et l’altitude maximale de l’aire d’origine a été trouvée dans certaines tribus. / Oil palm, Elaeis guineensis (Eg) produces two oils of major economic importance, commonly referred to as palm oil and palm kernel oil, extracted from the mesocarp and the endosperm, respectively. While lauric acid (12:0) predominates in endosperm oil, the major fatty acids (FA) of mesocarp oil are palmitic (16:0) and oleic (18:1) acids. In addition, the two tissues display high variation for oil content at maturity. In the first part of this PhD work, tissue transcriptome and lipid composition were compared during development to gain insight into the mechanisms that govern such differences in oil content and FA composition. The contribution of the cytosolic and plastidial glycolytic routes differs markedly between the mesocarp and seed tissues. Accumulation of lauric acid (12:0) relies on the dramatic upregulation of a specialized acyl-ACP thioesterase paralog and the concerted recruitment of specific isoforms of triacylglycerol assembly enzymes. Three paralogs of the WRI1 transcription factor were identified, of which EgWRI1-1 and EgWRI1-2 were massively transcribed during oil deposition in the mesocarp and the endosperm, respectively. Changes in triacylglycerol content and FA composition of Nicotiana benthamiana leaves infiltrated with various combinations of WRI1 and FatB paralogs from oil palm validate functions inferred from transcriptome analysis.The American oil palm, E. oleifera (Eo), also stores oil in the mesocarp, but in lower amount than in Eg. Mesocarp oil fatty acid (FA) composition also differs considerably between Eg and Eo, especially the 16:0 content which is two-times lower in Eo than in Eg. In the second part of this work, the mechanisms that govern oil synthesis and FA composition in the two species were investigated. Gene-to-gene coexpression analysis, quantification of allele-specific expression, and joint multivariate analysis of transcriptomic and lipid data, were carried out in an interspecific backcross population between Eg and Eo. The gene coexpression network built reveals the tight transcriptional coordination of the plastidial glycolytic route, starch metabolism, carbon recapture pathways and sugar sensing with fatty acid synthesis (FAS). Plastid biogenesis and auxin transport are the two other biological processes the most tightly connected to FAS in the network. In addition to WRI1, two novel TFs, termed NF-YB-1 and ZFP-1, were found at the core of the FAS module. Coexpression analysis also identifies novel genes likely involved in lipid biosynthesis pathways. Finally, the level of 16:0 in oil seems primarily controlled by the level of transcription of the gene coding for beta-ketoacyl-acyl carrier protein (ACP) synthase II, which catalyzes the elongation of 16:0-ACP to 18:0-ACP in the plastid.Finally, the third part of this work aimed to explore relationships between seed lipid composition on one hand, and phylogenetic, biogeographic and ecological parameters on the other, in the family Arecaceae. Oil content and FA composition were characterized for 177 species of the palm family, revealing a considerable intra-family diversity for seed lipid composition. Species whose seeds store the highest amounts of oil belong to the tribe Cocoseae. By contrast, species that accumulate 12:0 in their seeds occur in all tribes. Multivariate analyses based on FA composition satisfactorily group species belonging to the same tribe. However, only a few of the groups display topologies that are congruent with phylogenetic data. No clear associations were identified between biogeographic and ecological traits and FA composition. However, a tribe-dependent significant correlation was observed between unsaturated FA content and maximum elevation in native area.

Changes in milk fat composition influence its nutritional quality as well as the technological properties of butter. The impact of feed on fat composition is well known; however, limited information is available on the genetic variability of fatty acids in bovine milk. The overall aim of this PhD thesis was to study the genetic variability of fatty acid profile in bovine milk and fat. This type of research needs a large amount of data. Expensive reference analysis is used to measure the fatty acid contents in fat. The first objective of this thesis was to develop an alternative method that could be faster and cheaper than traditional methods. Calibration equations predicting the contents of fatty acid from mid-infrared spectrum were established. The contents of saturated and monounsaturated fatty acids, omega-9, fatty acids with short, medium and long chain were the best predicted. Thanks to the implementation of this method in the Walloon routine milk recording, more than 20,000 milk samples were analyzed. This database permitted to model the variation of fatty acid contents in milk and fat. From these models, the genetic variability of fatty acid profile was shown. The complexity of models increased throughout this project due to the increase of new available data. Differences across 7 dairy breeds were estimated using single and multi-trait mixed models. Milk fat and delta-9 desaturase activity of Jersey and dual purpose Belgian Blue differed significantly from Holsteins. Therefore, the choice of a given breed could modify the fat composition. Heritability values obtained for studied fatty acids with multi-trait mixed model ranged from 0.05 to 0.42. Higher values were observed for saturated compared to unsaturated fatty acids. Moderate heritability estimates were observed for the activity of delta-9 desaturase (0.20) and the hardness of butter (0.27). These two traits were estimated by specific fatty acid ratios. The heritability observed using a multi-trait random regressions test day model for the content of saturated fatty acids (0.42) was similar to the one observed for the percentage of fat (0.37). Considering the impact of selection on fat content, the selection could have a great impact on fat composition. High genetic correlations were observed between some fatty acids having similarities in their synthesis. Heritability and correlations varied through the duration of the lactation. Due to the large number of fatty acids, the estimation of an index, which includes the proper fatty acid profile, could be interesting for a future selection program. This PhD thesis provides the background required by future studies to estimate the impact of animal selection on milk fat composition.