Les thiorédoxines (TRX) sont des protéines ubiquistes à activité d'oxydoréductase de ponts disulfure de protéines dites " cibles ". Le génome d'Arabidopsis thaliana code une vingtaine de TRX canoniques dont 10 (divisées en 5 types : f, m, x, y et z) sont localisées dans les plastes. Les TRX f sont connues depuis plus de trente ans pour être des régulateurs centraux du métabolisme photosynthétique, mais les approches expérimentales récentes (protéomique, génétique inverse.) indiquent que ces protéines interviennent dans des métabolismes non photosynthétiques variés, notamment le cycle oxydatif des pentoses phosphate (COPP). Ce travail a consisté à analyser in vitro la capacité des TRX plastidiales à réguler les déshydrogénases du COPP qui assurent la majorité de la production de pouvoir réducteur (sous forme de NADPH) dans des conditions non-photosynthétiques. Les résultats obtenus ont été validés dans un système ferrédoxine/TRX reconstitué et ont permis de proposer un modèle de régulation stricte par certaines TRX de la glucose-6-phosphate déshydrogénase chloroplastique G6PDH1 où la TRX f assure la coordination des cycles réductif (cycle de Calvin) et oxydatif des pentoses phosphate. Des approches biochimiques et biophysiques ont permis de mettre en évidence plusieurs modifications de propriétés catalytiques et structurales faisant suite à la régulation redox de G6PDH1 et d'aborder les déterminants des spécificités de régulations. Ce travail in vitro a été complété par une caractérisation in vivo (basée sur l'utilisation de mutants perte de fonction) de l'importance des TRX y dans le contrôle de l'activité G6PDH racinaire, et les processus de germination. Les résultats obtenus suggèrent que, dans les graines, ce type de TRX interviendrait dans les processus de levée de dormance et de vieillissement via son interconnexion avec les mécanismes de détoxication des formes actives de l'oxygène.

Depuis plusieurs années, des agents exogènes environnementaux appelés perturbateurs endocriniens (PE), sont soupçonnés d'interférer avec les fonctions essentielles de reproduction et de développement chez de nombreux organismes vivants. Au travers de ce travail, nous avons tenté de combler certaines lacunes afin de mieux comprendre les dangers pour l'Homme posés par ces produits. Des études ont été menées visant à caractériser la toxicité testiculaire, chez le rat adulte, induite par des composés aux mécanismes d'action toxique divers (PE et non PE), ceci dans le but d'établir in fine l'existence ou non d'un comportement propre aux PE. En évaluant les effets de l'anti-androgène flutamide, nous avons identifié des changements d'expression géniques dose-reliés pour les voies métaboliques majeures associées à la lésion du testicule (ex. métabolisme des acides gras), et démontré l'existence d'une "dose sans effet moléculaire" inférieure à la NOAEL définie sur la base des changements phénotypiques adverses. Des études ont également été conduites avec le 1,3-dinitrobenzène, composé décrit dans la littérature comme n'interférant pas avec le système endocrinien et ayant pour cibles les cellules de Sertoli. Nous avons établi qu'en plus d'induire l'apoptose des cellules germinales et d'altérer la progression du cycle cellulaire, cette substance affecte aussi la stéroïdogénèse, remettant quelque peu en question l'origine de sa toxicité. En conclusion, l'ensemble de nos résultats nous ont permis d'apporter des précisions sur le mécanisme d'action toxique des deux molécules examinées et d'identifier des doses sans effet pour chacune d'entre elles. Ils contribuent également au débat portant sur la définition des critères requis pour la détermination des propriétés de PE.

Les modifications post-traductionnelles des protéines de réparation de l'ADN et des facteurs chromatiniens par poly(ADP-ribose)ylation et par phosphorylation sont essentielles pour le maintien de l'intégrité de l'ADN et de la chromatine, en particulier dans la réponse cellulaire aux dommages de l'ADN induits par radiation ionisantes (RI). Parmi les protéines impliquées dans ces deux processus nous trouvons, respectivement, la poly(ADP-ribose) polymérase-1 (PARP-1) et PARP-2, et la kinase dépendante des cyclines Cdk5 : PARP-1 et PARP-2 sont impliqué dans le mécanisme de réparationdes cassures simples brin (CSBs) de l'ADN (Single Strand Break Repair : SSBR ) et la déplétion de Cdk5 a été liée à l'augmentation de la sensibilité des cellules aux inhibiteurs de PARPs. Nous avons montré, en utilisant des cellules HeLa stablement déplété pour Cdk5 ou PARP-2, que ces deux protéines sont impliquées dans les deux sous-voies du SSBR, le short- (SPR) et le long-patch repair (LPR). L'absence de Cdk5 ou PARP-2 entraîne des modifications du fonctionnement du SSBR, notamment en termes de recrutement des protéines de réparation PARP-1 et XRCC1, impliquées dans le SPR, et PCNA, protéine clé du LPR, au site du photo-dommage. PARP-2 et Cdk5 agissent aussi sur la balance du niveau des poly(ADP-ribose) car en absence de Cdk5 une hyper-activation de PARP-1 a été montrée, et en absence de PARP-2 une diminution de l'activité de la protéine poly(ADP-ribose) glycohydrolase (PARG) a été aussi observée. Cependant, malgré ces changements les deux lignées cellulaires dépourvues de Cdk5 (Cdk5KD) ou de PARP-2 (PARP-2KD) réparent de façon normale les CSBs radio-induites, mais, intéressement et contrairement aux cellules PARP-2KD, les cellules Cdk5KDsont sensibles à l'effet létal des RI. De plus nous avons montré que Cdk5, PARP-2 et PARG sont toutes les trois impliquées dans la régulation du recrutement et de dissociation du facteur chromatinien ALC1 suggérant leur implication dans la régulation de la dynamique de la chromatine en réponse aux photo-dommages de l'ADN. Ces résultats avec l'observation de la diminution du recrutement de PARP-1 dans les cellules Cdk5KD et PARP-2KD, montrent l'apparition d'un réseau complexe de phosphorylation et de poly(ADP-ribose)ylation en réponse aux RI qui implique Cdk5 , PARP-1,PARP-2 and PARG et qui est fort probablement initié par l'activité kinase de Cdk5.

Les rhabdomyosarcomes embryonnaires et aléolaires (RMS) appartiennent aux tumeurs des tissus mous les plus fréquentes chez les enfants dont elles représentent 2/3 des cas. Plusieurs données suggèrent que la dérégulation des cellules progénitrices du muscle squelettique pourrait jouer un rôle dans l'émergence des cellules de RMS qui ont aussi bien perdu le contrôle de la régulation de la prolifération cellulaire que la capacité à se différencier.Néanmoins les mécanismes de développement des RMS restent à caractériser. La famille des IMPs et notamment IMP-2, protéines liant les ARN, sont à la fois fortement exprimées dans le muscle en régénération in vivo mais aussi dans les cellules de RMS.Au cours de ma thèse, j'ai pu mettre en évidence le rôle d'IMP-2 dans la motilité des cellules de RMS et dans les cellules musculaires ainsi que dans le contrôle de l'intégrité du cytosquelette de microtubules (MTs) et dans le remodelage des adhésions focales. En effet, IMP-2 est impliqué à la fois dans la régulation de l'expression de MuRF-3, une protéine lié àla stabilisation des MTs et de Pinch-2, un important médiateur de l'adhésion cellulaire.

Depuis leur radiation après le Carbonifère, il y a 325 millions d'années, les insectes ont colonisé la majorité des milieux terrestres. Ce grand pouvoir colonisateur est en partie dû à leur association avec des bactéries symbiotiques intracellulaires, nommés endosymbiotes. Ces derniers complémentent le régime alimentaire de l'insecte et lui permettent de survivre sur des milieux nutritionnellement pauvres ou déséquilibrés. Les endosymbiotes sont transmis maternellement, ce qui assure la pérennité de l'association au cours des générations. Ils sont maintenus dans des cellules spécialisées, les bactériocytes, qui forment à leur tour un organe, le bactériome. L'étude des spécificités moléculaires et cellulaires des bactériocytes est un enjeu majeur dans la compréhension des mécanismes de régulation des endosymbiotes. Toutefois, la caractérisation de ces spécificités reste peu élucidée. Afin d'approcher les spécificités moléculaire, cellulaire et immunitaire du bactériome, ainsi que la réponse immunitaire systémique du charançon dirigée contre un pathogène, nous avons construit et séquencé 7 banques d'ADNc provenant du charançon des céréales : Sitophilus oryzae (Coléoptère, Curculionide). L'analyse in silico des banques, appuyée par une étude transcriptomique, a montré que le bactériome présente une forte expression de gènes impliqués dans la survie et le développement cellulaire, et dans le trafic vésiculaire. Le bactériome présente aussi une réponse immunitaire spécifique et modulée, puisqu'à l'exception d'un peptide antimicrobien, la coléoptéricine-A, les effecteurs de l'immunité ne sont pas (ou peu) exprimés. Par ailleurs, nous avons montré que la réponse immunitaire des larves de charançon aux infections bactériennes serait modulée en présence des endosymbiotes. Le deuxième volet de cette thèse s'est focalisé sur le stade adulte du charançon, chez qui les bactéries symbiotiques sont hébergées dans des bactériomes situés à l'apex des caeca mésentériques qui tapissent l'intestin moyen de l'insecte. Cette association est éphémère chez l'adulte qui perd ses endosymbiotes 15 jours après la mue imaginale. Nous avons recherché les mécanismes moléculaires et cellulaires responsables de cette élimination, ainsi que les causes écophysiologiques et évolutives sous-jacentes. Par des approches histologiques et transcriptomiques, nous avons démontré que l'élimination des symbiotes est la conséquence de l'activation simultanée de l'apoptose et de l'autophagie. Par ailleurs, nous avons montré que l'élimination du symbiote survient après la formation ultime de la cuticule par l'insecte adulte, et que cette élimination symbiotique était corrélée à une diminution des besoins nutritionnels de l'insecte, notamment en acides aminés aromatiques.

PML et les corps nucléaires (CN) sont impliqués dans la défense antivirale. En effet, notre équipe a montré que la surexpression de PMLIII confère la résistance au virus de la stomatite vésiculaire, au virus de l'influenza, au virus foamy mais pas au virus de l'encéphalomyocardite (EMCV). J'ai montré dans mon travail de thèse que l'EMCV contrecarre le pouvoir antiviral de PMLIII en induisant sa dégradation par un processus dépendant du protéasome et de SUMO. Cependant, les cellules de souris invalidées pour PML sont plus sensibles à l'infection par l'EMCV que les cellules issues de souris parentales. Pour déterminer l'isoforme de PML responsable de cet effet antiviral, j'ai analysé l'effet des sept isoformes de PML (PMLI-VII) et j'ai montré que seule l'expression en stable de PMLIV confère la résistance à l'EMCV en séquestrant la polymérase virale 3Dpol au sein des CN PML. De plus la déplétion de PMLIV augmente la production de l'EMCV dans les cellules traitées par l'interféron. Ces données indiquent le mécanisme par lequel PML confère la résistance à l'EMCV et révèlent que PML est l'une des protéines médiatrices des effets anti-EMCV de l'interféron.

Les exosomes sont des nanovésicules de 30 à 100nm sécrétées dans le milieuextracellulaire par une grande majorité de types cellulaires. Entourés d'une bicouchelipidique similaire aux radeaux lipidiques, ils contiennent des protéines, de l'ARNm et desmicroARNs. Récemment, il a été montré que les exosomes pourraient participer auxdialogues moléculaires inter-organes, au même titre que les protéines solubles (hormones etcytokines). Au cours de cette thèse, nous avons émis l'hypothèse que le muscle squelettiquepourrait utiliser les exosomes comme mode de communication intercellulaire, en plus desmyokines qu'il sécrète. Nous avons montré en couplant des techniques de microscopieélectronique, de génomique, de biologie cellulaire et moléculaire, et d'analysesprotéomiques, que le muscle était capable de sécréter des exosomes, dont la compositionvariait au cours de la myogenèse. De plus, nous avons montré que les exosomes sécrétéspar les cellules prolifératrices et différenciées avaient des rôles distincts au cours de ladifférenciation myogénique, via le transfert des microARNs notamment.En parallèle, nous nous sommes intéressés aux exosomes sécrétés par le musclesquelettique en situation d'insulino-résistance induite par du palmitate. En utilisant unedouble approche in vitro et in vivo, nous avons montrés que les exosomes sécrétés par lacellule musculaire insulino-résistante ont une morphologie et une composition luminalemodifiée. Enfin, ces exosomes sécrétés sembleraient transmettre un signal délétère àd'autres cellules musculaires différenciées, et aux autres tissus insulino-sensibles, comme lepancréas.

L'importance des activités protéolytiques associées à la membrane plasmique dans divers processus biologiques fondamentaux est de mieux en mieux définie. Les protéases de la famille ADAM (A Disintegrin and Metalloprotease), et ADAM10 en particulier, ont suscité un intérêt tout particulier du fait de l'importance de leurs substrats (récepteur de l'EGF, TNFα, Notch, APP...). Néanmoins, peu d'études se sont intéressées aux mécanismes régulant le trafic d'ADAM10.Les tétraspanines sont une super-famille de protéines de surface impliquées dans de nombreux processus biologiques fondamentaux parmi lesquels la migration, les interactions intercellulaires, la réponse immunitaire, la fusion des gamètes... L'une des caractéristiques majeure des tétraspanines est leur capacité à organiser un réseau d'interactions moléculaires appelé le " tetraspanin web ". De précédentes études menées dans le laboratoire ont montré qu'ADAM10 est associé au " tetraspanin web ". Néanmoins, la tétraspanine en interaction directe avec ADAM10 permettant son association au réseau n'est pas encore connue. Dans cette étude nous nous sommes intéressés à la régulation d'ADAM10 par les tétraspanines. Nous avons ainsi pu identifier une sous-famille de tétraspanines à 8 cystéines, les TspanC8 (Tspan5, Tspan10, Tspan14, Tspan15, Tspan17 et Tspan33), comme étant capables d'interagir directement avec ADAM10 et de réguler sa sortie du réticulum endoplasmique. Nous avons montré que Tspan5, Tspan14, Tspan15 et Tspan33 sont capables de réguler l'expression de surface d'ADAM10 et que Tspan10 et Tspan17 entrainent l'accumulation d'ADAM10 dans un compartiment endosomal tardif. Les TspanC8 pourraient également contribuer à la régulation de la spécificité de substrat d'ADAM10 puisque nous avons montré que l'expression des TspanC8 humaines Tspan5 et Tspan14 augmente l'activation de la voie Notch alors que Tspan15 n'a pas d'effet. Par ailleurs, les TspanC8 de Drosophile sont capables d'interagir directement avec Kuzbanian (l'orthologue d'ADAM10), permettent son accumulation à la surface cellulaire et régulent l'activation de la voie Notch dans différents contextes développementaux. Nous proposons que les TspanC8 soient une nouvelle famille de protéines ayant une fonction très conservée dans la régulation de l'activité et du trafic d'ADAM10, capables de réguler l'activation de la voie Notch.

Climate change caused by green house gas emissions, mainly carbon dioxide, is today’s most debated environmental issue. The United Nations Framework Convention on Climate Change, with the legally binding Kyoto protocol, is the emission regulatory framework. Tanzania has ratified both the conventions supporting carbon reductions. Tanzania has a very varied climate with two rainfall regimes dominating the country, bimodal and unimodal. Scientific literature predicts a 2,2-4°C average increase in temperature for Tanzania, all studies also predict a higher increase in the cooler period and lower in the warm period. Rainfall predictions are less certain but in general a 10 % average increase is expected but the distribution uneven, both between rain periods and geographically. Tanzanian reports estimate a 5-45 % increase in rainfall in bimodal regions and a 5-15 % decrease in unimodal regions. The distribution of increase in bimodal regions will be uneven, with an increase in the long rain period and a decrease in the short rain period. Agriculture is indisputably the most important source of income in Tanzania standing for 80% of employment and 50% of GNP. Climate change will therefore inevitably affect the economy and livelihood of people. Developing countries are also more vulnerable due to lower adaptation capacity. Effects on Tanzania are predicted to be both positive and negative. Maize production, the major staple, is predicted an average 33% decline while cash crops like coffee and cotton are predicted to increase. To be able to adapt there first has to be a perception of need to adapt, adaption strategies then have to be developed and barriers worked through. The purpose of this thesis is to investigate the level of awareness, strategies and barriers existing for adaption to climate change on national, regional and local level, Tanzania nationally and Babati regionally and locally. The research questions are; How do people perceive climate change? What are the strategies for adapting to climate change? What are the barriers for adaption to climate change? At national level policy framework and strategies were used to answer the research questions. At regional and local level a field study was conducted in Babati to answer the research questions at these levels. The study showed that Tanzania nationally has declared their conviction in climate change and state that the issue has to be addressed. Agriculture is identified as one of the most vulnerable areas however climate change is not mainstreamed into agricultural and environmental policy framework. In Babati district no policy was found on climate change and official perception varied. Concerns were related to timing and amount of rainfall, the results were the same for farmers. Global climate change was also known for both studied groups and existed as a parallel truth with the local reason for changes. A number of adaption strategies are also identified nationally, both used and potential, where small scale irrigation is the primary adaptive step. Switching to draught resistant crops is also prioritized in the North eastern region. In Babati adaption strategies were promoted, even though there was not a general policy or perception, by officials to switch to short-term crops and planting of trees. Switching cops was also the most commonly used strategy by farmers along with traditional diversification. Nationally a large number of barriers are also identified including, lack of funding, poverty, HIV, lack of infrastructure and analytic capacity. Officials in Babati also mentioned the lack of money, deforestation, lack of clouds, education, irrigation and seeds. The farmers in Babati were not so clear about what they needed to adapt, irrigation, livestock backup, diversification and switching crops were mentioned, not differing much from used strategies.

Il est encore difficile de prédire et de contrôler le développement des maladies telluriques qui sont à l'origine de nombreux dégâts dans les systèmes de culture. Ce travail interdisciplinaire en épidémiologie a pour objectif de comprendre et de modéliser le développement spatio-temporel des épidémies telluriques afin d'identifier des leviers de gestion pour ces maladies. En se basant sur le pathosystème betterave sucrière - Rhizoctonia solani, la thèse se focalise sur trois problèmes. Dans un premier temps, en alliant mesures expérimentales de la dispersion du pathogène et simulations d'un modèle stochastique spatialement explicite, nous montrons que la croissance de l'hôte peut induire un changement dans le comportement du système qui, dans certains cas, devient invasif alors qu'il était initialement non-invasif. Dans un second temps, sur la base de mesures expérimentales nous proposons un modèle âge-dépendant de la distribution de la période d'incubation qui est utilisé pour relier les infections cachées et les observations de maladie. Le comportement cryptique des épidémies est ensuite étudié par simulation d'un modèle spatial hiérarchique qui intègre la période d'incubation. Dans un troisième temps, un modèle spatialement implicite est utilisé pour estimer les taux d'infection à partir de données temporelles de maladie et pour analyser les effets de la biofumigation sur les épidémies. Ces paramètres sont ensuite utilisés pour prédire le développement stochastique des épidémies à partir d'un modèle spatial individu-centré. Les résultats confirment que la biofumigation ne permet qu'un contrôle partiel des épidémies mais suggèrent que ce contrôle biologique diminue l'incertitude autour du développement cryptique de la maladie. Pour finir, les résultats de ces travaux sont discutés et les perspectives qu'ils suscitent sont présentées.