No / The design and synthesis of a potentially more therapeutically-viable azinomycin analogue 4 based upon 3 has been completed. It involved coupling of a piperidine mustard to the acid chloride of the azinomycin chromophore. Both the designed azinomycin analogue 4 and the natural product 3 bind to DNA and cause unwinding, supporting an intercalative mode of binding. Graphical abstract A designed analogue of the left half of azinomycin has been synthesized and unwinds supercoiled DNA.

Yes / The cellular responses to two new temozolomide (TMZ) analogues, DP68 and DP86, acting against glioblastoma multiforme (GBM) cell lines and primary culture models are reported. Dose–response analysis of cultured GBM cells revealed that DP68 is more potent than DP86 and TMZ and that DP68 was effective even in cell lines resistant to TMZ. On the basis of a serial neurosphere assay, DP68 inhibits repopulation of these cultures at low concentrations. The efficacy of these compounds was independent of MGMT and MMR functions. DP68-induced interstrand DNA cross-links were demonstrated with H2O2-treated cells. Furthermore, DP68 induced a distinct cell–cycle arrest with accumulation of cells in S phase that is not observed for TMZ. Consistent with this biologic response, DP68 induces a strong DNA damage response, including phosphorylation of ATM, Chk1 and Chk2 kinases, KAP1, and histone variant H2AX. Suppression of FANCD2 expression or ATR expression/kinase activity enhanced antiglioblastoma effects of DP68. Initial pharmacokinetic analysis revealed rapid elimination of these drugs from serum. Collectively, these data demonstrate that DP68 is a novel and potent antiglioblastoma compound that circumvents TMZ resistance, likely as a result of its independence from MGMT and mismatch repair and its capacity to cross-link strands of DNA. / The full-text of this article was released for public view at the end of the publisher embargo on 2 Feb 2016.

Les analogues de nucléosides représentent une famille thérapeutique très largement utilisée en cancérologie dans le traitement des hémopathies malignes et autres cancers. Leur implication sur les variations des pools des nucléotides endogènes a été largement décrite et a constitué le point de départ de ce travail. C’est dans le but d’étudier ces variations que nous avons développé une méthode de dosage sensible et spécifique des ribonucléotides et désoxyribonucléotides physiologiques intracellulaires. Dans la première partie de ce mémoire nous avons réalisé une revue de la bibliographie sur les méthodes de dosage décrites dans la littérature puis nous avons détaillé le métabolisme des nucléotides endogènes et de leurs analogues. Dans la deuxième partie, nous présentons la validation de notre méthode de dosage et l’application à l’étude des variations des pools endogènes de ribonucléotides et désoxyribonucléotides dans différents modèles cellulaires : lignées résistantes versus lignées parentales et lignées traitées versus lignées non traitées. Les résultats obtenus sur les cellules montrent que notre méthode de dosage permet d’étudier l’impact des analogues nucleosidiques sur les pools endogènes de nucléotides mais aussi les dosages des dérivés phosphates de ces nucléosides / Nucleoside analogues constitute family of drugs widely used in cancer therapeutic for the treatment of malignancy hemopathies and several type of cancer. Numerous studies described their action on the variation of endogen nucleotide pools. This constitutes the point of starting of the present work. A sensible and specific assay for the quantification of intracellular ribonucleotides and désoxyribonucleotides was developed. In the first part, a review concerning the analytical methods published is presented. We also focused on the metabolism of endogen nucleotides and their analogues. In the second part, our method for the quantification of endogen nucleotides and désoxynucleotides is presented from different cellular models: resistant cell lines versus wild type lines, treated cells with analogues versus untreated cells. Results obtain from the cells lines studied show that our analytical method allows to study the impact of nucleoside analogues on endogenous nucleotides, but also the quantification of the phosphate derivatives of these analogues

Étudier les précipitations et leur lien avec la circulation atmosphérique augmente notre connaissance de leurs caracteristiques et aide à anticiper leur comportement futur. Des méthodes de déscente d'échelle sont développées pour fournir des informations météorologiques locales et importantes pour l'hydrologie à partir des informations issues des réanalyses ou des projections globales du climat. La méthode SANDHY (Stepwise ANalogue Downscaling method for HYdrology) est étendue à l'ensemble de la France métropolitaine en optimisant les domaines pour le prédicteur géopotentiel pour les 608 zones climatiquement homogènes en France en utilisant un algorithme qui permet de prendre en compte l'équifinalité. Une grande diversité des domaines pour le prédicteur géopotentiel a été trouvée. Trois voies pour augmenter la cohérence spatiale et diminuer l'espace des paramètres sont explorés : prendre en compte les domaines optimisés pour des zones voisines, rassembler des zones en utilisant des algorithmes d'aggregation et utiliser un preditant moins asymétrique pendant l'optimisation. Utiliser de l'information issues de zones voisines permet de compenser certaines limitations de l'algorithme d'optimisation. Une méthode de vérification spatiale (SAL) est ici adaptée pour les précipitations probabilistes simulées par SANDHY. Des mesures de performance derivées de cette version probabiliste du SAL sont ensuite utilisées pour évaluer différentes stratégies de déscente d'échelle concernant la cohérence spatiale à l'échelle d'un bassin versant. Les domains optimisés localement pour le prédicteur géopotentiel permettent de mieux localiser les précipitations dans le bassin tandis que des domains uniformes sur tout le bassin apportent une structure des précipitations plus réaliste. Les simulations de débit pour le bassin de la Durance sont le plus sensible à la localisation des précipitations ce qui souligne l'interêt d'une optimisation locale des domaines des prédicteurs. / Studying past and present day precipitation and its link to large scale circulation increases our understanding of precipitation characteristics and helps to anticipate their future behaviour. Downscaling techniques are being developed to bridge the gap between large-scale climate information from global reanalyses or GCM global projections and local meteorological information relevant for hydrology. The stepwise analogue downscaling method for hydrology (SANDHY) is extended to the whole mainland of France by optimising the geopotential predictor domains for 608 zones covering France using a multiple growing rectangular domain algorithm that allows to take equifinality into account. A high diversity of predictor domains has been found. To increase the spatial coherence three ways are explored to reduce the parameter space: assessing the skill for predictor domains found for other zones, form groups of zones using cluster algorithms and using a less skewed predictand variable during optimisation. Using information from neighbouring zones allows to counterbalance in part limitations of the optimisation algorithm. A feature based spatial verification method (SAL) is adapted for probabilistic precipitation simulation as provided by SANDHY. Skill scores derived from the probabilistic SAL are used to assess different strategies for spatially coherent precipitation downscaling at catchment scale. Locally optimised predictor domains lead to a better localisation of precipitation in the catchment and higher local skill while uniform predictor domains for the whole catchment lead to a more realistic spatial structure of the simulated precipitation. Streamflow simulations for the Durance catchment (Southern Alps) are most sensitive to the realistic localisation of precipitation which highlights the interest of locally optimising predictor domains.STAR

Dans le cadre de la recherche d'antagonistes du NMDA, nous avons synthétisé une librairie de nouveaux composés dérivés du Selfotel (CGS 19755). Ces phosphonates aromatiques ont été obtenus par réaction de couplage croisé utilisant une catalyse au palladium (couplage d'Hirao). Leur hydrolyse a conduit aux acides phosphoniques correspondants. Dans une second temps, la série pipéridine a été obtenue par hydrogénation complète des motifs pyridiniques en utilisant de l'oxyde de platine comme catalyseur.Lors de l'analyse de ces composés, des propriétés spectroscopiques intéressantes en RMN ont été mises en évidence. Des monocristaux ont été obtenus sur certains des acides, ce qui a permis de confirmer leurs structures par diffraction des rayons X. Ces experiences ont clairement montré que l'hydrogénation du cycle aromatique est un processus de cis-hydrogénation.Les études biologiques préliminaires effectuées sur des cultures de neurones ont indiqué une activité certaine sur les récepteurs NMDA. Une partie d'entre eux agissait comme antagonistes du NMDA tandis que l'autre montrait des activités de neuroprotection. Des expériences complémentaires par un test de fluorescence, ont été mises en place. Dans ce contexte, les outils de génie génétique ont été utilisés pour créer une lignée cellulaire de mammifère exprimant de façon stable le récepteur NMDA. Toutefois, ces expériences n'ont pas conduit à des résultats permettant d'expliquer les résultats biologiques obtenus. / The library of novel compounds being derivatives of NMDA antagonists Selfotel (CGS 19755) was synthesized. The series of aromatic esters were obtained in palladium catalyzed cross-coupling reaction (Hirao coupling), followed by their hydrolysis and then the series of aliphatic acids was obtained upon their hydrogenation over PtO2. Majority of designed compounds have not been synthesized before. What is worth emphasizing, none of this compound was studied as potential NMDA receptor antagonist. During the analysis of compounds, interesting spectroscopic properties were observed as well as few of compounds were obtained as monocrystals, which enabled to obtain their crystal structures. Crystal structures of aliphatic acids unequivocally identified that hydrogenation of aromatic ring is a cis process and yields predominantly only one diastereomeric mixture.Initial biological studies performed on cultures of neurons indicated that the compounds posses activity towards NMDA receptors – part of them acting as antagonists and part as protectants or facilitators.More advanced investigation of biological activity by means of fluorescence screening assay, was planned to be performed. Consequently, genetic engineering tools were used in order to create mammalian cell line stably expressing NMDA receptor what would allow to perform these studies. However, these experiments were not successful. Therefore, further investigation should be performed in order to confirm the obtained biological results.

Les analogues du bleu de Prusse contenant du Fe et du Co (Fe/Co PBA) sont des complexes moléculaires qui présentent des propriétés physiques bistables. Par conséquent, ils sont considérés comme des candidats potentiels pour le stockage d'informations à base de molécules. Cette thèse vise à étudier la structure électronique et magnétique de Fe/Co PBA en utilisant des techniques expérimentales et théoriques avancées. Les techniques X-ray Absorption Spectroscopy (XAS) et X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) combinées avec la théorie des multiplets en champ de ligands (LFM) sonde le changement dans les propriétés magnétiques macroscopiques de Fe/Co PBA et peuvent donner des informations locales sur les centres métalliques des complexes. Le composé tridimensionnel RbCoFe PBA, deux complexes de dinucléaire photomagnétiques et les précurseurs de Fe sont étudiés. L'étude de XMCD combinée avec la LFM a révélé une grande valeur du moment magnétique d'orbite du précurseur FeTp. Une étude détaillée a été effectuée pour vérifier les règles de somme d'orbite et de spin dans le cas des ions de Fe(III) bas spin et il a été constaté que la règle spin somme n'était pas valide à cause de l'entremélange des seuils L2 et L3. L'enquête XMCD des complexes dinucléaires photomagnétiques a confirmé le transfert d'électrons métal-métal. Cette enquête XMCD de la plus petite unité de la famille Fe / Co PBA est utile pour comprendre les propriétés magnétiques de la famille de Fe / Co PBA. L'étude XMCD sur aux seuils K du Fe et du Co d'un composé tridimensionnel RbCoFe PBA a prouvé l'existence d'une interaction antiferromagnétique entre les ions métalliques de Fe et de Co dans l'état photoinduit. / The Fe/Co Prussian Blue Analogues (PBA) are molecular complexes that exhibit externally controlled bistable physical properties. Thus, they are considered as potential candidates for photoswitchable molecule-based information storage. This thesis aims to investigate the electronic and magnetic structure of Fe/Co PBA using advanced experimental and theoretical techniques. X-ray Absorption Spectroscopy (XAS) and X-ray Magnetic Circular Dichroism (XMCD) techniques combined with Ligand Field Multiplet (LFM) theory probe the change in the macroscopic magnetic properties of PBA and can give local information about the metal centers existing in the complexes. The XAS and XMCD spectra at Fe and Co L2,3 edges are simulated using Ligand Field Multiplet (LFM) Calculations. The tridimensional RbCoFe PBA, two photomagnetic dinculear complexes and the building blocks Fe-bearing precursors are investigated. The XMCD study combined with LFM investigation revealed a large value of orbital magnetic moment in FeTp precursor of the dinuclear complex. A detailed study has been performed to check for the orbit and spin sum rules in the case of low spin FeIII ions and it was found that the spin sum rule does not hold because of intermixing between L2 and L3 edges. The XMCD investigation of the photomagnetic dinuclear complexes confirmed the metal-to-metal electron transfer. This XMCD investigation of the smallest unit of Fe/Co PBA family is helpful to understand the magnetic properties of the family of Fe/Co PBA. The XMCD study at Fe and Co K edges of a tridimensional RbCoFe PBA proved the existence of an antiferromagnetic interaction between Fe and Co metal ions in the photoinduced state.

La reconnaissance de systèmes sédimentaires hybrides (houle-marée) dans l'enregistrement sédimentaire n'est pas triviale lorsque l'un des processus (ici la marée) ne laisse pas de traces sédimentaires directes permettant de l'identifier. La succession sédimentaire de l'Ordovicien inférieur (formations des Fezouata et du Zini) de la région de Zagora (Anti-Atlas ; Maroc) enregistre une dominance de la houle. Cependant, de nombreuses structures et géométries de dépôts sédimentaires sont atypiques de l'action de la houle. L'explication proposée dans ce travail est la modulation de l'action de la houle par la marée qui va s'exprimer de différentes façons en fonction de la bathymétrie. Un modèle sédimentaire de dépôt est proposé pour ce système hybride. Les Fezouata ont non seulement un intérêt sédimentologique mais aussi un grand intérêt paléontologique par la présence de gisements à préservation exceptionnelle qui enregistrent les débuts de la Grande Biodiversification Ordovicienne. L'élaboration du modèle sédimentaire de dépôt a permis de contraindre les faciès sédimentaires associés aux fossiles retrouvés, permettant ainsi de définir un contexte paléoenvironnemental de vie de ces communautés primitives. Afin de mieux caractériser les différentes structures sédimentaires ainsi que leurs distributions au sein de la zone intertidale d'un environnement mixte, deux analogues, un méga- et un macro-tidal tout deux dominés par la houle, ont été choisis : Berck-Plage (Pas-de-Calais ; France) et la pointe du Cap-Ferret (Gironde ; France). La zone intertidale de Berck-Plage a permis de montrer que la quasi majorité des structures sédimentaires est formée par un courant oscillatoire et que la géomorphologie côtière (barres-et-bâches), induisant la réfraction des fronts d'ondes (houle) incidentes, joue un rôle majeur dans la distribution et la formation des structures sédimentaires. Des morphologies particulières en mamelons ont été observées à Berck-Plage mais l'homogénéité granulométrique de la zone d'étude n'a pas permis l'observation de leurs structures internes. Des morphologies similaires ont ainsi été étudiées à la pointe du Cap-Ferret. Cette dernière étude met en avant la formation de structures sédimentaires en mamelons comme étant le résultat de flux supercritiques initiés par le reflux de la houle préalablement réfractée par la géomorphologie non linéaire de la côte / Recognition of hybrid sedimentary systems (wave-tide) in the sedimentary record is not trivial when one of the processes (here, the tide) does not leave direct sedimentary traces allowing its identification. The Lower Ordovician sedimentary succession (Fezouata and Zini formations) of the Zagora region (Anti-Atlas, Morocco) records a dominance of wave action. However, many sedimentary structures and depositional geometries are atypical of a wave dominated sedimentary system. The explanation proposed in this work is a modulation of the wave action by tides, which is expressed in different manners depending to the bathymetry. A model of deposition is then proposed for this hybrid sedimentary system. The Fezouata not only have a sedimentological interest but also a great paleontological interest due to the presence of exceptionally well-preserved fossils dating from the initial steps of the Great Ordovician Biodiversification Event. The development of the model deposition allowed to constrain the sedimentary facies associated with the fossils discovered, thus allowing to provide a paleoenvironmental life context for these primitive communities. In order to better characterize the different sedimentary structures and their distribution through the intertidal zone of hybrid environments, two analogues, one mega- and the other macro-tidal, both dominated by wave action were chosen: Berck-Plage (Pas-de-Calais; France) and the tip of Cap-Ferret (Gironde; France). The analysis of the intertidal zone of Berck-Plage has shown that the majority of the sedimentary structures are formed under oscillatory flows and that the coastal geomorphology (in ridges-and-runnels), inducing refraction of the incident wave fronts, plays a major role in the distribution and formation of the sedimentary structures. Peculiar dome-like morphologies were observed at Berck-Plage but the grain size homogeneity in this area did not allow the observation of their internal structures. Similar morphologies have been studied at the tip of Cap-Ferret. This last study highlights that the formation of dome-like bedforms is the result of supercritical flows initiated by the backwash of waves previously refracted by the non linear coastal geomorphology

Les hélicases sont des enzymes extrêmement répandues qui sont essentielles pour mener à bien l'ensemble des processus cellulaires impliquant des acides nucléiques. Ces protéines parviennent à annihiler les structures secondaires et tertiaires qui peuvent se former dans l'ADN ou l'ARN grâce à l'énergie puisée par l'hydrolyse de l'ATP. Les hélicases ne sont toutefois pas l'exclusivité des organismes eucaryotes et procaryotes, mais bon nombre de virus codent aussi pour des enzymes possédant cette fonction. La famille des Flaviviridae ne fait pas exception à ce groupe puisque l'ensemble des virus de cette famille code pour une hélicase nommée NS3. La famille des Flaviviridae est une famille virale d'une importance monumentale étant donné la présence de nombreux pathogènes humains parmi ses rangs. On y dénote le virus de l'hépatite C, le virus de la dengue et le virus du Nil occidental pour ne nommer que ceux-là. Ces virus ont aussi un autre point en commun, le manque criant d'une thérapie efficace pour traiter les patients atteints. La protéine NS3 et plus particulièrement son activité hélicase est une cible potentielle envisageable pour le traitement de ces virus étant donné l'aspect essentiel de cette activité dans le cycle de réplication de ceux-ci. L'étude présentée dans ce mémoire a pour dessein d'étudier le site d'hydrolyse de l'ATP de la protéine NS3 du virus du Nil occidental. Le but final est de découvrir les déterminants moléculaires qui mènent à la sélection du substrat à hydrolyser, tant au niveau du substrat qu'au niveau de la protéine. Du côté du substrat, une panoplie d'analogues de purines fut testée pour déterminer la capacité de ces molécules à compétitionner pour le site actif de la protéine ainsi que pour la faculté de la protéine à hydrolyser ces substrats. Du côté de la protéine, une gamme de mutants de NS3 fut exprimée et l'habileté de ces mutants à discriminer entre les différents substrats qui lui étaient présentés a été mesurée. Les acides aminés qui ont été sélectionnés pour être mutés l'ont été soit pour leur ressemblance à un motif de reconnaissance de l'ATP chez d'autres hélicases, soit pour leur proximité du substrat, déterminée grâce à un modèle de la protéine bâti sur la structure cristallisée de la protéine NS3 du virus de la dengue. L'ensemble des résultats obtenus a permis de dresser le portrait des atomes de l'ATP qui sont liés par la protéine en plus de mettre à jour plusieurs acides aminés qui sont impliqués directement ou indirectement dans la sélection du substrat par NS3. Il semble en effet que la présence d'un groupement donneur de liaison hydrogène soit nécessaire à la position six d'une purine pour permettre un bon niveau d'hydrolyse de la molécule, permettant ainsi à la protéine de faire la distinction entre l'ATP et le GTP. Aussi, l'apport insoupçonné dans le processus d'hydrolyse d'acides aminés tels que Arg202, Ans417 ou encore Arg185 a été démontré. Finalement, différentes expériences permettant d'élargir les connaissances sur la protéine NS3 ainsi que sur les hélicases en général sont proposées. Des recherches visant à déterminer les ressemblances et les différences au niveau de la discrimination entre sources d'énergie à utiliser entre les diverses protéines NS3 des Flaviviridae vont permettre d'amener à un autre niveau la compréhension du mécanisme d'hydrolyse de cette protéine. Des études s'appliquant à modifier différents acides aminés afin de façonner la protéine NS3 pour qu'elle hydrolyse des analogues particuliers ou qu'elle lie des acides nucléiques précis pourraient aussi permettre de mieux comprendre les bases de la reconnaissance des substrats de NS3 en plus de fournir éventuellement des outils moléculaires voués à des fonctions multiples.

The hetero-bimetallic mixed valence metal polycyanides (Prussian Blue analogues (PBAs)) with formula AxMII[M’III(CN)6]y (where A= alkali-metal cation and M, M’= transition-metal cations respectively) are archetypal examples of molecule-based magnets, exhibiting a wealth of exotic electronic and magnetic behaviours. Similar intriguing electronic and magnetic properties are anticipated in nanoscale structures employing the PBA molecular building block. Herein investigations of multifunctional molecular magnets based on the PBA building block, with varying dimensionalities, are reported. Synthesis and characterisation of a novel family of mixed ferri-ferromagnets, RbNizMn(1-z)[Fe(CN)6] (0<z<1), illustrates how relatively minor changes in chemical composition can induce significant changes in the magnetic properties. Selected members of this series show photo-induced electronic transitions and pressureinduced magnetic pole inversions. The rare phenomenon of a double magnetic pole inversion is observed when FeII is introduced as a third MII ion. PBAs incorporating the Cu2+ ion are studied with the aim of establishing the influence of Jahn-Teller distortions on the photo-induced electron transfer which has been observed in a number of PBAs. X-ray powder diffraction and absorption measurements of CsCu[Fe(CN)6] under laser illumination reveal an unusual and unexpected behaviour, with photo-irradiation initiating a simultaneous reduction of both transition metal centres, which is proposed to occur via a chemical reaction. Superparamagnetic nanoparticles based on the CuII-NC-CrIII and Mn-NC-CrIII moieties are prepared by polymer protected synthesis, a method based upon spatial confinement. Control over the particle size, and consequently magnetic properties, of the isolated polymer-capped nanoparticles is achieved by altering the polymer concentration. The relaxation dynamics of the polymer-capped nanoparticles are studied using AC susceptibility.

The steady-state and time-resolved fluorescence of 2-aminopurine (2AP) have been used to monitor base dynamics and base stacking interactions in DNA single strands and dinucleotides, and to investigate the interactions between DNA and a polymerase, Pfu-Pol. A new class of base analogues has also been investigated using a combination of experiment and quantum chemical computation. In recent years, 2AP has been widely used as a fluorescent probe to study conformational changes and inter-bases interactions in duplex DNA, but the conformational behaviour of DNA in single strands has been far less investigated. In the present work, six 2AP–labelled single strands have been studied by steady-state and time-resolved fluorescence measurements. Single strands were found to show similar conformational heterogeneity (manifested by 4-exponential fluorescence decays) to duplex DNA, but highly stacked conformations, in which 2AP is rapidly quenched by inter-base charge transfer, are less populated in single strands, whereas imperfectly stacked (weakly quenched) conformations are more highly populated. The effect of base pairing in constraining base mobility is evident. To further investigate the influence of base stacking interaction on DNA conformation and the mechanism of inter-base quenching of 2AP, the time-resolved fluorescence of 2AP-containing dinucleotides was measured. The fluorescence decay of 2AP-containing dinucleotides in PBS buffer at room temperature is also multiexponential and the shortest lifetime varies with the identity of the natural base partner, in a manner consistent with quenching by inter-base electron transfer. When the dinucleotides are frozen to 77 K, the quenching of 2AP is almost eliminated, demonstrating the importance of thermal fluctuations of the bases in facilitating inter-base quenching at room temperature. In the frozen dinucleotides, an additional decay component with a lifetime significantly longer than unquenched 2AP is also observed, suggesting the formation of a new, delocalised, inter-base excited-state. Archaeal family-B DNA polymerases bind tightly to uracil and stall replication when they encounter this base in template strands, four bases ahead of the primer-template junction. If the polymerase progresses further towards the uracil, the 3′-5′ proof reading exonuclease becomes stimulated, trimming the primer and re-setting uracil to the +4 position. Uracil sensing prevents copying of the deaminated base and the introduction of mutations into the genome. Time-resolved fluorescence of 2AP has been used to investigate the role played by unwinding of primer-templates in this mechanism. 2AP-labelled primer-templates (2AP positioned next to the terminal 3′ base of the primer strand), with a misincorpated uracil at the +2 position (U+2) or +4 position (U+4) from the replication fork in the complementary template strand, were investigated in complex with the polymerase Pfu-Pol. For the U+2 primer-template, the fluorescence decay parameters show clear evidence for a decrease in the amount of double-stranded DNA on polymerase binding, manifested by marked weakening of inter-base stacking and a large transfer of population from highly stacked to poorly stacked conformations. In contrast, for the U+4 primer-template only a small perturbation to inter-base stacking is seen, together with the persistence of a high population of strongly stacked states. A new class of base analogues with selenium replacing oxygen at the 4 position of thymine and the 6 position of guanine has been investigated experimentally and computationally. These base analogues are interesting because they show a large shift (>80 nm) in their absorption spectrum compared with the natural bases, taking their absorption into the visible region, with minimal change in molecular structure. The potential of two examples of these analogues, 4-selenium thymine-3’-phosphate and 6-selenium-2’-deoxyguanosine-3-phosphate as luminescent probes has been investigated. However, they prove to have very low emission quantum yields for both fluorescence and phosphorescence. The effect of selenium-substitution on the structural and photophysical properties of the bases has been studied by various ab initio computational methods. It has been found that replacement of oxygen by selenium does not affect the ground state structure but changes the structure of the first excited-state from buckled to nearly planar. The shift in the absorption spectrum on introduction of selenium is successfully predicted by the calculations; the red-shifted absorption band of selenium-substituted thymine is due to a new electronic transition that is not present in the natural base, whereas that of selenium-substituted guanine is from red-shifting of a guanine-like transition.