Le gène nucleoredoxin-like 1 (NXNL1), composé de deux exons et d'un intron, code pour RdCVF lorsque l'intron est retenu et RdCVF-long (RdCVFL), une thiorédoxine active, lorsque qu'il est excisé. RdCVFL est une enzyme protégeant les photorécepteurs du stress oxydatif. RdCVF exprimé et sécrété que par les bâtonnets interagit avec son récepteur basigin 1 (BSG1) à la surface des cônes, stimule l'entrée du glucose. Dans la rétinopathie pigmentaire, les bâtonnets dégénèrent progressivement, RdCVF n'est plus exprimé et les cônes meurent. RdCVF tronqué dans le motif thiorédoxine ne possède pas d'activité thiol-oxydoréductase. Les cônes sont les ancêtres des bâtonnets. NXNL1 codait à l'origine pour RdCVFL, et les cônes des mammifères n'expriment donc plus que cette protéine. Chez l'hydre, apparue il y a 600 millions d'années, NXNL ancestral est exprimé. RdCVFL la protège contre les radicaux libres, RdCVF est exprimé, mais n'interagit pas avec basigin, il manque chez l'hydre un des acteurs de la signalisation métabolique de RdCVF. Il y a 400 millions d'années, chez la lamproie, seuls les bâtonnets expriment RdCVF. Son récepteur BSG1 se lie à RdCVF; les acteurs de la signalisation étaient donc présents chez les vertébrés anciens avec des bâtonnets fonctionnels. Le bénéfice pour la vision par l'addition d'une nouvelle fonction de NXNL1 a joué un rôle durant l'évolution de ce système. Une séquence en 3' du premier exon du gène NXNL1 lie la protéine nucléoline impliquée dans l'épissage et exprimée par les bâtonnets mais pas par les cônes. Cette protéine doit réguler l'épissage alternatif du gène NXNL1. / The nucleoredoxin-like 1 gene (NXNL1), which is composed by two exons and one intron, encodes for RdCVF made from an unspliced mRNA and RdCVF-long (RdCVFL), an active thioredoxin, when the intron is excised. RdCVFL is an enzyme that protects photoreceptors against oxidative stress. RdCVF is only expressed and secreted by the rods and interacts with its receptor basigin 1 (BSG1), expressed by cones and stimulates glucose entry. So in retinitis pigmentosa, characterized by progressive rods degeneration, RdCVF is no longer expressed and cones die. RdCVF corresponds to a truncated thioredoxin-like protein with no thiol-oxidoreductase activity. According to the knowledge of retina evolution, the cones are rods ancestors and NXNL1 originally encode for the RdCVFL, and today, mammalian cones only expresses this protein. In hydra that appeared 600 million years ago, ancestral NXNL gene was found, RdCVFL protects it against free radicals attack and RdCVF already existed. But hydra basigin doesn’t interact with RdCVF, so it lacks one of the metabolic signaling actors of RdCVF in hydra. 400 million years ago, In lamprey only rods produce RdCVF. Lamprey BSG1 binds RdCVF; actors signaling were present in oldest vertebrate that present functional rods. This original alternative splicing system has played a role during evolution by adding a new function of NXNL1 gene leading to a benefit in vision. I identified a sequence in 3’ RNA of exon n°1 of NXNL1 gene that binds the nucleolin protein involved in splicing and expressed by the rods but not by the cones. This protein must regulate the NXNL1 alternative splicing.

Les « phosphate binding protein » (PBP) constituent une famille de protéines présentes de manière ubiquitaire chez les bactéries et plus marginalement chez les Eucaryotes. Impliquées dans l'import du phosphate extracellulaire chez les bactéries, les PBPs présentent un site de fixation du phosphate très bien caractérisé avec, notamment, une liaison hydrogène particulière nommée «low barrier hydrogen bond» (LBHB). Cette LBHB est impliquée dans la discrimination entre le phosphate et des anions proches chez les PBPs. Bien que cette discrimination semble nécessiter une haute conservation du site de fixation du phosphate, dans la nature différentes configurations sont observées. Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés à la PBP d'un organisme pathogène, C.perfringens qui présente un site de fixation alternatif. Avec, entre autre, une perte de la LBHB, cette PBP présente la plus faible capacité de discrimination testée à ce jour. Cette faible capacité de discrimination pourrait être liée au biotope de la bactérie ou bien à un phénomène d'adaptation fonctionnelle. D'autre part, certaines PBPs présentent des propriétés d'inhibition du VIH via l'étape de la transcription virale. Cependant, ces protéines sont particulièrement difficiles à produire en système hétérologue limitant l'étude fonctionnelle. Afin de lever ce verrou technique, nous avons développé une nouvelle méthodologie basée sur la phylogénie en vue de solubiliser notre modèle d'étude (HPBP). Nous avons obtenu un variant soluble de HPBP qui conserve ses activités antivirales permettant de débloquer les études fonctionnelles. / The "phosphate binding protein" constitutes a family of proteins ubiquitously found in Prokaryotes but also more sparsely distributed in Eukaryotes. Involved in phosphate import, PBPs exhibits a well-characterized phosphate binding site with a peculiar hydrogen bond called "low barrier hydrogen bond" (LBHB). This LBHB is involved in the unique discrimination properties of PBPs, capable of discriminating phosphate from other similar anions such as arsenate of sulfate. Albeit this high discriminating property needs a high conservation of the phosphate binding pocket, different configurations are observed in nature. Herein, we have been interested in a PBP from a human pathogen, Clostridium perfringens, which presents an alternative phosphate binding site. Exhibiting a loss of the LBHB, C.perfringens PBP is the least discriminating PBP isolated so far. This weak discrimination property might be related to the environment of C.perfringens or to a functional adaptation of the PBP. On the other hand, PBPs issued from eukaryotic tissues exhibit HIV inhibition properties via a step not yet targeted in current therapies, i.e. the transcription. However, these proteins are difficult to obtain from human tissues and their expression in heterologous system remains impossible. We have developed a new methodology based on phylogeny in order to solubilise our study model, HPBP. Thus, we have obtained a soluble variant of HPBP which conserves the HIV-inhibiting properties. This unique tool both allow to unlock functional studies and lead to a better understanding on how PBPs are capable of inhibiting HIV.

La théorie de l’évolution repose sur la biologie moderne. Toutes les nouvelles espèces émergent d’une espèce existante. Il en résulte que différentes espèces partagent une ascendance commune, telle que représentée dans la classification phylogénétique. L’ascendance commune peut expliquer les similitudes entre tous les organismes vivants, tels que la chimie générale, la structure cellulaire, l’ADN comme matériau génétique et le code génétique. Les individus d’une espèce partagent les mêmes gènes mais (d’ordinaire) différentes séquences d’allèles de ces gènes. Un individu hérite des allèles de leur ascendance ou de leurs parents. Le but des études phylogénétiques est d’analyser les changements qui se produisent dans différents organismes pendant l’évolution en identifiant les relations entre les séquences génomiques et en déterminant les séquences ancestrales et leurs descendants. Une étude de phylogénie peut également estimer le temps de divergence entre les groupes d’organismes qui partagent un ancêtre commun. Les arbres phylogénétiques sont utiles dans les domaines de la biologie, comme la bio informatique, pour une phylogénétique systématique et comparative. L’arbre évolutif ou l’arbre phylogénétique est une exposition ramifiée les relations évolutives entre divers organismes biologiques ou autre existence en fonction des différences et des similitudes dans leurs caractéristiques génétiques. Les arbres phylogénétiques sont construits à partir de données moléculaires comme les séquences d’ADN et les séquences de protéines. Dans un arbre phylogénétique, les nœuds représentent des séquences génomiques et s’appellent des unités taxonomiques. Chaque branche relie deux nœuds adjacents. Chaque séquence similaire sera un voisin sur les branches extérieures, et une branche interne commune les reliera à un ancêtre commun. Les branches internes sont appelées unités taxonomiques hypothétiques. Ainsi, les unités taxonomiques réunies dans l’arbre impliquent d’être descendues d’un ancêtre commun. Notre recherche réalisée dans cette dissertation met l’accent sur l’amélioration des prototypes évolutifs appropriés et des algorithmes robustes pour résoudre les problèmes d’inférence phylogénétiques et ancestrales sur l’ordre des gènes et les données ADN dans l’évolution du génome complet, ainsi que leurs applications.[...] / The theory of evolution is based on modern biology. All new species emerge of an existing species. As a result, different species share common ancestry,as represented in the phylogenetic classification. Common ancestry may explainthe similarities between all living organisms, such as general chemistry, cell structure,DNA as genetic material and genetic code. Individuals of one species share the same genes but (usually) different allele sequences of these genes. An individual inheritsalleles of their ancestry or their parents. The goal of phylogenetic studies is to analyzethe changes that occur in different organisms during evolution by identifying therelationships between genomic sequences and determining the ancestral sequences and theirdescendants. A phylogeny study can also estimate the time of divergence betweengroups of organisms that share a common ancestor. Phylogenetic trees are usefulin the fields of biology, such as bioinformatics, for systematic phylogeneticsand comparative. The evolutionary tree or the phylogenetic tree is a branched exposure the relationsevolutionary between various biological organisms or other existence depending on the differences andsimilarities in their genetic characteristics. Phylogenetic trees are built infrom molecular data such as DNA sequences and protein sequences. Ina phylogenetic tree, the nodes represent genomic sequences and are calledtaxonomic units. Each branch connects two adjacent nodes. Each similar sequencewill be a neighbor on the outer branches, and a common internal branch will link them to acommon ancestor. Internal branches are called hypothetical taxonomic units. Thus,Taxonomic units gathered in the tree involve being descended from a common ancestor. Ourresearch conducted in this dissertation focuses on improving evolutionary prototypesappropriate and robust algorithms to solve phylogenetic inference problems andancestral information about the order of genes and DNA data in the evolution of the complete genome, as well astheir applications.

La puissance de la biopile enzymatique à glucose/oxygène est limitée par sa partiecathodique. Afin de contourner cette limitation, nous avons étudié les enzymescathodiques : les Bilirubine oxydases (BODs). Dans le but de mieux appréhender ces BODs, lemécanisme réactionnel, la nature de l’étape limitante et l’effet des sels ont alors été étudiés.Deux mécanismes différents sont retrouvés en fonction du mode de transfert des protons etdes électrons (4 fois 1H+/1e- ou 2 fois 2H+/2e-). De plus, nous avons démontré que l’étapelimitante est l’oxydation du substrat pour les trois substrats testés et que les sels agissent auniveau du cuivre T1. Les principales limitations des BODs sont leur stabilité à 37 °C ainsi queleur inhibition par le NaCl. Deux techniques ont alors été utilisées pour identifier des BODsplus résistantes. La première méthode est l’extraction de nouvelles enzymes à partird’organismes extremophiles. Elle a permis d’isoler la BOD d’Anaerophaga thermohalophilaqui possède une bonne résistance au NaCl mais une densité de courant faible. Dans unsecond temps, afin de reconstruire des séquences ancestrales, la phylogénie de la familledes Bacillus Bacterium a été effectuée. Cette technique a permis l’identification de troisBODs possédant des caractéristiques très intéressantes : la BOD de Bacillus nakamurai etdeux BODs ancestrales (Noeud 10 et Noeud 13). Par exemple, après une heure à 37°C et 140mM de NaCl, le Noeud 10 possède une meilleure densité de courant que la BOD de Bacilluspumilus, qui est l’enzyme utilisée comme base de la phylogénie. La seconde technique estdonc une méthode de choix permettant la découverte de nouvelles enzymes à la fois plusstables et plus résistantes que les enzymes actuelles. Elle ouvre de grandes perspectivespour l’utilisation des BODs comme enzymes cathodiques ou pour d’autres applicationsbiotechnologiques. Enfin, nous avons montré que l’immobilisation de la BOD de B. pumilusdans le matériau Si-(HIPE) permet la décoloration cyclique de colorants chimiques surplusieurs mois. / Power of glucose/oxygen enzymatic biofuel cell is limited by the cathodic part. In order to prevent this limitation, we studied cathodic enzymes: Bilirubin oxidases (BODs). For this purpose, the kinetic mechanism, rate-limiting step and salts effect were determined. Two different mechanisms are observed depending on the electron/proton transfer (4 times1H+/1e- or 2 times 2H+/2e-). We also demonstrated that the rate-limiting step is the substrate oxidation for the three substrates tested and salts act around the T1 copper. Main BODs limitations are their stability at 37°C and their inhibition by NaCl. Two methods were used toidentify the most resistant BODs. The first one was the identification of new enzymes from extremophile organisms. It allows to isolate BOD from Anaerophaga thermohalophila whichhas good NaCl resistance but low current density. In addition, in order to reconstructancestral sequences, phylogeny of Bacillus Bacterium family was performed. This methodidentified three BODs with interesting features: BOD from Bacillus nakamurai and twoancestral BODs (Noeud 10 and Noeud 13). For example, after one hour at 37°C and 140 mMNaCl, Noeud 10 has a better current density than the BOD from Bacillus pumilus, which is theenzyme used as basis for the phylogeny. This second method allowed the discovery of newenzymes that were both more stable and more resistant than actual enzymes. Thistechnique opens up valuable prospects for the use of BODs as cathodic enzymes or for otherbiotechnological applications. In the end, we demonstrated that BOD from B. pumilusimmobilization in Si-(HIPE) materials allows cyclic discoloration of chemical dyes duringseveral months.

Un ensemble de disciplines tente de comprendre les causes de la distribution de la biodiversité à la surface de la terre. Cette thèse, à l'interface entre macro-écologie et phylogéographie, démêle le rôle relatif des différents facteurs environnementaux et des processus contrôlant la diversité des crustacés aquatiques souterrains en Europe. L'utilisation d'un modèle biologique souterrain permet d'écarter l'effet de la saisonnalité thermique, omniprésente dans les milieux de surface. L'action de multiples facteurs – plus particulièrement la disponibilité des ressources trophiques et l'hétérogénéité environnementale – et les variations régionales de leur importance relative fournissent l'explication la plus parcimonieuse des patrons de richesse. Ce résultat s'oppose au paradigme du rôle prépondérant du processus d'extinction causé par les fortes oscillations climatiques du Pléistocène en Europe du nord. Toutefois, ces oscillations ont très probablement sélectionné des organismes mobiles qui participent à l'augmentation de la taille moyenne des aires de répartition des espèces avec la latitude. La reconstruction de la dynamique des aires de distribution montre que la dispersion est un processus très hétérogène entre et au sein des espèces. Elle interviendrait lors de courtes fenêtres temporelles entre lesquelles l'adaptation locale tendrait au contraire, à contrecarrer les capacités de dispersion. Enfin, ce travail propose des pistes de réflexion afin d'expliquer plus précisément, à partir de données moléculaires supplémentaires et d'outils génomiques, les variations géographiques des taux de diversification et de substitution à l'échelle continentale / A set of disciplines attempt to understand causes of biodiversity patterns on the earth. This thesis, at the frontier between macroecology and phylogeography, disentangles the relative influence of environmental factors and processes shaping groundwater crustacean diversity in Europe. Groundwater habitats offer useful case studies for avoiding the effect of thermal seasonality, which is pervasive in surface ecosystems. The influence of multiple factors – especially productive energy and spatial heterogeneity – and regional variation in their relative importance provide the most parsimonious explanation of species richness patterns. This result undermines the prominent role attributed to the disproportionate extinction of species in northern European regions with high historical climate oscillations. However, these oscillations have probably selected vagile species which contribute to the increase in median range size of species with latitude. Reconstructing range dynamics shows that dispersal is a heterogeneous process within and among species. It may occur during short time windows between which local adaptation favors specialization. Finally, I suggest several research avenues using molecular data and genomic tools for understanding geographical variation in diversification and substitution rates at continental scale

Ce mémoire analyse l’espérance du temps de fixation conditionnellement à ce qu’elle se produise et la probabilité de fixation d’un nouvel allèle mutant dans des populations soumises à différents phénomènes biologiques en uti- lisant l’approche des processus ancestraux. Tout d’abord, l’article de Tajima (1990) est analysé et les différentes preuves y étant manquantes ou incomplètes sont détaillées, dans le but de se familiariser avec les calculs du temps de fixa- tion. L’étude de cet article permet aussi de démontrer l’importance du temps de fixation sur certains phénomènes biologiques. Par la suite, l’effet de la sé- lection naturelle est introduit au modèle. L’article de Mano (2009) cite un ré- sultat intéressant quant à l’espérance du temps de fixation conditionnellement à ce que celle-ci survienne qui utilise une approximation par un processus de diffusion. Une nouvelle méthode utilisant le processus ancestral est présentée afin d’arriver à une bonne approximation de ce résultat. Des simulations sont faites afin de vérifier l’exactitude de la nouvelle approche. Finalement, un mo- dèle soumis à la conversion génique est analysé, puisque ce phénomène, en présence de biais, a un effet similaire à celui de la sélection. Nous obtenons finalement un résultat analytique pour la probabilité de fixation d’un nouveau mutant dans la population. Enfin, des simulations sont faites afin de détermi- nerlaprobabilitédefixationainsiqueletempsdefixationconditionnellorsque les taux sont trop grands pour pouvoir les calculer analytiquement. / The expected time for fixation given its occurrence, and the probability of fixa- tion of a new mutant allele in populations subject to various biological phe- nomena are analyzed using the approach of the ancestral process. First, the paper of Tajima (1990) is analyzed, and the missing or incomplete proofs are fully worked out in this Master thesis in order to familiarize ourselves with calculations of fixation times. Our study of Tajima’s paper helps to show the importance of the fixation time in some biological phenomena. Thereafter, we extend the work of Tajima (1990) by introducing the effect of natural selec- tion in the model. Using a diffusion approximation, the work of Mano (2009) provides an interesting result about the expected time of fixation given its oc- currence. We derived an alternative method that uses an ancestral process that approximates well Mani’s result. Simulations are made to verify the accuracy ofthenewapproach.Finally,onemodelsubjecttogeneconversionisanalyzed, since this phenomenon, in the presence of bias, has a similar effect as selection. We deduce an analytical result for the probability of fixation of a new mutant in the population. Finally, simulations are made to determine the probability of fixation and the time of fixation given its occurrence when rates are too large to be calculated analytically.

Les antibiotiques β-lactamines sont parmi les médicaments antimicrobiens les plus anciens et les plus utilisés. L'enzyme bactérienne β-lactamase hydrolyse l'antibiotique β-lactame en cassant la structure de base "anneau β-lactame". Pour identifier les nouvelles β-lactamases, une étude complète a été réalisée dans diverses bases de données biologiques telles que Human Microbiome Project, env_nr et NCBI nr. L'analyse a révélé que les séquences ancestrales putatives et les recherches de profil HMM jouaient un rôle important dans l'identification de la base de données homologue et métagénomique à distance dans l'enzyme β-lactamase existante comme matière noire. Les larges analyses phylogénétiques des β-lactamases existantes et nouvellement identifiées représentent les nouveaux clades dans les arbres. En outre, l'activité d'hydrolyse des antibiotiques β-lactamines de séquences nouvellement identifiées (provenant d'archées et d'humains) a été étudiée en laboratoire, ce qui montre l'activité de la β-lactamase. La deuxième phase de l'étude a été entreprise pour examiner l'évolution fonctionnelle des β-lactamases. Premièrement, des séquences de protéines ß-lactamase 1155 ont été extraites de la base de données ARG-ANNOT et des valeurs CMI la littérature correspondante. Les résultats ont révélé que l'activité fonctionnelle de la β-lactamase évoluait de manière convergente au sein de la classe moléculaire. La troisième phase de cette thèse représente le développement d'une base de données intégrative de β-lactamases. La base de données publique actuelle de β-lactamases a des informations limitées, par conséquence, une base de données intégrative a été développée. / The β-lactam antibiotics are one of the oldest and widely used antimicrobial drugs. The bacterial enzyme β-lactamase hydrolyzes the β-lactam antibiotic by breaking the core structure “β-lactam ring”. To identify the novel β-lactamases a comprehensive investigation was performed in different biological databases such as Human Microbiome Project, env_nr, and NCBI nr. The analysis revealed that putative ancestral sequences and HMM profile searches played a significant role in the identification of remote homologous and uncovered the existing β-lactamase enzyme in the metagenomic database as dark-matter. The comprehensive phylogenetic analyses of extant and newly identified β-lactamase represent the novel clades in the trees. Further, the β-lactam antibiotic hydrolysis activity of newly identified sequences (from archaea and human) was investigated in laboratory, which shows β-lactamase activity.The second phase of the investigation was undertaken to examine the functional evolution of β-lactamases. First, 1155 β-lactamase protein sequences were retrieved from ARG-ANNOT database and MIC values from the corresponding literature. The results revealed that the functional activity of β-lactamase evolved convergently within the molecular class.The third phase of this thesis presents development of an integrative β-lactamase database. The existing public database of β-lactamase has limited information, therefore, an integrative database was developed.

Ce mémoire analyse l’espérance du temps de fixation conditionnellement à ce qu’elle se produise et la probabilité de fixation d’un nouvel allèle mutant dans des populations soumises à différents phénomènes biologiques en uti- lisant l’approche des processus ancestraux. Tout d’abord, l’article de Tajima (1990) est analysé et les différentes preuves y étant manquantes ou incomplètes sont détaillées, dans le but de se familiariser avec les calculs du temps de fixa- tion. L’étude de cet article permet aussi de démontrer l’importance du temps de fixation sur certains phénomènes biologiques. Par la suite, l’effet de la sé- lection naturelle est introduit au modèle. L’article de Mano (2009) cite un ré- sultat intéressant quant à l’espérance du temps de fixation conditionnellement à ce que celle-ci survienne qui utilise une approximation par un processus de diffusion. Une nouvelle méthode utilisant le processus ancestral est présentée afin d’arriver à une bonne approximation de ce résultat. Des simulations sont faites afin de vérifier l’exactitude de la nouvelle approche. Finalement, un mo- dèle soumis à la conversion génique est analysé, puisque ce phénomène, en présence de biais, a un effet similaire à celui de la sélection. Nous obtenons finalement un résultat analytique pour la probabilité de fixation d’un nouveau mutant dans la population. Enfin, des simulations sont faites afin de détermi- nerlaprobabilitédefixationainsiqueletempsdefixationconditionnellorsque les taux sont trop grands pour pouvoir les calculer analytiquement. / The expected time for fixation given its occurrence, and the probability of fixa- tion of a new mutant allele in populations subject to various biological phe- nomena are analyzed using the approach of the ancestral process. First, the paper of Tajima (1990) is analyzed, and the missing or incomplete proofs are fully worked out in this Master thesis in order to familiarize ourselves with calculations of fixation times. Our study of Tajima’s paper helps to show the importance of the fixation time in some biological phenomena. Thereafter, we extend the work of Tajima (1990) by introducing the effect of natural selec- tion in the model. Using a diffusion approximation, the work of Mano (2009) provides an interesting result about the expected time of fixation given its oc- currence. We derived an alternative method that uses an ancestral process that approximates well Mani’s result. Simulations are made to verify the accuracy ofthenewapproach.Finally,onemodelsubjecttogeneconversionisanalyzed, since this phenomenon, in the presence of bias, has a similar effect as selection. We deduce an analytical result for the probability of fixation of a new mutant in the population. Finally, simulations are made to determine the probability of fixation and the time of fixation given its occurrence when rates are too large to be calculated analytically.

En bio-informatique, comprendre comment les molécules d’ADN ont évolué au cours du temps reste un problème ouvert etcomplexe. Des algorithmes ont été proposés pour résoudre ce problème, mais ils se limitent soit à l’évolution d’un caractèredonné (par exemple, un nucléotide précis), ou se focalisent a contrario sur de gros génomes nucléaires (plusieurs milliardsde paires de base), ces derniers ayant connus de multiples événements de recombinaison – le problème étant NP completquand on considère l’ensemble de toutes les opérations possibles sur ces séquences, aucune solution n’existe à l’heureactuelle. Dans cette thèse, nous nous attaquons au problème de reconstruction des séquences ADN ancestrales en nousfocalisant sur des chaînes nucléotidiques de taille intermédiaire, et ayant connu assez peu de recombinaison au coursdu temps : les génomes de chloroplastes. Nous montrons qu’à cette échelle le problème de la reconstruction d’ancêtrespeut être résolu, même quand on considère l’ensemble de tous les génomes chloroplastiques complets actuellementdisponibles. Nous nous concentrons plus précisément sur l’ordre et le contenu ancestral en gènes, ainsi que sur lesproblèmes techniques que cette reconstruction soulève dans le cas des chloroplastes. Nous montrons comment obtenirune prédiction des séquences codantes d’une qualité telle qu’elle permette ladite reconstruction, puis comment obtenir unarbre phylogénétique en accord avec le plus grand nombre possible de gènes, sur lesquels nous pouvons ensuite appuyernotre remontée dans le temps – cette dernière étant en cours de finalisation. Ces méthodes, combinant l’utilisation d’outilsdéjà disponibles (dont la qualité a été évaluée) à du calcul haute performance, de l’intelligence artificielle et de la biostatistique,ont été appliquées à une collection de plus de 450 génomes chloroplastiques. / In Bioinformatics, understanding how DNA molecules have evolved over time remains an open and complex problem.Algorithms have been proposed to solve this problem, but they are limited either to the evolution of a given character (forexample, a specific nucleotide), or conversely focus on large nuclear genomes (several billion base pairs ), the latter havingknown multiple recombination events - the problem is NP complete when you consider the set of all possible operationson these sequences, no solution exists at present. In this thesis, we tackle the problem of reconstruction of ancestral DNAsequences by focusing on the nucleotide chains of intermediate size, and have experienced relatively little recombinationover time: chloroplast genomes. We show that at this level the problem of the reconstruction of ancestors can be resolved,even when you consider the set of all complete chloroplast genomes currently available. We focus specifically on the orderand ancestral gene content, as well as the technical problems this raises reconstruction in the case of chloroplasts. Weshow how to obtain a prediction of the coding sequences of a quality such as to allow said reconstruction and how toobtain a phylogenetic tree in agreement with the largest number of genes, on which we can then support our back in time- the latter being finalized. These methods, combining the use of tools already available (the quality of which has beenassessed) in high performance computing, artificial intelligence and bio-statistics were applied to a collection of more than450 chloroplast genomes.

Tell Aswad, situé à environ 30km à l’Est / Sud-Est de Damas, est un grand tell d’environ 6 hectares dont la hauteur maximale ne dépasse pas de 4,50 m la grande plaine lacustre qui l’entoure. Le site de Tell Aswad datant entièrement du Néolithique Précéramique B (entre 8200 et 7500 av. J.-C.) est un site de référence du Levant Central. Ces populations, complètement agriculteurs/éleveurs, montrent des liens entre les populations et les cultures du Levant Nord et Sud. Les niveaux attribués à l’horizon PPNB ancien, période mal connue au Levant Sud, lui donne une grande importance historique au niveau régional. Ainsi, ce site offre une documentation rare qui peut être utilisées dans la recherche des origines du PPNB dans la région et les identités culturelles qui lui correspondent. Il nous a offert une riche documentation sur les pratiques funéraires. Répartis sur presque la totalité de son occupation, plus de 119 individus ont été exhumés. Les résultats nous indiquent la présence d’une continuité diachronique des pratiques funéraires tout au long de l’occupation, celles-ci étant originaire d’une tradition ancestrale. Elles révèlent le recours aux funérailles uniques mais se spécifient par des funérailles multiples, à travers le prélèvement des crânes. Chacun de ces deux modèles résulterait d’un choix imposé et sélectif issu du système social (hiérarchisé), indiquant la manière dont le défunt doit être inhumé. Les différents traitements des crânes prélevés, dont le surmodelage, correspondraient à des « rituelles» et pratiques funéraires hautement culturalisées. Elles témoignent de l’ordre social et de l’intégrité du groupe et matérialisent l’un des traits majeurs de l’identité culturels des sociétés Néolithiques du PPNB à Tell Aswad. L’étude de l’organisation spatiale des sépultures au cours de l’occupation PPNB de Tell Aswad, révèle un changement des lieux d’inhumations, depuis l’inhumation dans des maisons, à l’intérieur de la cellule familiale, jusqu’à la conception de lieux spécifiques dédiés aux pratiques funéraires. L’organisation spatiale de ces lieux devient pour nous une source supplémentaire témoignant de l’organisation sociale dans ce site. / Tell Aswad, located 30 km East/South-East of Damascus, is a nearly 6 hectares tell not exceeding 4,5 meters height above the great lacustrian plain surrounding. The whole stratigraphy of the site dates from PPNB (8200-7500 B.C.), it's a reference site for the Central Levant because of the farmer/cattle breeder population showing connections between Southern and Northern Levant. The ancient PPNB levels, poorly understood in South Levant, give to the site an important historical status on a regional level. Thus, Tell Aswad offers us a rare documentation used for a better understanding of the PPNB period origins in the area and the cultural identities corresponding. The data are especially rich for the funeral practices. More than 119 individuals have been excavated spread on the entire occupation. Our results indicate the presence of a diachronic continuity of the funeral practices throughout the occupation due to an ancestral tradition. They reveal the use of simple burials but also specificity in the multiple burials by means of the skull withdrawal. Both models result from a selective choice imposed by the social system (hierarchical), indicating how the deceased had to be buried. The variability inside the skull treatment including the modeled skulls correspond to "ritual" and funerary practices highly culturalized. They reflect a social order and a group integrity materializing one of the major feature of the cultural identity of Neolithic PPNB society in Tell Aswad. Studying the spatial organization of the burials during the PPNB occupation of Tell Aswad reveals changes in burial sites, from burials in the house inside the family unit until the creation of specific area dedicated to funerary practices. The spatial organization of these areas becomes for our research a supplementary testimony of the social organization in the site.