Les strongles gastro-intestinaux, dont Haemonchus contortus constituent un problème majeur pour l'élevage des ovins allaitants. Ils entrainent des pertes de production et le recours aux anthelminthiques est remis en question par l'apparition de souches de vers résistantes. La sélection d'ovins plus résistants fait partie des stratégies complémentaires de lutte les plus sérieuses. Cependant sa mise en oeuvre requiert une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents. Cette thèse vise à identifier les régions du génome ovin impliquées dans la résistance aux strongles gastro-intestinaux. Une analyse statistique d'association entre des marqueurs génétiques et des mesures de résistance d'un troupeau d'ovins croisés Martinik Black-belly x Romane a mis en évidence un nombre limité de régions d'intérêt. Parmi celles-ci, un segment du chromosome 12 a été choisi pour effectuer des accouplements raisonnés et valider son rôle dans la résistance à H. contortus. L'effet de cette région a été validé chez les descendants issus d'accouplements assistés par marqueurs génétiques. Cette région semble limiter fertilité des vers femelles tout en contribuant à une réponse immunitaire plus forte. Le rôle d'une région du chromosome 21 dans la variation de concentration plasmatique en pepsinogène, un marqueur de lésions abomasales, a également été confirmé. Un gène candidat sous-jacent est en cours de séquençage et l'analyse des polymorphismes devrait contribuer à la validation de son rôle. Deux autres gènes très proches pourraient également être impliqués et mériteraient une considération future. Ces travaux illustrent à la fois la variation génétique disponible pour les caractères de résistance à H. contortus et la complexité des mécanismes mis en jeu. Des études complémentaires de séquençage et d'étude d'expression par séquençage devrait contribuer à une meilleure compréhension des fonctions des gènes impliqués et de leurs interactions. / Gastro-intestinal nematodes, among which Haemonchus contortus are a major threat to the meat sheep industry. They are responsible for production losses and the apparition of worm populations resistant to drugs limits their use as worm control strategy. Breeding more resistant sheep is among the most practicable alternative strategy. However its implementation requires a deeper understanding of underlying mechanisms. This PhD aims at identifying regions of the ovine genome affecting resistance to gastro-intestinal nematodes. A statistical analysis of existing associations between genetic markers and resistance traits of a Martinik Black-belly x Romane cross-bred sheep flock unraveled a limited number of key players. Among these, a fragment of the chromosome 12 was chosen to perform marker-assisted matings and to validate its role in resistance to H. contortus. The effect of this region was validated in the progenies born from matings. It seems this chromosomic fragment limits female worms fertility and is associated to a stronger immune response. The putative role played by a fragment of the chromosome 21 in plasmatic pepsinogen concentration (a biomarker of abomasal lesions) was also confirmed in this work. A candidate gene underlying this region has been sequenced and the analysis of the detected polymorphisms should confirm its role. Further, two other genes in its vicinity could also play a role in this biological phenomenon and they should also deserve future considerations. This work illustrated both the existing genetic variation for resistance to H. contortus and the associated complexity of underlying mechanisms. Additional sequencing and gene expression sequencing studies should help understanding gene functions and interactions.

Background: Imputation of partially missing or unobserved genotypes is an indispensable tool for SNP data analyses. However, research and understanding of the impact of initial SNP-data quality control on imputation results is still limited. In this paper, we aim to evaluate the effect of different strategies of pre-imputation quality filtering on the performance of the widely used imputation algorithms MaCH and IMPUTE. Results: We considered three scenarios: imputation of partially missing genotypes with usage of an external reference panel, without usage of an external reference panel, as well as imputation of ompletely un-typed SNPs using an external reference panel. We first created various datasets applying different SNP quality filters and masking certain percentages of randomly selected high-quality SNPs. We imputed these SNPs and compared the results between the different filtering scenarios by using established and newly proposed measures of imputation quality. While the established measures assess certainty of imputation results, our newly proposed measures focus on the agreement with true genotypes. These measures showed that pre-imputation SNP-filtering might be detrimental regarding imputation quality. Moreover, the strongest drivers of imputation quality were in general the burden of missingness and the number of SNPs used for imputation. We also found that using a reference panel always improves imputation quality of partially missing genotypes. MaCH performed slightly better than IMPUTE2 in most of our scenarios. Again, these results were more pronounced when using our newly defined measures of imputation quality. Conclusion: Even a moderate filtering has a detrimental effect on the imputation quality. Therefore little or no SNP filtering prior to imputation appears to be the best strategy for imputing small to moderately sized datasets. Our results also showed that for these datasets, MaCH performs slightly better than IMPUTE2 in most scenarios at the cost of increased computing time.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Purpose of the Study: Determine if there is an association of the CII/D2 malocclusion and genes linked to hypodontia, namely PAX9 and MSX1. Methods and Materials: One hundred probands with CII/D2 and one hundred non-CII/D2 with no hypodontia were enrolled in this study. Clinical exam, photographs, models, radiographs, and saliva were gathered. DNA was isolated from the saliva and sent for genetic analysis. Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) from the PAX9 and MSX1 genes were analyzed using the LightCycler® 480 to verify the presence of each with the CII/D2 malocclusion. A Hardy-Weinberg test was used to screen for genotyping errors, then a chi-square test was used to evaluate the association of the SNP genotypes. A p-value of 0.05 was considered significant. Results: The Hardy-Weinberg test showed no significant differences between observed and expected counts thus we used them for association analysis. Chi-square analysis indicated no significant association between CII/D2 and the MSX1 rs3821949 and the PAX9 1955734 genotypes. Although a p-value of 0.06 for the PAX9 rs8004560 suggested association, it was considered a grey area and insufficient to conclude that there was significant association. Since the SNP PAX9 rs8004560 was insufficient, additional statistical analysis was also performed on the PAX9 rs8004560 genotype of the CII/D2 affected subjects reported to have hypodontia of any tooth including third molars and excluding third molars. A chi-square test yielded a p-value of 0.08 on the analysis of CII/D2 with hypodontia for any permanent tooth except third molars, which suggested association, but insufficient to conclude a significant association. All other analyses indicated a lack of association of the PAX9 rs8004560 SNP. Conclusions: There is no significant association of CII/D2 and the SNPs MSX1 rs3821949 and PAX9 rs1955734. There is a suggestion that there is an association of the SNP PAX9 rs8004560 and CII/D2. There is a suggestion that there is an association of SNP PAX9 rs8004560 and CII/D2 subjects with hypodontia of any tooth except third molars.

La scoliose idiopathique est une déformation tridimensionnelle de la colonne vertébrale dont la pathogenèse reste obscure. Cette maladie affecte 2-4% des adolescents de 10-18 ans parmi les garçons et les filles. Il est à noter que les filles sont plus sévèrement affectées et ce en plus grand nombre que les garçons. Les études de jumeaux ont montré que les facteurs génétiques jouent un rôle important dans la scoliose idiopathique de l'adolescent (SIA). Depuis 2010, les études d'association pan génomiques ont été multipliées dans les recherches, visant à trouver des gènes candidats impliqués dans la SIA à travers des examens des polymorphismes nucléotidiques (SNPs). Un test génétique nommé "ScoliScore" a été publié pour essayer de prédire la progression de courbure dans la population caucasienne. Cependant, l'association n'a pas été reproduite dans une grande étude japonaise, soulignant l'importance d'une étude de réplication dans une population caucasienne indépendante. Dans ce contexte, mon projet de maîtrise a permis de génotyper plus de 1,4 millions de SNPs dans une cohorte canadienne-française dans le but: 1) de valider l'association de ScoliScoreTM; et 2) d’identifier les variants génomiques associées à la SIA dans la population québécoise. Notre étude a montré qu’aucun des variants constituant le test ScoliScoreTM n’était associé à la SIA. Ceci suggère que l'absence d'association dans une cohorte japonaise n'est pas due à l'appartenance ethnique. Aussi, nous avons identifié des variants génomiques associés significativement à l’initiation et/ou la progression de SIA dans la population québécoise, suggérant des gènes candidats impliqués dans la pathogenèse de SIA. / Idiopathic scoliosis is a common spinal deformation occurring without clear reason. This disease affects 2-4% adolescents aging from 10-18 years old in both genders. Of note, girls are more affected in number and severity than boys. Twin studies demonstrated that genetic factors play an important role in adolescent idiopathic scoliosis (AIS). Since 2010, Genome-wide association studies (GWAS) have been multiplied in AIS researches, aiming to find out candidate genes involved in the disease by an examination of single nucleotide polymorphisms (SNPs) throughout the entire genome. A genetic test named “ScoliScore” was released for the prediction of curvature progression in Caucasian AIS population using 53 SNPs. However, such association was not replicated in a larger Japanese-population study. Such a discrepancy could be explained by ethnicity, raising the importance of a replication study in an independent Caucasian population of European descent. In that context, we genotyped over 1.4 million SNPs in a French-Canadian cohort: 1) to validate the association in ScoliScoreTM test; and 2) to identify genomic variants associated with AIS in the population of Quebec. As a result, the association of ScoliScoreTM genomic markers could not be reproduced in French-Canadian AIS patients, suggesting that the lack of association of these SNPs in a Japanese cohort is not due to ethnicity. Meanwhile, we identified genome-wide significant variants associated with spinal curve initiation and/or progression in French-Canadian population, suggesting candidate genes involved in AIS pathogenesis.

La recherche de facteurs génétiques de susceptibilité aux infections virale dans des populations générales exhaustives endémiques est une approche originale en épidémiologie génétique. Nos travaux de thèse nous ont permis d’établir, dans une population endémique pour deux virus oncogènes MCPyV et HHV-8 au Cameroun et dans une population endémique pour le VHC en Egypte, plusieurs arguments forts en faveur d’une susceptibilité génétique aux infections par les virus oncogènes humains définies par la séropositivité/ séronégativité vis-à-vis du virus impliqué. Concernant l’infection par le MCPyV, dont les modes de transmission sont peu connus, nous avons mis en évidence l’existence de fortes corrélations familiales mère-enfant et entre enfants pour la séropositivité au virus, en faveur d’une transmission virale par contacts proches. Ces résultats sont similaires à ceux observés pour l’HHV-8, dans la même population, virus pour lequel la transmission par voie salivaire est l’hypothèse la plus forte. Concernant l’infection par l’HHV-8, nous avons identifié un locus majeur de prédisposition à l’infection par une analyse de ségrégation mettant un gène majeur mendélien autosomique récessif prédisposant à l’infection, suivie d’une analyse de liaison paramétrique utilisant le modèle de l’analyse de ségrégation. Concernant l’infection par le VHC, nous avons identifié par une analyse de liaison génétique un locus majeur de prédisposition à l’infection. Nous avons ensuite identifié, par une analyse d’association en génome entier sur une grande cohorte de plus de 6500 individus, trois signaux associés avec l’infection par le VHC. Par ailleurs, nous avons également réalisé une étude fine des variants du locus du gène IL28B, associés à la clairance du VHC, cohérente avec les résultats publiés au cours de nos travaux. L’identification de facteurs génétiques impliqués dans la susceptibilité aux infections virales oncogènes et aux cancers associés permettra de mieux comprendre la physiopathologie de la réponse à ces infections et les mécanismes intervenant depuis l’exposition virale jusqu’au développement de cancers. / The identification of genetic variants predisposing to viral infection in highly endemic general populations is an original approach in genetic epidemiology. Our work suggests a genetic control of the susceptibility to human oncogenic viruses infection, in a population in Cameroon in which MCPyV and HHV-8 are highly endemic and in an Egyptian population in which HCV is endemic. MCPyV is thought to be the etiological agent of Merkel cell carcinoma, but little is known about its distribution and modes of transmission. We provided evidence for familial aggregation of MCPyV infection status suggesting that MCPyV infection is acquired through close contact, possibly involving saliva and/or the skin, especially between young siblings and between mothers and their children. Infection with HHV-8 has been shown to display strong familial aggregation, in countries in which HHV-8 infection is endemic. Our segregation analysis provided strong evidence for a recessive major gene conferring predisposition to HHV-8 infection. The following linkage analysis identified a single region on chromosome 3p22 significantly linked to HHV-8 infection. This study provides the first evidence that HHV-8 infection in children in endemic areas has a strong genetic basis. Concerning HCV infection, we performed a linkage analysis that mapped a major locus predisposing to HCV infection in an Egyptian cohort. We then performed a genome-wide association study in more than 6500 individuals, identifying three signals associated with HCV infection. Finally we investigated the role of several IL28B SNPs in HCV spontaneous clearance in an Egyptian population. The results confirm the major role of IL28B variants in the spontaneous clearance of HCV genotype 4 infection in an Egyptian population. The identification of genetic variants predisposing to viral infection should greatly improve our understanding of the molecular mechanisms involved in the response to these infections and may also unravel new pathways for investigation in viruses-associated diseases, such as cancer.

本篇論文旨在研究中文流行音樂歌詞與歌曲之間情意的關聯性，並設計一個能推薦出符合歌曲情意的「以曲找詞歌詞推薦系統」。 流行音樂（Popular Music）在廣義上的定義為透過大眾媒體傳播、以大眾為閱聽對象的歌曲。其大眾化的特徵，使得流行音樂歌詞的主題多與日常生活息息相關且能清楚表達歌曲的情意，並以其所引起的共鳴性決定歌曲是否具出版的商業價值，人們也常常使用流行音樂歌曲來唱出屬於自己的故事、屬於自己的心聲。因此，本篇論文提出自動為流行音樂歌曲推薦符合歌曲情意的歌詞，讓舊有的歌曲搭配上新的歌詞，而當一首歌曲搭配了不同的歌詞就有了不同的故事，也帶給了原曲新的生命，達成一曲多詞的數位加值效果。 由文獻及專業音樂創作者的論述中，我們可以了解流行音樂詞曲有相關的搭配關係，其中又以詞曲情意的搭配關係最為重要，因此詞曲情意之間的關聯性為本研究問題的核心所在。透過大量分析市面上的流行歌曲，我們便可以從中看出詞曲之間情意搭配的線索。我們利用 LSA（Latent Semantic Analysis）演算法萃取出歌詞的情意特徵值，並比較其與語言學領域中隱喻融合理論的相似性，而在歌曲方面萃取出音高、調性、速度、節奏、和弦及音色等與等能展現歌曲情意的相關特徵值。然後利用了 CFA（Cross-Modal Factor Analysis）演算法來建立詞曲之間情意特徵值的關聯模型，最後我們便可以利用關聯模型來建立推薦系統，如此便完成了詞曲情意關聯為基礎的以曲找詞歌詞推薦系統。 實驗結果顯示，考慮詞曲情意特徵關聯所訓練出的關聯模型（CFA Feature Model）在以曲找詞推薦符合情意歌詞的前五名準確率平均達 60.1 %，前五十名也有 41.4 % 的準確率，比起僅考慮歌曲情意特徵（Audio Feature Model）以曲找詞推薦符合情意歌詞的前五名準確率 45.1% 及前五十名準確率28.6 % 準確率高，代表本研究所提出的詞曲情意關聯模型確實能有效推薦出符合歌曲情意的歌詞。我們也對本研究提出的詞曲情意關聯模型進行歌詞推薦結果的案例分析，我們輸入幾首學生創作的歌曲觀察詞曲情意關聯模型歌詞推薦結果，我們發現推薦出的流行音樂歌詞與學生創作的原詞在歌詞情意上非常類似，再次顯示本研究所提出的詞曲情意關聯模型確實能有效推薦出符合歌曲情意的歌詞，在詞曲創作上將能為創作者帶來靈感支援，幫助創作者詞曲創作。 / Nowadays lots of people use popular music to sing out their own story, and their own aspirations. In this thesis, we propose an approach to analyze the conception association between lyrics and music of Chinese popular music. And for applications, we design a lyrics recommendation system which can automatically recommend lyrics which is suitable to accompany with query music according to the affection and conception between lyrics and music. So, the old song with new lyrics, just like the song with different stories, brings the original song with new life. There are accompany association between lyrics and music, and the affection and conception association is most important among all. Therefore, analyze the conception association between lyrics and music is our goal. To do this, we can find out the association clues between lyrics and music from analyzing lots of popular music. For lyrics, we use LSA (Latent Semantic Analysis) algorithm to extract lyrics conception features. For music, we extracted the pitch, tonality, speed, rhythm, chords features which can show the music’s conception in the music. Then we use the CFA (Cross-Modal Factor Analysis) algorithm to analyze and learn the conception association between lyrics and music and establish the conception association model . Finally, we will be able to take advantage of the conception association model to establish the lyrics recommendation system. In the experimental results, when recommend the same conception lyrics to the query music, our proposed approach (CFA Feature Model) reaches accuracy of 60.1% on average in the top 5 recommended lyrics. Compared to control group approach (Audio Feature Model) only reaches accuracy of 45.1% on average in the top 5 recommended lyrics, our approach get better accuracy. We also presented some interesting lyrics recommendation results in case study. We upload some popular music created by students, and we found out that the affection and conception of the recommended lyrics are similar to the original song lyric which is created by the students. The experimental results show that the lyrics and music conception association model we proposed in this study does recommended lyrics suitable to the query music conception.

In dieser Arbeit zu genetischen Analysen für die Vorbereitung eine markergestützten Selek-tion auf Trockenstresstoleranz bei der Winterackerbohne wurden 196 Winterackerbohnen-Inzuchtlinien und vier Sommerackerbohnen-Inzuchtlinien genotypisiert. Diese Inzuchtlinien wurden außerdem hinsichtlich der Physiologie-Merkmale Spad-Wert, Membranstabilitäts-index, Blattwassergehalt, Gesamtgehalt löslicher Zucker sowie Prolin- und Glycinbetainge-halt in je einer Kontroll- und einer Stressbehandlung phänotypisiert. Anhand eines Verifika-tionssatzes von 40 der 196 Winterackerbohnen-Inzuchtlinien wurden korrelative Verbin-dungen zwischen den physiologischen Merkmalen sowie feldbasierten und züchterisch relevanten Merkmalen wie bspw. Ertrag gesucht. Diese feldbasierten Merkmale wurden mit Hilfe von Rain-Out-Sheltern an den Standorten Göttingen und Groß Lüsewitz in den Jahren 2010/2011, 2012 und 2012/2013 erfasst. Ferner wurden die Möglichkeiten einer Simulation von Trockenstressreaktionen anhand dieses Verifikationssatzes durch Sikkationsversuche mit Kaliumjodidapplikation untersucht. Es konnten keine eindeutigen Beziehungen zwi-schen der Stressreaktion induziert durch Wassermangel und durch Kaliumjodidapplikation ermittelt werden. Außerdem wurden keine eindeutigen Beziehungen der physiologischen Merkmale zu den feldbasierten Trockenstressresultaten gefunden. Mittels einer Kartierungspopulation von 101 RIL wurde eine genetische Karte der Acker-bohne mit zwölf Kopplungsgruppen bestehend aus insgesamt 1451 Markern und einer Län-ge von 1633,2 cM erstellt. Fünf dieser Kopplungsgruppen konnten als Fragmente identifi-ziert werden. Die verbleibenden sieben Kopplungsgruppen wurden mit den verwendeten SNP-Markern mittelbar den sechs Chromosomen der Ackerbohne zugeordnet. Hierbei stel-len z. B. die erste und vierte Kopplungsgruppe gemeinsam eine Kopplungsgruppe dar. Die so kartierten Marker wurden hinsichtlich ihres Spaltungsverhältnisses innerhalb des A-Satzes – bestehend aus 189 der 196 phänotypisierten Winterackerbohnen-Inzuchtlinien – überprüft und für eine Assoziationsanalyse mit den Physiologiemerkmalen ausgewählt. Das Gametenphasenungleichgewicht zwischen 323 610 Markerpaaren wurde ihrer jeweiligen Distanz auf der genetischen Karte gegenübergestellt. Es konnte gezeigt werden, dass in der Entstehungsgeschichte des untersuchten Materials das Gametenphasenungleichgewicht durch Rekombination stark abgebaut wurde. In die Assoziationsanalyse flossen insgesamt 1322 Marker ein. Mittels dieser molekularen Marker konnten insgesamt sechs QTL für Physiologie-Merkmale identifiziert werden. Dabei entfiel je ein QTL auf die Merkmale absolute Differenz im Glycinbetaingehalt zwischen Stress- und Kontrollbehandlung und Glycinbetaingehalt in der Kontrollbehandlung. Vier QTL konnten für die absolute Differenz zwischen dem Prolingehalt in der Stress- und Kontroll-behandlung identifiziert werden. Die gefundenen QTL können anhand der vorliegenden feldbasierten Verifikationsdaten nicht als markergestützte Selektionsmöglichkeit auf Tro-ckenstresstoleranz empfohlen werden. Der nächste Schritt ist demzufolge, mittels feldba-sierter Prüfungen der Inzuchtlinien in realen, relevanten Trockenstresslagen über ausrei-chend viele Orte und Jahre die Bedeutung der physiologischen Merkmale weiter zu prüfen.

New approaches are needed to manage and analyze the enormous quantity of biological data generated by modern technologies. Existing solutions are often fragmented and uncoordinated and, thus, they require considerable bioinformatics skills from users. Three applications have been developed illustrating different strategies to help users without extensive IT knowledge to take maximum profit from their data. SNPator is an easy-to-use suite that integrates all the usual tools for genetic association studies: from initial quality control procedures to final statistical analysis. CHAVA is an interactive visual application for CNV calling from aCGH data. It presents data in a visual way that helps assessing the quality of the calling and assists in the process of optimization. Haplotype Association Pattern Analysis visually presents data from exhaustive genomic haplotype associations, so that users can recognize patterns of possible associations that cannot be detected by single-SNP tests. / Calen noves aproximacions per la gestió i anàlisi de les enormes quantitats de dades biològiques generades per les tecnologies modernes. Les solucions existents, sovint fragmentaries i descoordinades, requereixen elevats nivells de formació bioinformàtica. Hem desenvolupat tres aplicacions que il•lustren diferents estratègies per ajudar als usuaris no experts en informàtica a aprofitar al màxim les seves dades. SNPator és un paquet de fàcil us que integra les eines usades habitualment en estudis de associació genètica: des del control de qualitat fins les anàlisi estadístiques. CHAVA és una aplicació visual interactiva per a la determinació de CNVs a partir de dades aCGH. Presenta les dades visualment per ajudar a valorar la qualitat de les CNV predites i ajudar a optimitzar-la. Haplotype Pattern Analysis presenta dades d’anàlisi d’associació haplotípica de forma visual per tal que els usuaris puguin reconèixer patrons de associacions que no es possible detectar amb tests de SNPs individuals.

La lèpre est une maladie tropicale négligée qui atteint près de 200 000 personnes chaque année et dont l’agent causal est Mycobacterium leprae. La susceptibilité génétique de l’hôte à la maladie est bien établie, et a permis de comprendre certains mécanismes de la physiopathologie de la maladie. Il existe par ailleurs une grande variabilité inter-individuelle des manifestions cliniquesde la maladie, qui s’étendent d’un pôle dit tuberculoïde à un pôle dit lépromateux. Nous avons cherché à identifier les facteurs de susceptibilité génétique à cette polarisation de la maladie. Nous avons tout d’abord décrit que le sexe et l’âge sont des facteurs non-génétiques associés à ce phénotype.Notre travail s’est ensuite appuyé sur les outils classiques de l’épidémiologie génétique, c’est à dire les études de liaison et d’association, pour identifier des variants génétiques qui influencent la polarisation de la lèpre. Nous avons utilisé une puce à ADN pangénomique avec plus de 500 000 marqueurs pour génotyper un échantillon de familles vietnamiennes comprenant 939 malades, dont 692 enfants. Nous avons identifié une liaison de la région 19p12 avec la polarisation de la lèpre. L’étude d’association n’a pas permis d’identifier de signal significatif à l’échelle du génome. Nous avons développé un nouveau test d’association pour des données familiales qui a permis d’améliorer les résultats sans atteindre la significativité. Notre travail sera prolongé par des études d’association dans deux populations cas-témoins du Vietnam et du Brésil. Nous chercherons à identifier les marqueurs causaux au sein de la région de liaison 19p12 d’une part, et à découvrir de nouveaux variants d’autre part. L’identification de marqueurs associés à la polarisation de la lèpre permettra de mieux prévoir l’évolution de la maladie et de proposer des traitements plus ciblés selon le risque génétique individuel. / Leprosy is a neglected tropical disease that affects nearly 200,000 people each year and caused byMycobacterium leprae. Genetic host susceptibility to the disease is well established, and helped to understand some of the mechanisms of the disease’s physiopathology. There is also a wide inter-individual variability of the clinical manifestations of the disease, which runs from a so-said tuberculoid to a so-said lepromatous pole. We sought to identify genetic susceptibility factors for this polarization of the disease. We initially described gender and age as non-genetic factors associated with this phenotype. We then based our analysis on the classical tools from thefield of genetic epidemiology, namely linkage and association studies, to identify genetic variants that influence leprosy polarization. We used a DNA-microarray with 500,000 markers spanning over the whole genome to genotype a sample of Vietnamese families including 939 patients, of which 692 were children. We have found a region linked to leprosy polarization on chromosome 19p12. The association study could not identify a significant signal across the genome. We developed a new test for association designed for familial data that improved the results without reaching significance. Our work will be pursued by association studies in two case-control populations from Vietnam and Brazil. We will try to identify the causal markers within the 19p12 linkage region on the one hand, and to discover new variants on theother hand. The identification of markers associated with leprosy polarization could help us to better predict the evolution of the disease, and to offer more targeted treatments to patients, based on their individual genetic risk.

La tuberculose, causée par Mycobacterium tuberculosis, connaît actuellement une résurgence inquiétante, et l’OMS estime à plus de 10 millions le nombre de nouveaux cas cliniques en 2015 avec environ 1,8 millions de décès dus à la maladie. Environ un tiers de la population mondiale est exposée à M.tuberculosis, et après exposition, la plupart des individus sont infectés par la mycobactérie. La grande majorité (~90%) des individus infectés ne présentera jamais de symptomatologie clinique. Parmi les 10% qui développent la maladie, environ la moitié le fera dans les deux années suivant l’infection, ce qui est en général considéré comme une forme primaire de tuberculose. Les autres patients présenteront leur maladie à distance de l’infection primaire (parfois plusieurs dizaines d’années plus tard) ; il s’agit des formes pulmonaires classiques de l’adulte. Chez l’homme, le rôle de certains facteurs génétiques a été maintenant démontré dans le développement d’une tuberculose active, à la fois la tuberculose pulmonaire de l’adulte et les formes plus disséminées de l’enfant, et aussi dans le contrôle de l’infection tuberculeuse. Cependant, la plus grande part de ces facteurs génétiques reste à identifier. Le premier objectif de ma thèse était d'identifier les facteurs génétiques de l'hôte modulant les phénotypes immunologiques de production d'Interféron gamma in vitro (IGRA) après exposition à M. tuberculosis dans un échantillon de 590 individus ayant été en contact avec un cas avéré de tuberculose dans le Val de Marne, en région parisienne. Puis, dans un second temps, de voir si les facteurs trouvés pouvaient être répliquées dans un échantillon familial d'Afrique du Sud, zone de très forte endémie tuberculeuse. Pour cela, j'ai tout d'abord réalisé des analyses de liaison génétique à l'échelle du génome entier sur plusieurs phénotypes quantitatifs d'IGRA. Celles-ci ont permis de mettre en évidence 2 loci majeurs (p < 10-4) répliqués en Afrique du Sud et liés à la production d'interféron gamma induite pour l’un par le bacille du BCG, et pour l’autre, par la part spécifique de l'antigène ESAT6 de M. tuberculosis (absent de la plupart des mycobactéries environnementales et du BCG), indépendamment de la capacité intrinsèque de réponse aux mycobactéries. La seconde étape a consisté en la réalisation d'une étude d'association sur les régions de liaison ainsi identifiées. Un variant associé au phénotype spécifique de l’ESAT6 (p < 10-5) a ainsi été trouvé, variant contribuant de manière significative au pic de liaison précédemment découvert (p<0.001) et ayant été rapporté comme modulant l’expression du gène ZXDC. Le second objectif de la thèse concernait l’identification de variants génétiques rares sous-jacents à la déclaration d’une tuberculose pulmonaire chez les individus infectés par le bacille. A cette fin, j’ai comparé les exomes de 120 patients tuberculeux à ceux de 136 individus infectés par le bacille mais non malades, tous originaires du Maroc. Cette étude m’a permis d’identifier le gène BTNL2, en bordure de la région HLA, dans lequel près de 10% des patients comportaient un variant rare perte de fonction contrairement aux contrôles qui n’en présentaient aucun. / Tuberculosis remains a major public health concern, with approximately 10.4 million new cases and 1.8 million deaths due to the disease in 2015 according to WHO. While an estimated one third of the world population is estimated to be infected with Mycobacterium tuberculosis, only about 10% of infected individuals go on to develop a clinical disease. Among them, half will declare the disease in the 2 years following infection, which is generally considered as primary tuberculosis. The other patients will develop the disease more distant in time of primary infection, sometimes several tens of years latter; these are classical pulmonary forms in adults. In humans, the role of genetic factors have been demonstrated in the development of active tuberculosis, in pulmonary forms as in disseminated forms in childhood, et also in the control of M.tuberculosis infection. Nevertheless, most of these genetic factors remain to identify. The first aim of my PhD was to identify genetic factors controlling in vitro interferon-gamma production phenotypes (IGRA) after exposure to M.tuberculosis in a sample of 590 subjects who were in contact with a proven tuberculous patient in Val-de-Marne, Paris suburbs, and in a second time, to try to replicate the findings in a south African familial sample where the tuberculosis is highly endemic. For this purpose, I first performed genome-wide genetic linkage analysis for several quantitative IGRA phenotypes. They led to identify 2 major loci (p<10-4) replicated in South-Africa and linked to the interferon-gamma production induced by live BCG for the first one, and for the second one, by the specific part of the ESAT6 antigen of M.tuberculosis (absent from most of environmental mycobacteria and from BCG), independently of intrinsic ability to respond to mycobacteria. The second step was an association study in the identified linkage regions. A variant associated to the specific ESAT6 phenotype was found (p<10-5), which was significantly contributing to the linkage peak (p<0.001) and previously reported as eQTL of ZXDC gene. The second objective of my PhD was the identification of rare genetic variants underlying the development of pulmonary tuberculosis in infected individuals. To this end, I compared exome data from 120 tuberculous patients and 136 infected individuals without any clinical symptoms. All of them were from Morocco. This study resulted in the lighting of BTNL2 gene, very closed to the HLA region, in which around 10% of patients had a rare loss of function variant whereas the controls didn’t have any.