La seiche commune Sepia officinalis est un Mollusque Céphalopode présent sur les côtes Normandes. En Baie de Seine, elle représente la troisième espèce visée par les flottilles hauturière et côtière, ce qui en fait une ressource économique importante pour la région. Dans un contexte de protection de la ressource, l’étude et la compréhension des mécanismes liés à la reproduction représentent un objectif majeur. Cette étude est donc focalisée sur les mécanismes régulateurs de la ponte, et en particulier sur les facteurs impliqués dans l’émission des ovocytes. Des recherches antérieures effectuées au laboratoire ont mis en évidence un contrôle multifactoriel du processus de ponte, avec trois niveaux de régulation. (i) Les neuropeptides sont impliqués dans la perception des paramètres environnementaux, (ii) les facteurs ovariens assurent la régulation paracrine du tractus génital, et (iii) les phéromones sexuelles, tout en interférant avec la ponte, sont suspectées de jouer un rôle important dans le comportement des géniteurs associé à la reproduction. Cette thèse met en lumière le rôle de 2 familles de neuropeptides identifiées récemment : les CCAPs et les FLGamides (ou So-orcokinines B). Ces deux familles participent au transport de l’ovocyte et à la sécrétion capsulaire en agissant sur l’activité contractile du complexe oviducte/glande de l’oviducte et des glandes nidamentaires principales. Ces neuropeptides sont par ailleurs suspectés de jouer un rôle dans la biosynthèse des protéines vitellines et des protéines capsulaires. Parallèlement, des phéromones sexuelles sont exprimées par la glande de l’oviducte et sécrétées avec les protéines capsulaires. Des travaux antérieurs ont permis de caractériser des produits d’expression issus de clivages de type prohormone convertase. Dans cette nouvelle étude, un second mode de clivage a été mis en évidence avec l’identification de produits de clivage de masse moléculaire supérieure à 20 kDa. L’un de ces produits, la phéromone beta, a été produit en système recombinant mais son activité biologique sur l’appareil génital mâle et sur l’oviducte n’a pas été démontrée. Quant aux tests comportementaux, ils n’ont pu être exploités du fait d’un nombre d’animaux testés trop restreint. Enfin, une approche transcriptomique comparative et différentielle réalisée à partir de l’organe olfactif mâle et du pavillon de l’oviducte a permis d’identifier un récepteur candidat à la liaison avec les phéromones sexuelles / The common cuttlefish (Sepia officinalis) is a Cephalopod mollusk found on the Normandy coasts. In the Bay of Seine, it is the third species targeted by offshore and coastal fleets, so it is an important economic resource for the whole region. In a context of resource protection, the study and understanding of its reproductive mechanisms is a major objective. This study is therefore focused on the regulatory mechanisms of egg-laying, and in particular on the factors involved in the release of oocytes. Previous research in the laboratory demonstrated multifactorial control of the egg-laying process, with three levels of regulation: (i) neuropeptides involved in the perception of environmental cues, (ii) ovarian factors providing paracrine regulation of the genital tract, and (iii) sexual pheromones, which are implied in egg-laying and are suspected to play a determining role in the reproductive behavior. This thesis highlights the role of two families of recently identified neuropeptides called CCAPs and FLGamides (or So-orcokinins B). These two families participate in oocyte transport and in egg capsule secretion by acting on the contractile activity of the oviduct/oviduct gland complex and of the main nidamental glands. These neuropeptides are also suspected to play a role in the biosynthesis of yolk and capsular proteins. At the same time, sex pheromones are expressed by the oviduct gland and secreted along with capsular proteins. Previous work made it possible to characterize expression products resulting from cleavages of the prohormone convertase type. In this new study, a second mode of cleavage is highlighted, evidenced by the identification of cleavage products with MWs greater than 20 kDa. One of these products, beta pheromone, was produced in a recombinant system but its biological activity on the male reproductive system and on the oviduct was not demonstrated. As for behavioral tests, they were not exploited because the number of animals tested was too small. Finally, a comparative and differential transcriptomic approach of the male olfactory organ and the oviduct pavilion evidenced a candidate receptor expected to bind to sex pheromones

Les hypogonadismes hypogonadotropes congénitaux (CHH) sont des maladies héréditaires caractérisées par un déficit de sécrétion des gonadotrophines par l’hypophyse, à l’origine d’une infertilité ou d’une absence complète de puberté. On distingue les formes isolées avec olfaction normale (nCHH) et les formes syndromiques associant au déficit gonadotrope d’autres signes, tel qu’un défaut d’olfaction dans le cas du syndrome de Kallmann (SK), la forme plus fréquente de CHH. Les gènes identifiés dans le SK participent au développement embryonnaire et les gènes des nCHH sont impliqués dans la régulation de la sécrétion de la GnRH ou de son action. A ce stade, deux populations de neurones hypothalamiques gonadotropes sont connues, le neurone à GnRH et le neurone KNDy, sécrétant les Kisspeptines et la Neurokinine B. On estimait que l’ensemble des gènes identifiés couvraient moins de 20% des étiologies génétiques. L’objectif de ce doctorat était d’étudier prévalences et mécanismes physiopathologiques des gènes connus et d’identifier de nouvelles étiologies génétiques de CHH. Dans la première partie, nous avons caractérisé la fonctionnalité de tous les variants identifiés sur les gènes KISS1R, TACR3 et TAC3. Cela a permis de préciser les prévalences chez 600 patients, d’identifier un profil neuroendocrinien propre à l’altération de la signalisation Neurokinine B et de démontrer l’implication des Kisspeptines au cours de la vie embryonnaire. Enfin, nous proposons un modèle d’interaction entre le neurone à GnRH et le neurone KNDy. Dans la seconde partie, nous avons identifié deux nouveaux gènes, SEMA3A dans une forme familiale de SK et PNPLA6 dans une forme familiale rare de CHH syndromique. En conclusion, notre connaissance accrue des formes génétiques de CHH, a permis de développer un panel d’exome ciblé dédié au diagnostic par séquençage nouvelle génération permettant l’analyse simultanée de gènes candidats et de gènes connus. / Congenital hypogonadotropic hypogonadism (CHH) is characterized by deficient or absent pubertal development due to deficient or absent secretion of the pituitary gonadotropins. The many known genetic causes are generally classified into distinct nosological groups. One comprises abnormalities that affect the pre-natal development or migration of GnRH neurons, the paradigm of which is Kallmann syndrome. The other encompasses molecular abnormalities that only affect hypothalamic GnRH synthesis, GnRH release or GnRH signaling at pituitary level. At this stage, two populations of hypothalamic neurons implicated in a gonadotrop function are identified, GnRH neurons and KNDy neurons secreting kisspeptins and neurokinin B. All of the identified genes would represent less than 20% of genetic etiologies.The aim of this PhD was to study the prevalence and pathophysiology mechanisms of known genes and to identify new genetic etiologies of CHH.In the first part, we characterized the function of all molecular events identified on KISS1R, TACR3 and TAC3 genes. Prevalences were estimated in 600 patients. A particular neuroendocrine profile was identified in patients presenting an alteration of neurokinin B signaling. Importance of Kisspeptins during embryonic life was validated. According to these data, a model of interaction between GnRH and KNDy neurons was proposed.In the second part, we identified two new CHH genes using various molecular genetics approaches. SEMA3A was identified in a familial form of Kallmann syndrome and PNPLA6 in a rare familial form of CHH.Finally, our increased knowledge of the various genetic forms of CHH allows proposing a new genetic approach based on next generation sequencing to test together all known and several candidate genes.

Le gène INTS11 est une sous-unité catalytique du complexe Integrator qui joue un rôle central dans le traitement de divers ARN naissants. Récemment, des patients présentant des mutations de perte de fonction dans le gène INTS11 ont été signalés comme ayant des problèmes neurodéveloppementaux graves, des problèmes ataxiques et des retards de développement globaux. À ce jour, aucune mutation dans INTS11 n'a été liée à des maladies humaines, et aucune preuve ne soutient leur rôle dans des problèmes neurodéveloppementaux. Par conséquent, nous avons développé un modèle INTS11 knock-out (KO) F0 CRISPRant chez le poisson-zèbre pour caractériser fonctionnellement les mutations de perte de fonction de ce gène in vivo. Nos larves INTS11-KO présentent une accumulation accrue de snARN mal traités, confirmant la perturbation de la fonction du gène. De plus, les larves INTS11-KO meurent prématurément à 14 jours et présentent un phénotype comportemental aberrant, similaire à d'autres modèles génétiques de poisson-zèbre des troubles neurodéveloppementaux. Aussi, les larves INTS11-KO présentent une réduction de la taille du cerveau avec une réduction du contenu neuronal. Enfin, nos résultats d'immunomarquage ont révélé une réduction de la taille du cervelet chez les larves INTS11-KO. Dans l'ensemble, ces données soutiennent le rôle d'INTS11 dans le développement cérébral et sont cohérentes avec les retards neurodéveloppementaux décrits chez les patients présentant des mutations délétères dans ce gène. Notre étude montre comment des organismes modèles simples tels que le poisson-zèbre peuvent aider à caractériser l'étiologie génétique des troubles génétiques. Les résultats de nos recherches pourraient contribuer à des diagnostics plus précis et ouvrir la voie à la découverte de mécanismes pathogènes clés qui pourraient être exploités pour le développement de traitements pour les patients présentant des mutations dans INTS11. / The INTS11 gene is a catalytic subunit of the Integrator complex that plays a central role in processing various nascent RNAs. Recently, patients with loss-of-function mutations in the INTS11 gene have been reported to have severe neurodevelopmental issues, ataxic problems, and global developmental delays. To date, mutations in INTS11 have not been linked to human diseases, and no evidence supports their role in neurodevelopmental problems. Therefore, we developed an ints11 F0 CRISPRant knock-out (KO) model in zebrafish to functionally characterize loss-of-function mutations in this gene in vivo. Our ints11-KO larvae exhibited an increased accumulation of unprocessed snRNAs, confirming the disruption of the ints11 function. Moreover, ints11-KO larvae die prematurely by 14 days of age and display an aberrant behavioural phenotype, similar to other zebrafish genetic models of neurodevelopmental disorders. Furthermore, ints11-KO larvae show reduced brain size with reduced neuronal content. Finally, immunostaining results revealed a reduction in cerebellum size in our ints11-KO. Altogether, these data support the role of INTS11 in brain development and are consistent with the neurodevelopment delays described in patients with deleterious mutations in this gene. Our study shows how simple model organisms like zebrafish can help characterize the genetic etiology of genetic disorders. The results from our research could aid in more accurate diagnoses and open the path to unveiling key pathogenic mechanisms that could be leveraged for the development of treatment for patients with mutations in INTS11.