Lors de la mise en place d’une interaction hôte-parasite, les principales barrières à franchir sont les mêmes quel que soit l’hôte considéré. Il faut que le parasite rencontre l’hôte puis qu’il soit capable d’échapper à ses systèmes de défenses. Pour cela, au-cours de la coévolution, les parasites ont ainsi développé des stratégies moléculaires leur permettant de pirater les réseaux de l’hôte, menant à l’établissement d’un dialogue moléculaire. Les microsporidies, qui sont des parasites intracellulaires obligatoires, ont, du fait de leur forte dépendance vis-à-vis de leur hôte, probablement développé des stratégies très poussées de piratage. L’objectif de cette thèse a été d’initier le décryptage du dialogue moléculaire qui s’établit entre une microsporidie et son hôte à deux niveaux d’intégration. Au niveau cellulaire, l’étude de la réponse protéique de cellules fibroblastiques humaines à l’infection par Anncaliia algerae a permis de suggérer l’existence d’une stratégie originale de leurre de l’hôte grâce à l’expression d’un élément transposable. Au niveau tissulaire, l’étude de la réponse protéique d’intestin d’abeilles infectées par Nosema ceranae a révélé une perturbation de l’homéostasie du tissu intestinal pouvant être à l’origine d’un impact négatif de l’infection sur le taux de renouvellement de l’épithélium. Un suivi du taux de multiplication des cellules souches intestinales lors d’une cinétique d’infection nous a permis de conforter cette hypothèse. Le suivi de l’expression de gènes impliqués dans les voies de signalisation contrôlant ce taux de renouvellement a confirmé une perturbation de l’homéostasie intestinale de l’abeille. Cependant, les mécanismes par lesquels les microsporidies arrivent à se développer chez leurs hôtes ne sont pas connus et méritent d’être explorés. / Within the host-parasite interaction, the parasite need to cross the same barriers whatever the host considered. First, the parasite has to meet its host and to escape its defense systems. For this purpose, the parasites have developed, during coevolution, molecular strategies allowing them to hijack the host networks, leading to the set-up of a real molecular crosstalk. Microsporidia, which are obligate intracellular parasites, have probably developed very sophisticated strategies to hijack their host cell functions as they are strongly dependent to their hosts. The objective of this thesis was to pave the way to the deciphering of the molecular dialogue that takes place during the interaction between a microsporidia and its host, at two different integration levels. At the cellular level, the study of the proteome response of human fibroblast cells to the infection by Anncaliia algerae allowed us to suggest the existence of a lure strategy used by A. algerae to bypass the host response. At the tissue level, the study of the midgut proteome response of honeybees infected by Nosema ceranae revealed a disturbance of the intestinal homeostasis. These results lead us to the hypothesis of a negative impact of the infection on the midgut epithelium renewal rates. This assumption was confirmed by a monitoring of the multiplication rate of intestinal stem cells during a kinetics of infection and of the expression of genes implicated in the signaling pathways controlling this renewal. However, the underlying mechanisms allowing microsporidia to develop in hosts are not known and deserve to be explored.

L'azote est essentiel au développement de toutes les cellules vivantes. Il est un des facteurs limitant de la croissance végétale. La seule source d'azote abondante est l'atmosphère contenant 80 % de diazote mais cette forme n'est assimilable que par certains procaryotes. Ces microorganismes sont capables de fixer l'azote atmosphérique sous leur forme libre ou en symbiose avec des plantes. Ainsi, ils fournissent à leur plante partenaire des substrats azotés, sous forme d'ammoniaque, tandis qu'en retour celle-ci fournit à la bactérie des substrats carbonés issus de sa photosynthèse. Il s'agit d'une association à bénéfices réciproques. Il existe deux grands types de symbiose fixatrice d'azote : la symbiose rhizobienne, impliquant diverses Protéobactéries et la symbiose actinorhizienne impliquant une Actinobactérie, Frankia. Les bactéries pénètrent les cellules des plantes pour former un nouvel organe, la nodosité dans laquelle va avoir lieu la fixation d'azote. Les bases moléculaires à l'origine de la symbiose rhizobienne sont très bien caractérisées tandis que celles de la symbiose actinorhizienne restent en grande partie inconnue, de par l'absence d'outils génétiques. Toutefois, les premières étapes de mise en place de la symbiose présentent des similarités. Les deux bactéries sont capables d'induire la déformation du poil racinaire en sécrétant un facteur déformant, le facteur Nod pour la plupart des symbioses rhizobiennes et un facteur encore non caractérisé dans le cas de la symbiose actinorhizienne. La problématique de mes travaux de thèse est de savoir si le dialogue moléculaire s'établissant entre la plante et la bactérie est basé sur des composants universels. Ce travail a utilisé deux approches. Une approche ciblée visait à mettre en évidence la fonction. Une approche non-ciblée par le biais des puces transcriptomiques chez Frankia a permis de comparer l'expression génétique entre des conditions de vie libre et des conditions de vie symbiotique. Enfin, une dernière approche a concerné les composés aromatiques chez Frankia. Il s'agissait d'établir si Frankia était capable de cataboliser différents composés aromatiques. En effet, beaucoup d'entre eux sont impliqués dans les interactions plante-bactérie, notamment dans les réactions de défense de la plante / Nitrogen is essential for cells development. It's one of the limiting factors of plant growth. The only abundant source of this component is the atmosphere which contains 80 % of dinitrogen, but this form can only be assimilated by some prokaryotes. These microorganisms are able to fix atmospheric nitrogen under freeliving condition or in symbiosis with some plants. Thus, they provide nitrogen substrates to the plant in the form of ammonium, and in return the plant provides carbon substrates from photosynthesis. It is an association with reciprocal profits for both partners. There are two major nitrogen-fixing symbioses: rhizobial symbiosis, which involves various Proteobacteria and actinorhizal symbiosis, which involves the Actinobacterium, Frankia. Bacteria enter plant root cells and develop a new organ, the nodule where nitrogen fixation takes place. Molecular bases are well characterized for rhizobial symbiosis, whereas little is known about the actinorhizal symbiosis. This fact is in part due to absence of genetic tools for Frankia. However, early steps of the interaction show some similarities. These two bacteria are able to induce root hair deformation by secreting a deforming factor, Nod factor in most rhizobial symbioses and a noncharacterized factor in the actinorhizal symbiosis. The aim of this thesis was to determine if molecular dialogue between plant and bacteria is based on universal components. This work used two approaches. One was targeted on nodC-like gene from Frankia alni ACN14a. We tried to characterize their function. Another used trancriptomic microarrays in Frankia. This technique allowed us to compare transcripts from 2 conditions: free-living cells and symbiosis. A last approach focused on aromatic compounds in Frankia. We wanted to determine if Frankia was able to use different aromatic compounds to grow. Indeed, a lot of aromatic compounds are involved in plant-bacteria interaction such as plant defense

Les Streptomyces sont des bactéries communes des écosystèmes forestiers tempérés. Elles sont présentes au sein de différentes niches écologiques telles que la rhizosphère des plantes, la mycorhizosphère ou encore la minéralosphère. Dans ces niches, elles interagissent avec de nombreux autres genres bactériens et différents champignons symbiotiques, pathogènes et saprophytes. Nous avons entrepris une étude sur l'interaction entre deux souches bactériennes modèles du sol Streptomyces ambofaciens ATCC23877 et Pseudomonas fluorescens BBc6R8. Des expériences de cocultures sur différents milieux gélosés ont révélé que chaque souche bactérienne affecte la production de métabolites secondaires chez l'autre partenaire. Ainsi, P. fluorescens inhibe la capacité de S. ambofaciens à produire la kinamycine, un « effet ping-pong » a été mis en évidence. D'autre part, sur un milieu déficient en fer, P. fluorescens est capable d'utiliser les desferrioxamines et la coelicheline produites par S. ambofaciens en tant que xénosiderophores et ne produit alors plus ses propres sidérophores, la pyoverdine et l’énantio-pyochéline. Enfin, au cours des études d’interactions, P. fluorescens BBc6R8 s’est révélée capable d’inhiber la production du pigment bleu diffusible γ-actinorhodine chez Streptomyces coelicolor A3(2) M145 en acidifiant le milieu par la production d’acide gluconique. L’ensemble de ces résultats nous permet de proposer différentes hypothèses sur l’importance écologique de ces trois interactions en les replaçant au sein du contexte de l’écosystème sol / Streptomyces are common bacteria in temperate forest ecosystems, which inhabit various ecological niches such as plant rhizosphere and mycorrhizosphere, as well as mineralosphere. In these niches, they interact with many other bacterial genera and different symbiotic, pathogenic and saprotrophic fungi. We have initiated a study on interaction between two soil model bacteria strains Streptomyces ambofaciens ATCC23877 and Pseudomonas fluorescens BBc6R8. Cocultures experiments on different agar media have revealed that each bacteria affects the production of secondary metabolites in the other partner. Thus, P. fluorescens inhibits the ability of S. ambofaciens to produce kanamycin, a "ping-pong effect" was highlighted. On the other hand, on iron deficient medium, P. fluorescens is able to use the desferrioxamines and coelichelin produced by S. ambofaciens as xenosiderophores and does no longer produce its own siderophores, pyoverdin and enantio-pyochelin. In another way, during pairwise co-culture experiments, Pseudomonas fluorescens BBc6R8 was shown to prevent the production of the diffusible blue pigment antibiotic γ-actinorhodin by Streptomyces coelicolor A3(2) M145 by acidifying the medium through the production of gluconic acid. Other fluorescent Pseudomonas strains and the opportunistic pathogen Pseudomonas aeruginosa PAO1 also prevented the γ-actinorhodin production in a similar way. Altogether these results prompt us to propose some hypotheses on the ecological significance of these three interactions by replacing them in the soil ecosystem context