La biologie moléculaire repose sur des bases déterministes qui ont longtemps été fécondes mais sont désormais un handicap pour la compréhension des phénomènes biologiques. Le déterminisme en génétique est un concept robuste mais dont les fondations apparaissent de plus en plus fragiles, notamment le concept de spécificité et l'importance centrale accordée au génome. À partir de ces constats, nous faisons une proposition théorique. Nous proposons une nouvelle grille de lecture des relations intercellulaires, que nous appelons endodarwinienne. Il s'agit de postuler que les cellules ont un comportement aléatoire a priori, notamment dans leur expression génétique et que seules celles qui adoptent un profil d'expression adapté à leur environnement sont dans un second temps sélectionnées. Dans ce modèle, les cellules ne répondent pas à des "signaux" de manière prévisible. Dans une large mesure, les cellules sont mues par leur intérêt immédiat. Ce modèle est une réponse à la crise du déterminisme car il rend inutile de postuler une spécificité des interactions moléculaires, et permet de sortir de la notion rigide de "programme génétique", sans pour autant nier le rôle évident des gènes. Il y a un paradoxe à proposer que des phénomènes reproductibles soient fondés sur des dynamiques stochastiques, c'est pourquoi nous cherchons à montrer que ce paradoxe n'est qu'apparent, que l'aléa de réactions individuelles est précisément une force structurante, et que l'approche probabiliste englobe l'approche déterministe. Une synthèse de données expérimentales met en évidence l'importance sous-évaluée de la variabilité intercellulaire de l'expression génétique, dans des situations très diverses. Dans celles-ci, de toute évidence, des cellules clonales se comportent de manière aléatoire et ne répondent pas de manière homogène à des signaux. Cette variabilité peut être la base d'une sélection. Par ailleurs, des données récentes confirment que la dynamique même des échanges moléculaires au sein du noyau rend nécessaire d'intégrer comme un acquis la dimension intrinsèquement stochastique de l'expression génétique, qui provoque ainsi une variété phénotypique. Le développement embryonnaire, classiquement envisagé comme la concrétisation d'un programme génétique à l'œuvre, peut être abordé selon une logique endodarwinienne. Le déterminisme y est très relatif, les devenirs cellulaires sont très plastiques, et les signaux échangés par les cellules semblent souvent pouvoir être étudiés sous l'angle d'une relation trophique. L'apoptose, souvent appelée mort programmée, ne semble pas pourtant répondre de manière satisfaisante à cette caractérisation. Cependant il peut sembler contradictoire, dans l'approche endodarwinienne, que des cellules engagent leur propre destruction. Des observations montrent que malgré les apparences, ce phénomène avéré ne contredit pas l'approche endodarwinienne. Pour tester les hypothèses endodarwiniennes, il faut en passer par une étude sur cellules isolées car travailler sur des populations cellulaires provoque des effets de moyenne qui masquent la variabilité intercellulaire. Des techniques d'études de l'expression génétique sur cellules isolées existent. Parmi celles-ci, une adaptation particulière de la RT-PCR, l'amplification par l'extrémité 3' (TPEA) a été simplifiée et rationalisée pour être compatible avec une approche globale. Les premiers résultats issus de ce travail de mise au point, quoique préliminaires, peuvent déjà être lus selon une grille sélective plutôt qu'instructive et confirment l'existence d'une expression aléatoire des gènes. Une autre approche possible est celle de l'étude des variations de la méthylation des gènes, que l'on sait corrélée à des variations d'expression. Au cours d'une cinétique de différenciation, un gène est étudié sous cet angle et révèle une variabilité importante, dans le temps et de cellule à cellule. Par ailleurs, le profil de différentes sous populations au cours de cette cinétique va dans le sens d'une expression aléatoire et d'une sélection des cellules ayant le profil adapté. Ces approches expérimentales et bibliographiques incitent à penser que la proposition théorique initiale est pertinente, économe et généralisable, même si, bien sûr, la question reste ouverte.

La cartographie des réseaux de régulation de la transcription des gènes et des mécanismes moléculaires impliqués sont des problématiques importantes pour les biologistes. Les ressources bibliographiques de biologie moléculaire sont une mine prodigieuse d informations expérimentales qui couvrent l'état de l'art actuel dans le domaine de l expression de gènes. Cependant en raison de la taille gigantesque que représentent les données textuelles du domaine, des méthodes automatisées doivent être mises au point afin d explorer ces données de manière systématique. Dans cette thèse, nous proposons un ensemble de méthodes pour fouiller la littérature de biologie moléculaire et extraire les faits pertinents en relation avec l'expression de gènes humains. Nous présentons tout d'abord une procédure générique destinée à l extraction d'entités nommées candidates à partir des textes. Celle-ci combine une approche d identification à base de règles de groupes nominaux en tant qu entités nommées candidates avec une étape de mise en correspondance au sein de dictionnaires expertisés et élaborés à partir de ressources terminologiques publiques. Des techniques de désambiguïsation spécifiques au domaine sont aussi présentées afin de déterminer la nature réelle de l entité nommée identifiée. Nous détaillons ensuite une méthode qui permet à la fois d extraire les relations pertinentes établies entre les entités nommées et de retrouver certaines caractéristiques de ces associations grâce à une analyse syntaxique dite profonde et l utilisation de structures prédicat-arguments. Nous montrons que l'acquisition de la sémantique à partir de la syntaxe peut être séparée en deux phases distinctes afin de réduire le coût associé à la conception manuelle de règles d'extraction spécifiques au domaine. Finalement, les performances du système sont évaluées à l'aide d'un corpus annoté de pubIications complètes de biologie moléculaire. Les résultats sont prometteurs et malgré la nature hétérogène des données extraites, le système présente des performances à la fois homogènes et compatibles avec la montée en charge.

Dans cette thèse, nous présentons une structure qui comprend tous les méthodes développées pour interpréter des résultats d'expression des gènes en incorporant des annotations sur les gènes. Puis, nous abordons la question de la découverte de « clusters » (algorithmes non-supervisées) parmi des profils d'expression de gène, et nous proposons deux approches spécifiques à ce sujet : CGGA (Co-expressed Gene Groups Analysis) and GENMINER (Gene-integrated analysis using association rules mining). CGGA est une méthode de l'approche a priori qu'intègre l'information issue des données des biopuces, i.e. les profils d'expression des gènes, avec les annotations fonctionnelles des gènes issues des différentes sources d'information génomique tel que Gène Ontologie. GENMINER est une méthode de co-clustering basé dans l'extraction de règles d'association qu'intègre l'information des profils d'expression des gènes (discrétisées) a partir de différentes sources d'information biologique sur les gènes (en incluant la totalité de l'information minimale contenue dans la biopuce). A la fin nous ciblons la question de la découverte de classes par des méthodes supervisés, a ce sujet nous proposons GENETREE (GENE-integrated analysis for biological sample prediction using decision TREEs). GENETREE est une méthode de co-clustering basé dans les arbres de décision qui permet d'intégrer les profils d'expression des gènes et l'information contenue dans les sources d'information biologique relative aux voies métaboliques (en tenant en compte la variable temporelle du processus biologique. Les expérimentations menées avec les trois méthodes ont permis de mettre en évidence les principaux groupes de gènes fonctionnellement riches et co-exprimés dans les différents jeux de données d'expression des gènes qui ont été analysées.

Les processus de l'évolution des génomes, particulièrement des génomes de primates, font l'objet de cette thèse. Ont été ainsi creusées les questions de la conservation ou non de séquences nucléiques de précurseurs peptidiques dans la lignée des primates, et de la mise en place, de l'évolution et de l'expression de deux familles de gènes spécifiques des primates. <br /><br />Brassages d'exons, rétrotransposition, duplications... sont impliqués dans la création de nouveaux gènes. L'étude de la création et des premiers temps d'un gène nécessite la mise en évidence de gènes récents, ayant conservé les caractéristiques de leur mise en place. <br /> Deux familles de gènes ont retenu mon attention:<br />1. Les gènes PMCHL ont été créés récemment par des processus de rétroposition, remaniements, insertions/délétions et accumulation de mutations. Des analyses de structure et phylogénétique permettent une meilleure compréhension de l'origine de ces gènes spécifiques des Primates. Les gènes PMCHL sont transcrits, de façon tissu-spécifique, et présentent de nombreux épissages alternatifs. Enfin, l'expression des ARN messagers PMCHL est comparée dans le cerveau de l'Homme et du Macaque. <br />2. Les gènes dérivés de GUSB ont été identifies par hybridation in situ fluorescente chez les Primates. Une recherche systématique dans le génome humain a permis la découverte et la caractérisation d'une grande famille de gènes comptant plus de quinze paralogues chez l'Homme. L'analyse structurale et phylogénétique de ces séquences a permis de préciser l'histoire de leur mise en place et de leur évolution. Certains des membres de cette famille de gènes ont en outre acquis une capacité transcriptionnelle.

Avec la récente découverte que plus de 90% du génome humain est transcrit activement, il est raisonnable d'assumer que les mécanismes de régulation post-transcriptionnelle sont les moyens primaires contrôlant le transfert de l'information de l'ARN messager à la protéine. Ces mécanismes de régulation nécessitent généralement plusieurs éléments et motifs d'ARN en cis retrouvés à l'intérieur des ARN messagers. La structure G-quadruplexe sort de l'ordinaire en terme de motif d'ARN. L'empilement des G-quartets, formés de quatre guanines coplanaires interagissant entre elles via des paires de bases Hogsteen, la présence d'un contre-ion et la structure en tétrahélice procurent à la structure G-quadruplexe une stabilité remarquable. Cette stabilité amalgamée à ces caractéristiques structurales uniques, font de ce motif un élément de régulation post-transcriptionnelle en cis très prometteur. Cette thèse présente une étude des capacités de la structure G-quadruplexe à agir comme un élément de régulation de l'ARN. Tout d'abord, j'ai exploré l'habilité d'une structure G-quadruplexe à moduler l'activité catalytique d'un ribozyme en développant et caractérisant une nouvelle classe de ribozyme, le G-quartzyme. Le G-quartzyme résulte de la fusion d’un motif G-quadruplexe au ribozyme VHD antigénomique. Une activité catalytique dépendante de la présence de potassium en solution a été observée pour ce nouveau ribozyme. La caractérisation de cette chimère G-quadruplexe-ribozyme a permis d'apprécier la flexibilité et la capacité du G-quadruplexe à moduler l'activité catalytique d'un ribozyme. Par la suite, j'ai étudié les G-quadruplexes présents dans les 5-UTR des ARNm en utilisant une approche robuste composée de trois étapes, in silico, in vitro et in cellulo. Cette méthodologie a permis d'avoir une vue d'ensemble du phénomène. L'analyse de neuf candidats de front a été la clé afin d'apprécier l'ampleur des G-quadruplexes dans les 5'-UTR agissant comme répresseurs traductionnels. Les résultats obtenus ont permis d'identifier des nouvelles règles régissant la formation de structure G-quadruplexe d'ARN in vitro et in cellulo. Ce travail suggère que ces répresseurs de la traduction sont vastement distribués à travers le transcriptome. Finalement, cette même approche a été utilisée afin d'explorer les G-quadruplexes présents dans les 3’-UTR des ARNm. Cette analyse m'a permis de discerner un nouveau rôle pour cette structure, celui de stimuler la polyadénylation alternative d'un messager. L'étude plus en détail d'un candidat, FXR1, démontre que la présence d'un G-quadruplexe dans son 3'-UTR augmente l'expression d'un transcrit plus court, produit par polyadénylation alternative, contenant moins de sites de liaison aux microARNs résultant en un gain de synthèse protéique. Les résultats recueillis lors de ce travail suggèrent également que la présence de ce motif dans les 3'-UTR diminue l'efficacité d'un site de polyadénylation situé en aval de celui-ci. Clairement, les G-quadruplexes présents dans les 3-UTR possèdent différents rôles pouvant affecter l'expression d'un gène. En conclusion, ces études ont permis de soulever l'importance majeure des G-quadruplexes d'ARN dans différents phénomènes, dont l'expression génique, et de définir de nouvelles règles majorant leur formation et leur interaction dans divers contextes cellulaires. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent que la structure G-quadruplexe, en plus d'être largement distribuée à travers le transcriptome, possède plusieurs caractéristiques faisant de celle-ci un élément de régulation de l'ARN des plus compétent. L’identification et la caractérisation de phénomènes cellulaires associés aux G-quadruplexes s'avèrent indispensables afin de développer de nouvelles thérapies géniques ciblant ces structures.

L’oviducte joue un rôle central dans le transport et la préparation des gamètes, la fécondation et le développement précoce. Un dialogue embryo-maternel s’établit pour assurer le succès du développement de l’embryon et de son transport vers le site d’implantation. L’objectif principal de ce travail était de confirmer l’existence d’un dialogue moléculaire et fonctionnel précoce grâce à la coculture d’embryons bovins produits in vitro sur des cellules épithéliales tubaires bovines (BOEC). Nous avons montré que les BOEC ont un effet important sur le développement embryonnaire précoce, particulièrement pendant les 4 premiers jours. Cet effet ce traduit par un clivage accéléré, une modulation des gènes exprimés après l’activation du génome embryonnaire, un taux plus élevé de développement au stade de blastocyste et une adaptation de l’expression génique de ces blastocystes. En retour, les embryons induisent dans les BOEC, des changements d’expression de facteurs impliqués dans la réponse à l’interféron. Une spécificité régionale des profils d’expression a également été observée dans l’oviducte. / The oviduct plays a pivotal role in gametes transport and final capacitation, as well as in fertilization and early embryo development. An embryo-maternal communication takes place to ensure the successful early embryo development and transport towards its implantation site. The principal aim of this research was to confirm the existence of such early embryo-maternal molecular and functional dialogue using bovine oviduct epithelial cells (BOEC) as coculture to support the development of in vitro produced bovine embryos. We showed that BOEC had an important effect on early embryo development, especially during the first 4 days. This effect translates into accelerated cleavage kinetics, modulation of gene expression after embryonic genome activation, increased rate of embryo development to the blastocyst stage and improved gene expression profile. Moreover the embryos are triggering a BOEC response by upregulating genes related to interferon signaling. A regional specificity of gene expression profile in the oviduct has also been detected.

Les muscles squelettiques présentent des propriétés individuelles de taille, forme, orientation, site d’attachement, nombre de noyaux, déterminées par l’expression d’une combinaison de facteurs d’identité. Les processus par lesquels ces gènes déterminent les caractéristiques finales du muscle ne sont pas pleinement compris. Découvrir comment ces régulateurs de l’identité sont connectés entre eux, à travers un réseau de gènes spécifiant le destin cellulaire de chaque type de muscle, reste un enjeu majeur. Pour identifier de nouveaux acteurs qui déterminent les caractéristiques individuelles du muscle au cours de l’embryogenèse chez la drosophile, nous avons optimisé l’approche cellule-spécifique TRAP (Translating Ribosome Affinity Purification) permettant l’isolation des ARNs messagers en cours de traduction. Cette méthode a été utilisée sur deux populations restreintes de muscles (Lms- et Slou-positives) et sur la population musculaire globale (Dufpositive) à trois fenêtres de temps ciblant des processus clés de la myogenèse tels que la spécification de cellules fondatrices, la fusion des myoblastes, l’attachement aux cellules de tendon et l’innervation par les motoneurones. Pour avoir une vue d’ensemble de l’expression des gènes dans ces différentes conditions, des analyses transcriptomiques à l’aide de puces ADNc ont été réalisées. Une étude spatiale nous a permis d’identifier de nouveaux acteurs potentiels du code d’identité nécessaires à la diversification de la population Slou ainsi que l’implication de la protéine de liaison à l’ARN, Boule, dans l’organisation des filaments d’actine au sein des fibres musculaires. Dans un second temps une analyse temporelle des données a révélé un ensemble de gènes codant pour des protéines de liaison à l’actine avec un enrichissemen tspécifique dans la population Lms positive. L’étude plus approfondie des gènes gel et dCryABa permis de déterminer leur rôle au cours de la myogenèse. Ces deux protéines participent de manière importante à la régulation de la croissance des muscles Lms positifs en régulant le nombre d’évènement de fusion, l’élongation et l’attachement des myotubes.A travers ce projet nous avons identifié de nouveaux acteurs potentiels du code d’identité, impliqués dans l’acquisition des propriétés distinctes des sous populations musculaires Slou et Lms au cours de l’embryogenèse en participant soit au contrôle de l’expression des gènes soit à l’acquisition des caractéristiques morphologiques finales. Nous espérons que les données générées permettront dans le futur d’acquérir de nouvelles connaissances sur les fonctions des orthologues de ces gènes au cours de la myogenèse desvertébrés et que cela aura un impact sur la compréhension de certaines myopathies. / Skeletal muscles display specific features (size, shape, orientation, attachment site,number of nuclei), which are tightly controlled by the combinatorial expression of identity factors. Currently, process by which identity genes determine muscle characteristics is not fully understood. Uncovering how identity factors are interconnected and how they control network of genes specifying muscle cell fate remains a major challenge. To discover new actors of the identity code allowing the acquisition of individual muscle characteristics during Drosophila embryogenesis we optimised a genome wide cell specific approach called TRAP (Translating Ribosome Affinity Purification), which allows the isolation of mRNA engaged in translation. This method has been used on two restricted populations of muscle cells (Slou and Lms positive) and on the global musculature (Dufpositive) at three time windows covering key muscle developmental steps such as founder cell specification, myoblast fusion, attachment to the epidermis via tendon cells and the innervation by motoneurons.To assess gene expression at a global level in these muscle subsets, we performed transcriptomic analyses at targeted developmental windows by using microarray. First, a comparison of spatial gene expression allowed us to identify new potential actors of the identity code for Slou-positive muscles and the involvement of the RNA binding protein Bol in the structural organisation of muscle fibers. We also performed analyses of temporal transition profiles of genes differentially expressed in Slou- and Lms-positive muscles and identified cluster of genes enriched preferentially in the Lms population and encoding actin interacting proteins. We focused on two genes from this cluster, gel and dCryAB and determined their functions during myogenesis. These two proteins control a coordinated growth of the Lms-positive muscles by fine-tuning of both the number of fusion events and the elongation of myotubes to tendon cells. With this project, we have identified new potential actors of the identity code that govern the acquisition of individual properties of Slou and Lms muscle subsets during Drosophila embryogenesis. We hope that the newly generated data will enable to gain further knowledge on the corresponding orthologues during vertebrate myogenesis and will help to understand why particular muscles are affected in some myopathies.

Les cancers de l’ovaire constituent la cinquième cause de cancer chez la femme et la principale cause de décès pour cancer gynécologique. Ce mauvais pronostique est lié à un diagnostic tardif de la maladie et à l’acquisition de la résistance au sel de platine. L’individualisation thérapeutique est nécessaire compte tenu de l’évolution très clinique hétérogène malgré une histologie et un stade similaire. Les facteurs pronostiques classiques comme l’âge, le stade FIGO, le type histologique, le grade et le résultat chirurgical, ne sont pas suffisants pour prédire la réponse thérapeutique et le pronostique. Cette hétérogénéité clinique est probablement expliqué par l’existence des formes biologiques différentes. La réponse clinique initiale à la chimiothérapie chez la plupart des patientes suivi d’une récidive dans plus de la moitié des cas suggère l’existence d’une subpopulation des cellules qui développe des mécanismes de résistance et survivent. Le TGCA a retrouvé des mutations au niveau de TP53 dans plus de 95% des patientes avec un cancer séreux de l’ovaire à haut grade. Ils ont trouvé une prévalence élevé de mutations somatiques mais peu récurrentes, avec un nombre important des variations du nombre de copies. La recombinaison homologue est défectueuse dans la moitié des tumeurs analysées et les voies de signalisation NOTCH et FOXM1 sont également impliqués. La mutation TP53 et les défets de réparation d’ADN provoquent une instabilité génétique et favorisent une diversité génétique. Il y a des données dans la littérature sur l’hétérogénéité existante entre différentes localisations des cancers de l’ovaire en fonction du moment de la maladie chez la même patiente et chez des patientes différentes avec la même histologie. Nous avons centré notre étude sur la caractérisation de l´expression génique des métastases péritonéales sur une série de patientes avec un cancer sereux de haut grade de l’ovaire en carcinose péritonéale. Nous avons montré des profils géniques différents entre les localisations péritonéales et la tumeur primitive. Nous avons mis en évidence que les gènes présentant des variations d’expression génique les plus marquées au niveau du péritoine codaient pour des protéines impliquées dans les voies de signalisation des principales cytokines intervenant dans l’oncogenèse dont la voie JAK/STAT. Ces voies de signalisation sont probablement impliquées dans la réponse des tumeurs à leur microenvironnement au niveau du péritoine (J Translational medicine 2012). Nous avons réalisé une deuxième étude pour combiner le séquençage génomique et transcriptomique au niveau des prelevements multi-site des patientes avec un cancer de haut grade de l´ovaire afin d’évaluer s’il existe des différences d’expression allélique. 43 gènes montrent des variants alléliques communs à tous les patients. La majorité des gènes presentent une expresión preferentielle par site mais les voies de sigalisation sont similaires pour les localisations peritoneales et pour les tumeurs primitives. Ces produits codent des protéines impliquées dans les voies de signalisation impliquées dans l’adhésion, la migration cellulaire, la réparation de l’ADN ou la croissance cellulaire et peuvent être des cibles thérapeutiques éventuelles (PLOS Genetics under final review). / Ovarian cancer is the fifth most common cause of cancer in women and the leading cause of death in gynaecological cancer. This low survival rate is due to the frequent diagnosis of epithelial ovarian cancer at an advanced stage, and to intrinsic and acquired resistance to platinum-based chemotherapy. Individualisation of treatment is necessary since EOC is a heterogeneous disease. Patients with morphologically similar, advanced-stage tumours display a broad range of clinical outcomes. Prognostic features, including patient’s age, performance status, FIGO stage, histological tumour grade and subtype, and initial surgery results, are insufficient to capture the important individual variations in response to chemotherapy and survival. This heterogeneous outcome suggests the existence of biologically different forms. The Cancer Genome Atlas (TCGA) found that TP53 mutations are present in more than 95% of HGSOC. They found a high prevalence of somatic mutations, but there is a low prevalence of recur¬rent mutations; and there are large-scale copy number aberrations. Initial analyses also suggest that homologous recombination is defective in about half of the tumours analysed, and that NOTCH and FOXM1 signalling are involved in ovarian cancer pathogenesis. However, TP53 mutation and frequent germline and somatic DNA repair defects lead to genetic instability with the potential to generate genetic diversity. Indeed, genetic heterogeneity by different mutational profiles throughout time among different tumor localisations within the same patient, and between patients have been reported.We have focused our research on the charecterisation of peritoneal gene expression profiles compared to primary ovarian lesions. High-density gene expression arrays demonstrate significant different gene expression profiles compared to theirs matched ovarian primary tumors. Differentially expressed genes are enriched in specific pathways, including cell adhésion, cytokine signaling and specifically JAK-STAT pathway. Underlying copy number variation significantly affect gene expression, and patients with copy number alterations displayed greater gene expression différences between their peritoneal and matched primary ovarian lesions (J Translational medicine 2012). In a second study, we performed a combined genome and transcriptome analysis form multi-site samples form ovarian cancer patients to identify preferentially expressed alleles. 43 genes shared across all patients presented significant allele variants. Patients clustered together but every sample and site clustered independently at the variant level. Most genes seemed site-specific but there were similar pathways in the primary and metastatic sites. Preferentially expressed alleles could act as cancer drivers and therefore they can constitute a new therapeutic target (PLOS Genetics under final review).

La récente découverte de nouvelles classes de petits ARN a ouvert la voie permettant l’exploration de nouvelles régulations des évènements physiopathologiques. Nous avons récemment démontré que les petits ARN dérivés des RNY (s-RNY) forment une classe indépendante de biomarqueurs permettant la détection de lésions coronariennes et sont associés au fardeau athérosclérotique. Ici, nous étudions le rôle des s-RNY dans les monocytes/macrophages humains et murins et avons démontré que dans les monocytes/macrophages chargées en graisse l’expression des s-RNY est corrélée dans le temps avec l’activation de la mort cellulaire dirigée par les caspases et de l’inflammation via la voie NF-κB. Des expériences de gain ou de perte de fonction ont démontré que l’expression même des s-RNY active la caspase 3 et l’activation de NF-κB. Etant donné que, dans les maladies cardiovasculaires, les s-RNY sont associés à Ro60 et circulent dans le sang de patients, nous avons étudié la fonction extracellulaire du complexe Ro60/s-RNY. Nos données démontrent que ce complexe induit la mort cellulaire ainsi que l’inflammation, lorsqu’il est ajouté au milieu de culture de monocytes/macrophages. Enfin, nous démontrons aussi que la fonction des s-RNY se fait par l’intermédiaire du récepteur de type Toll, TLR7. En utilisant un inhibiteur spécifique des TLR7, nous avons bloqué les effets intracellulaires aussi bien que les effets extracellulaires des s-RNY. Ces résultats positionnent les s-RNY en tant que molécules significatives qui vont impacter la physiopathologie des macrophages, indiquant leur rôle potentiel en tant que médiateur des maladies inflammatoires comme l’athérosclérose / The recent discovery of new classes of small RNAs has opened unknown territories to explore new regulations of physiopathological events. We have recently demonstrated that RNY-derived small RNAs (referred to as s-RNYs) are an independent class of clinical biomarkers to detect coronary artery lesions and are associated to atherosclerosis burden. Here, we have studied the role of s-RNYs in human and mouse monocytes/macrophages and have shown that in lipid-laden monocytes/macrophages s-RNY expression is timely correlated to the activation of both NF-κB and caspase 3-dependent cell death pathways. Loss- or gain-of- function experiments demonstrated that s-RNYs activate caspase 3 and NF-κB signaling pathways ultimately promoting cell death and inflammatory responses. Since, in atherosclerosis, Ro60-associated s-RNYs generated by apoptotic macrophages are released in the blood of patients, we have investigated the extracellular function of the s-RNY/Ro60 complex. Our data demonstrated that s-RNY/Ro60 complex induces caspase 3-dependent cell death and NF-κB-dependent inflammation, when added to the medium of cultured monocytes/macrophages. Finally, we have shown that s-RNY function is mediated by Toll-like receptor 7 (TLR7). Indeed using chloroquine, which disrupts signaling of endosome-localized Toll-like receptors (TLRs) or a more specific TLR7 antagonist, we blocked the effect of either intracellular or extracellular s-RNYs. These results position s-RNYs as relevant novel functional molecules that impacts on macrophage physiopathology, indicating their potential role as mediators of inflammatory diseases, such as atherosclerosis

Les complexes d'espèces rassemblant des formes sauvages et cultivées offrent une opportunité unique de disséquer les déterminants de l'adaptation à une échelle de temps courte (depuis la domestication) et à une échelle de temps plus longue (sélection naturelle dans les populations sauvages). Nous avons étudié ici le complexe formé par le maïs cultivé, Zea mays ssp. mays, et les formes sauvages apparentées, les téosintes des sous-espèces Zea mays ssp. mexicana et ssp. parviglumis. Le maïs a été domestiqué à partir de cette dernière au Mexique, il y a environ 9 000 ans. Nous avons tout d’abord étudié l'histoire démographique du maïs en utilisant des données de re-séquençage (24-53x) de 31 variétés locales de maïs couvrant sa distribution précolombienne. Nous avons confirmé l’existence d’un goulot d'étranglement pendant la domestication, entraînant une réduction importante de la taille effective de la population, ainsi que des effets de goulots en série au cours de sa dissémination post-domestication. Les effets indésirables de ces événements démographiques se traduisent par une augmentation des allèles délétères chez le maïs en comparaison des formes sauvages, particulièrement marquée chez les maïs andins. De façon intéressante, nous avons détecté des introgressions de la sous-espèce mexicana vers les maïs cultivés des régions montagneuses du Mexique, du Guatemala et du sud-ouest des États-Unis, qui réduisent la prévalence des allèles délétères. Nous avons ensuite étudié les changements plastiques dans l'expression des gènes en comparant les transcriptomes de maïs et de téosintes dans les conditions climatiques actuelles et des conditions proches de celles trouvées au moment de la domestication – basse température et faible teneur en CO₂. Nous avons identifié plus de 2000 locus qui présentent une expression différentielle entre conditions chez les téosintes, mais dont l’expression ne varie pas chez les maïs. Ces résultats suggèrent une plus grande plasticité de réponse chez les téosintes, appuyée par l’observation de changements plus substantiels dans les réseaux de co-expression chez les téosintes comparativement au maïs. Nous avons ensuite recherché les signatures génomiques de l'adaptation locale dans six populations naturelles de la sous-espèce parviglumis (20-25x). Nous avons identifié grâce à scans génomiques, des locus présentant des traces de balayages sélectifs forts et doux. Le chevauchement faible de ces locus entre les populations, indique une forte adaptation locale. Ainsi, l’adaptation génétique à une échelle géographique réduite, les introgressions répétées entre formes sauvages et domestiques et l'assimilation génétique qui « cimente » les phénotypes domestiqués initialement induits par des réponses plastiques à l'environnement, sont autant de mécanismes qui ont contribué à l’émergence et la diffusion du maïs cultivé. / Species complexes combining wild and cultivated forms provide a unique opportunity to dissect the determinants of adaptation at a short time scale (since domestication) and at a longer time scale (natural selection in wild populations). Here, we studied the complex formed by the cultivated maize, Zea mays ssp. mays, and related wild forms, teosintes subspecies Zea mays ssp. mexicana and ssp. parviglumis. Maize was domesticated from the later in Mexico about 9,000 years ago. We first studied the demographic history of maize using re-sequencing data (24-53x depth) of 31 local maize varieties covering its pre-Colombian distribution. We confirmed a bottleneck during domestication, resulting in a significant reduction in effective population size, as well as bottleneck effects during its post-domestication release. The adverse effects of these demographic events result in an increase in deleterious alleles in maize compared to its wild forms, especially in Andean maize. Interestingly, we detected introgression of mexicana subspecies into corn grown in the highlands of Mexico, Guatemala, and the southwestern United States, which reduced the prevalence of deleterious alleles. We then studied the plastic changes in gene expression by comparing maize and teosinte transcriptomes under current climatic conditions and conditions similar to those found at the time of domestication - low temperature and low CO₂ content. We have identified more than 2000 locus that show a differential expression of conditions in teosintes, but whose expression does not vary in corn. These results suggest a greater plastic response in teosintes, supported by observations of more substantial changes in co-expression networks in teosintes compared to maize. We then searched for genomic signatures of local adaptation in six natural populations of the subspecies parviglumis (20-25x sequencing depth). Genomic scans have identified loci with hard and soft selective sweeps. The low overlap of these loci between populations indicates a strong local adaptation. Thus, genetic adaptation to a small geographical scale, repeated introgression between wild and domestic forms and genetic assimilation that "cements" domesticated phenotypes initially induced by plastic responses to the environment, are all mechanisms that contributed the emergence and spread of cultivated maize.