L’hormone anti-Müllerienne (AMH), une glycopréotéine exclusivement produite par les cellules de la granulosa (CG) des follicules ovariens de la femme, est un marqueur unique de du statut folliculaire ovarien. Contrairement à l’inhibine B, l’estradiol et la FSH, l’AMH est produite par un large éventail de follicules allant des follicules primaires aux follicules à petit antrum. Cependant, les mécanismes précis régulant la production d’AMH par les CG restent mal connus. Nous avons montré que la sélection folliculaire précoce au cours de la phase de transition lutéo-folliculaire, un phénomène fréquemment retrouvé chez les femmes ayant un vieillissement ovarien, caractérisé par la présence d’au moins un follicule surdéveloppé au cours de la phase folliculaire précoce, n’altérait pas la puissance de la relation entre le compte folliculaire antral et les concentrations sériques d’AMH. En revanche, cette situation perturbait significativement celle entre le nombre de follicules antraux et les taux sériques de FSH, d’inhibine B et d’estradiol. Nous avons par la suite mis en évidence, en utilisant un nouvel outil, nommé Follicular Output RaTe (FORT), que le pourcentage de follicules qui répondent effectivement à la FSH exogène en atteignant la maturation pré-ovulatoire, était négativement et indépendamment lié aux taux sériques d’AMH, ce qui va dans le sens de l’hypothèse d’un effet inhibiteur de l’AMH sur la sensibilité des follicules à la FSH. Ensuite, nous avons regardé si la production d’AMH par ovaire et par follicule était altérée chez les femmes n’ayant plus qu’un seul ovaire suite à une ovariecomie unilatérale. En effet, tout indique que chez ces femmes, des réarrangements majeurs de la folliculogenèse sont mis en place pour maintenir une fonction ovarienne malgré la perte brutale d’une partie du pool folliculaire. Ainsi, par une analyse extensive et comparative de la folliculogenèse utilisant des marqueurs hormono-folliculiares, nous n’avons pu mettre aucune modification significative chez les femmes avec un ovaire unique, comparativement aux contrôles. A l’aide du modèle précédemment utilisé, nous avons constaté une augmentation de la sensibilité des follicules antraux à la FSH exogène, évaluée par le FORT, chez des femmes avec un seul ovaire, comparativement aux femmes avec 2 ovaires. Ces résultats supportent l’hypothèse d’une augmentation de la sensibilité folliculaire à la FSH, qui pourrait faire partie des possibles mécanismes compensatoires en jeu dans le maintien d’une folliculogenèse efficace chez les femmes ayant eu une ovariectomie unilatérale.Finalement, à l’aide de 2 approches complémentaires, in vitro and in vivo, nous avons montré que la FSH et l’AMPc stimulaient la transcription de l’AMH, et que la LH avait un effet additif. Nous avons montré que les gonadotrophines et l’AMPc agissaient à travers la protéine kinase A et la P38 MAP Kinase, impliquant notamment les facteurs de transcription GATA binding factor-4 et le steroidogenic factor-1. Par ailleurs, nous avons également mis en évidence que l’expression d’AMH pouvait être régulée de manière différentielle par l’estradiol, en fonction du type de récepteur aux estrogènes exprimés par les CG. Ainsi, la chute d’expression de l’AMH au sein des CG des follicules matures, qui expriment essentiellement ERβ, est probablement liée à un effet de l’estradiol. En résumé, ces travaux de thèse ont permis d’apporter de nouvelles données sur la régulation de la croissance folliculaire et sur la production d’AMH chez la femme. / Anti-Müllerian hormone (AMH), a glycoprotein that is exclusively produced by the granulosa cells (GC) of ovarian follicles in the adult female, is a unique biomarker of ovarian follicular status. In contrast with inhibin B, estradiol and FSH, AMH is produced in a wide range of follicles that goes from the primary to the small antral stages of folliculogenesis. However, the precise mechanisms that drive AMH expression by GC remain poorly understood.We showed that untimely and/or accelerated antral follicle growth during the luteal–follicular transition, a phenomenon that is frequent in ovarian-aged women and that is characterized by the presence of at least one overdeveloped antral follicle during the first days of the follicular phase does not alter the strength of the relationship between antral follicle count and serum AMH levels but does affect the relationship between serum FSH, inhibin B and estradiol levels and the number of antral follicles. The heftiness of AMH in relation to advanced antral follicle growth provides a further explanation for the reported stronger association between serum AMH levels and antral follicle counts as compared with the other hormonal markers of the ovarian fertility status. We subsequently demonstrated, using an innovative tool, the Follicular Output RaTe (FORT), that the percentage of follicles that effectively respond to exogenous FSH by reaching pre-ovulatory maturation is negatively and independently related to serum AMH levels, which is in keeping with the hypothesis that AMH inhibits follicle sensitivity to FSH. Given this hypothesis, we wondered if per-ovary and per-follicle AMH production could be altered in patients having a single ovary as a result of unilateral oophorectomy. Indeed, all indicate that major rearrangements of folliculogenesis occur to preserve and maintain ovarian function despite the abrupt halving of follicular stockpile in these patients. We performed an extensive and comparative evaluation of the folliculogenesis using homono-follicular markers failing to show major changes in unilaterally oophorectomized when compared with control women. Using the same model, we demonstrated an increased antral follicle responsiveness to exogenous FSH, as assessed by FORT, in normo-ovulating unilaterally oophorectomized women undergoing controlled ovarian hyperstimulation. These results support the hypothesis that increased FSH sensitivity ranks among the possible compensating mechanisms at stake in the maintenance of successful folliculogenesis after unilateral oophorectomy.Finally, using complementary approaches, in vitro and in vivo, we showed that FSH and cAMP enhance AMH transcription, and LH has an additive effect. Gonadotropins and cAMP act through protein kinase A and p38 MAPK signaling pathways and involve the GATA binding factor-4 and steroidogenic factor-1 transcription factors, among others. The expression profile of AMH and the dynamics of serum AMH after gonadotropin stimulation have been interpreted as a down-regulating effect of FSH upon AMH production by GC. We also demonstrated that AMH expression can be differentially regulated by estradiol depending on the estradiol receptors by GC. Therefore the decrease in AMH expression by GC of mature follicles, which mainly express ERβ, is likely due to the effect of estradiol.In short, this Ph.D. work offers new insight into the regulation of the follicular growth and AMH production in woman.

15 à 20 % des couples français sont amenés à consulter pour un problème de fertilité. Les étiologies principales de la stérilité féminine sont les troubles de l'ovulation, les salpingites infectieuses, l'endométriose, le syndrome Distilbène, les troubles de la glaire cervicale et les malformations cervico-vaginales. Un bilan d'exploration de la femme complet, précis et méthodique doit être établi pour situer l'origine du trouble afin d'appliquer le traitement le plus adapté. Le traitement de la stérilité se fait essentiellement par chirurgie et par induction de l'ovulation. En cas d'échecs répétés, une procréation médicalement assistée peut être proposée aux couples. L'insémination intra-utérine et la fécondation in vitro classique sont les deux techniques principales indiquées dans la stérilité féminine. Malgré les progrès de la science, un tiers des couples stériles ne peuvent réaliser leur projet parental par la médicalisation. Pour aboutir à ce désir d'enfant, ils peuvent avoir recours soit aux dons de gamètes ou d'embryons, soit à l'adoption.

La baisse de la fertilité masculine mondiale ces dernières décennies est devenue préoccupante. Ainsi, un homme sur quinze est subfertile. Si les causes de la baisse de fertilité semblent être essentiellement liés à l'environnement et au mode de vie, il est essentiel de comprendre tous les mécanismes qui régulent le pouvoir fécondant du spermatozoïde afin d'optimiser les techniques de procréation médicalement assistée. Le développement de nouveaux axes de recherche, expérimentaux et théoriques, pour identifier les mécanismes sous-jacents de l'infertilité masculine est indispensable. C'est dans ce contexte, de développement de nouvelles stratégies expérimentales que se situe ce travail de thèse. La stratégie que j'ai employée ici est la recherche de nouveaux outils pharmacologiques à partir de venin d'animaux par des tests d'activités biologiques. Cette recherche nous a permis de mettre en évidence une nouvelle voie de régulation de la physiologie spermatique : la voie des phospholipases A2 secrétées. Ainsi, nous avons montré pour la première fois que les phospholipases A2 secrétées, régulent 4 étapes clé de la fécondation : la capacitation, la mobilité spermatique, la réaction acrosomique et l'interaction gamétique.

Le champignon filamenteux, Podospora anserina, possède deux types sexuels, mat+ et mat-, caractérisés chacun par une séquence spécifique. La séquence mat+ contient un seul gène FPR1; la séquence mat- contient trois gènes : FMR1, SMR1 et SMR2. La fonction moléculaire de SMR1 est inconnue, les autres gènes codent des facteurs de transcription qui contrôlent la fécondation (reconnaissance intercellulaire), et le passage d'un syncytium à un hyphe spécialisé binucléé contenant un noyau mat+ et un noyau mat- (reconnaissance internucléaire). Il n'y a pas eu d'analyse exhaustive des gènes impliqués dans la reconnaissance intercellulaire et le mécanisme de la reconnaissance internucléaire est encore inconnu. Afin de déterminer les cibles de FPR1 et FMR1, et les différents mécanismes impliqués, nous avons utilisé une approche microarray. Le profil transcriptomique des souches mat+ et mat- compétentes pour la fécondation a permis d'identifier 157 gènes cibles, et l'analyse transcriptomique des souches mutantes fpr1- et fmr1- a révélé que ces cibles peuvent être soit réprimées, soit activées par FMR1 ou FPR1, ou être sous le contrôle de ces deux facteurs. Ces expériences ont aussi détecté l'existence de 10 gènes activés ou réprimés au même niveau dans mat+ et mat-. La délétion de 32 gènes choisis parmi ces 167 gènes cibles n'a permis de mettre en évidence que deux gènes impliqués dans la fécondation. Les comparaisons des gènes cibles des facteurs de transcription MAT de Gibberella moniliformis et Sordaria macrospora avec ceux de P. anserina révèlent un nombre significatif de gènes cibles communs entre ces espèces, mais ces gènes ont des profils transcriptomiques différents, soulevant la question du rôle de ces gènes cibles. La recherche des gènes cibles de FPR1, FMR1 et SMR2 impliqués dans la reconnaissance internuléaire a été effectuée en comparant le transcriptome des périthèces issus de deux croisements, l'un n'exprimant que les gènes spécifiques mat+, l'autre que les gènes spécifiques mat-. Les résultats ont été interprétés selon le modèle d'identité nucléaire et le modèle de ségrégation aléatoire. Le premier modèle a conduit à l'identification de 27 gènes cibles, tandis que 154 gènes cibles ont été identifiés en appliquant le deuxième modèle. Au total 46 souches mutantes ont été construites. Cependant aucune délétion n'a affecté le développement sexué. En parallèle de ces expériences transcriptomiques, nous avons invalidé tous les gènes à HMG-box de P. anserina. Les résultats montrent que ces derniers ont un rôle très important dans le développement sexué, particulièrement Pa_1_13940 qui code un régulateur des gènes des types sexuels, le premier identifié chez les Pezizomycotina.

La dégradation des fonctions de reproduction masculine dans les dernières décennies, et par suite, la baisse du taux de fertilité chez l'homme a renforcé les démarches de recherche des causes d'infertilité masculine, qu'elles soient génétiques, ou environnementales, mettant en œuvre les perturbateurs endocriniens ou d'autres produits reprotoxiques. Par ailleurs, les traitements palliatifs tels que l'aide médicale à la procréation ne permettent qu'à 1 couple sur deux d'obtenir une grossesse. La recherche vise donc également à définir de nouvelles pistes d'amélioration de ces techniques. Les phospholipases A2 (PLA2) sont des enzymes abondamment exprimées dans les organes reproducteurs mâles, le sperme éjaculé et dans le tractus génital femelle. Elles jouent des rôles importants dans la capacitation, la réaction acrosomique (RA) et la fécondation. Nous avons montré au laboratoire que la PLA2 murine secrétée de groupe X (mGX) est présente dans l'acrosome des spermatozoïdes de souris. Elle est libérée au cours de la RA et s'avère un inducteur puissant de la RA. Les mécanismes permettant ces effets sont encore mal connus. Par l'utilisation d'inducteurs et d'inhibiteurs des PLA2, sur des modèles murins wild type ou KO pour certaines PLA2, ce travail montre que durant la capacitation, l'activation des iPLA2 β permet de déclencher une RA spontanée dans une sous-population spécifique de spermatozoïdes. Au cours de la RA induite par la progestérone (P4), On a pu aussi valoriser le rôle des iPLA2 β qui initie la cascade de la RA et permet que les sPLA2 soient activées pour amplifier le déroulement de la réaction acrosomique. Par ailleurs, ce travail montre que l'effet de mGX sur le taux de fécondation et de développement embryonnaire ne dépend pas du taux de la RA. Cet effet obtenu grâce à mGX n'est pas observé avec d'autres sPLA2 (murine ou humaine), ni avec la P4 ce qui lui confère une propriété espèce dépendante. / For the last ten years, the impairment of the male reproductive functions has highly increased, while the use of assisted reproductive techniques has also increased. Despite this evolution, the pregnancy rates obtained in in vitro fertilization (IVF) remain low, as only one in two couples will obtain a pregnancy after 4 attempts. Research has to discover new ways to gain in reproductive impact. Hence, many studies have recently been developed to test molecules that could improve the IVF results. Phospholipases A2 (PLA2s) are part of these molecules. They play an important role, because of their abundant expression in: male reproductive organs, in ejaculated sperm and in the female tract. Several studies have suggested a role for members of the secreted phospholipase A2 family in capacitation, acrosome reaction (AR), and fertilization. We demonstrated previously that sperm from mGX knock-out mice had a severely impaired fertilization potential in vitro, but the molecular nature of these enzymes and their specific functions have remained elusive. Our aims were to study the mechanism of the acrosome reaction by focusing on different kinds of PLA2 using inhibitors and knockout mice for each type of PLA2. We demonstrate the importance of iPLA2β in spontaneous AR occurring during capacitation. We also show that iPLA2β and sPLA2 of group X are both involved in progesterone (P4)-induced AR in mouse sperm. In addition we show that in the mouse neither P4 nor any of the other sPLA2s tested are able to mimic the IVF improvement obtained with mGX-treatment. We also demonstrate that this improvement obtained with phospholipase A2 murine group X is not dependent on the rate of AR. These results demonstrate that sPLA2s are not commutable in the context of mouse sperm fertility, indicating that group X sPLA2 is unique to improve fertility outcome.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Introduction : La fécondation in vitro est de mieux en mieux connue et en amélioration constante, cependant les taux d’implantation et de grossesse sont encore bas (environ 35% par fécondation in vitro). Un des enjeux de l’amélioration de la fécondation in vitro est le développement embryonnaire et l’implantation. Pour cela, la co-culture des embryons sur un tapis de cellules endométriales maternelles autologues peut être utilisée pour améliorer le développement embryonnaire (taux d’embryon se développant jusqu’à J5 : blastocyste) et l’implantation. L’objectif de l’étude est d’étudier le lien entre la qualité du tapis cellulaire et le développement embryonnaire. Matériel et méthodes : Cette étude est une sous analyse de l’essai clinique randomisé en double aveugle OvoGen, comparant le taux de blastulation et de grossesse dans deux groupes randomisés : le groupe étude, dans lequel les embryons se développent sur un tapis cellulaire endométrial maternel et le groupe contrôle, dans lequel les embryons sont cultivés dans du milieu conventionnel. Nous avons analysé la qualité des tapis cellulaire du groupe étude (confluence des cellules, taux de cellules épithéliales et vitalité des cellules stromales) par rapport au développement embryonnaire et au taux de grossesse. Résultats : 50 tapis de cellules endométriales maternelles et 291 embryons sur les puits ont été analysés de 2012 à 2015 à la clinique ovo (Montréal, Québec). La qualité des embryons n’était pas changée par la qualité des tapis (p=0,65 pour la confluence, p=0,25 pour le taux de glande et p=0,92 pour la viabilité des cellules). En revanche, le taux de grossesse augmentait quand la confluence diminuait (p=0,022) et lorsque la viabilité des cellules stromales augmentait (p=0,001). De plus, la qualité des tapis était dépendante de la date de la biopsie : la biopsie faite à J7 après l’ovulation permettait une meilleure qualité de puits (confluence augmentée, p=0,045, taux de glande augmenté p=0,004 et viabilité stromales augmentée p=0,001) que la biopsie faite à J5 post ovulation. Discussion : Aucune des nombreuses études sur la co-culture ne porte sur la qualité des tapis cellulaire. Il est intéressant de noter que le taux de grossesse augmente avec la diminution de la confluence et l’augmentation de la viabilité des cellules stromales dans les puits contenant les embryons transférés. Comme il a déjà été démontré, (1)le jour de la biopsie endométriale influe sur la qualité du tapis cellulaire en coculture et pour que celui-ci soit de bonne qualité, il faut que l’endomètre soit réceptif (après J19 du cycle). Conclusion : Nous avons montré que la qualité des tapis cellulaires dépendait du jour de la biopsie d’endomètre et que cette qualité pouvait influencer le bénéfice de la co-culture. Il serait intéressant d’étudier la réceptivité de l’endomètre au moment de la biopsie avant utilisation des cellules en co-culture pour optimiser la qualité du tapis cellulaire. / Introduction: Lot's of progress has been made in the process of in vitro fertilization (IVF) in the last years. However, the pregnancy rate is still low. There are two important issues in IVF: embryo development and implantation. One answer may be the endometrial autologue co-culture which could improve the embryo development and the implantation rate in many ways. The aim of this study is to assess the effect of co-culture quality on human embryo development and implantation rate. Materials and methods: The ovogen study was a randomized, double blind trial analysis. OvoGen compared the blastulation and the pregnancy rate in two randomized groups: the study group, with autologous endometrial co-culture and the control group, with conventional media. The outcome of our study was to assess the correlation between the quality of autologous endometrial co-culture (cells confluence, rate of epithelials cells and stromals cells viability) and the embryo development. Results: FIfty patients in the co-culture group were analyzed between 2012 to 2015 at the ovo clinic (Montreal, Quebec). 291 embryos were analyzed, each cocultured on a monolayer endometrial cells. The embryo quality was not significantly linked with the co-culture quality (p=0,65 for the cells confluence, 0,25 for the epithelial cells rate and 0,92 for the stromal cells viability). On the other hand, the 11 pregnancy rate increased in correlation with the decreasing of the confluence (p=0,022) and the increase of stromal cells (p=0,001). Moreover, the moment of the biopsy had an effect on the co-culture: when the biopsy was performed seven days after the ovulation, the quality of the co-culture was better (confluence increased p=0,045, epithelials cells increased p= 0,004 and stromal cells viability increased p=0,001) than when the biopsy was done five days after the ovulation. Discussion: There were no previous study on the quality of the co-culture and its effect on the embryo development. The fact that the pregnancy rate increased with the decrease of the confluence in the co-culture is interesting. Indeed, we could easily explain why a huge confluence could be prejudicial for the dialog between embryo and endometrium. Moreover, in accordance with previous experience, the day of the biopsy in the cycle is important for the quality of the endometrium. This is why the day of the biopsy may have an effect on the co-culture quality. Conclusion: Our results show that the moment of the biopsy has an effect on the quality of the co-culture and that the quality of the co-culture has an effect on the pregnancy rate. It could be interesting to study the endometrium receptivity on the biopsy before the co-culture to optimize the quality and the benefit of the co-culture.

Les études sur les couples traités par fécondation in vitro (FIV) ont jusqu’à présent porté essentiellement sur l’évaluation du succès en FIV. Très peu de données sont disponibles sur le devenir à long terme de couples traités par FIV. L’objectif de ce travail était d’estimer la fréquence de réalisation du projet parental à long terme, et d’étudier les facteurs associés aux interruptions précoces des traitements et aux naissances naturelles.L’enquête DAIFI-2009 a inclus 6 507 couples ayant débuté un programme de FIV en 2000-2002 dans l’un des 8 centres de FIV participant à l’étude. Les données médicales des couples et leur parcours dans le centre ont été obtenus à partir des dossiers médicaux des centres de FIV pour tous les couples. L’information sur le devenir des couples après le départ du centre a été obtenue par questionnaire postal auprès des couples en 2008-2009 (38% de participation 7 à 9 ans après l’initiation des FIV). L’étude des facteurs associés à la participation à l’enquête postale suggérait que la fréquence de réalisation du projet parental estimée sur les répondants seulement pourrait être biaisée. Les différentes méthodes mises en œuvre pour corriger la non réponse (pondération, imputation multiple) n’ont pas modifié l’estimation de la fréquence de réalisation du projet parental. Au total, 7 à 9 ans après l’initiation des FIV, 60% des couples ont réalisé leur projet parental de façon biologique, suite à un traitement ou suite à une conception naturelle. Lorsque les adoptions sont aussi prises en compte, 71% des couples ont réalisé leur projet parental. Après l’échec d’une première tentative de FIV, un couple sur 4 (26%) a interrompu les FIV dans le centre d’inclusion. Globalement, les couples avec de mauvais facteurs pronostiques ont un plus grand risque d’interrompre les FIV. Cependant, la proportion plus importante d’interruption parmi les couples avec une origine inexpliquée de l’infécondité pourrait s’expliquer par la survenue plus fréquente de naissance naturelle dans ce sous-groupe de couples. Parmi les couples n’ayant pas eu d’enfant suite aux traitements, 24% ont ensuite conçu naturellement en médiane 28 mois après l’initiation des FIV. Parmi les couples ayant eu un enfant suite aux traitements, 17% ont ensuite conçu naturellement en médiane 33 mois après la naissance de l’enfant conçu par AMP. Les facteurs associés aux naissances naturelles sont des indicateurs d’un meilleur pronostic de fertilité, particulièrement chez les couples sans enfant AMP.L’enquête DAIFI-2009 a permis d’apporter des informations sur le parcours à long terme des couples traités par FIV qui n’avait jusqu’à présent été que peu étudié, souvent sur de faibles effectifs et avec un suivi plus court. Ces résultats doivent apporter de l’espoir aux couples inféconds, puisque la majorité d’entre eux ont finalement réalisé leur projet parental, même si cela peut prendre de nombreuses années. / Until now, most studies of couples treated by in vitro fertilization (IVF) have been centered on IVF success. Very few data are available on the long-term outcome of these couples, including spontaneous conception and adoptions. This work aimed to estimate the long-term cumulative parenthood rate, and to study factors associated with early IVF discontinuation and with spontaneous live births.The DAIFI study is a retrospective cohort including 6,507 couples who began IVF in 2000-2002 in one of the eight participating French IVF centres. Medical data on all couples were obtained from centre databases. Information on long-term outcome after leaving the IVF center was collected by postal questionnaire sent to couples in 2008-2010 (7 to 9 years after IVF initiation, participation rate 38%). Study of factors associated with participation in the postal survey suggested that the cumulative parenthood rate estimated only in participants might be biased. The different methods used to correct for non-response bias (inverse probability weighting, multiple imputation) did not modify the estimation of the cumulative parenthood rate obtained with the complete case approach. Finally, 7 to 9 years after IVF initiation, the cumulative parenthood rate was estimated at 60%, including live births following IVF, other treatment or spontaneous conception. When adoptions were also considered, the cumulative parenthood rate reached 71%. After a first failed IVF cycle, just over one couple out of four (26%) discontinued IVF treatment. Globally, couples with poor prognostic factors had a higher risk of early discontinuation of IVF treatment. However, the higher proportion of early discontinuation observed among couples with unexplained infertility could be linked to a higher chance of spontaneous pregnancy in this subpopulation. Among couples who remained childless after treatment, 24% later had a spontaneous live birth (SLB), at a median of 28 months after the first IVF attempt. Among couples who had had a child during medical treatment, 17% later had an SLB, at a median of 33 months after the birth following medical treatment. Regarding factors associated with SLB, they can be viewed as indicators of a better fertility prognosis, especially among unsuccessfully treated couples.The DAIFI study has provided information on the long-term outcome of couples treated by IVF, which has until now been little studied, often on small samples and with a shorter duration of follow-up. These results should give hope to infertile couples as nearly three couples out of four finally became parents, even if it may take many years.

Chez le maïs, la création de nouvelles variétés repose largement sur la technologie des plantes Haploïdes Doublées. Celle-ci s’appuie sur l’utilisation du pollen de lignées particulières, dites «inductrices d’haploïdes», qui déclenchent un processus de gynogenèse in vivo. Ce mécanisme permet la production d’embryons haploïdes contenant uniquement les informations génétiques maternelles. Après doublement des stocks chromosomiques des plantules haploïdes générées, il est possible d’obtenir des lignées fixées en seulement quelques générations, réduisant ainsi considérablement les schémas de sélection. Bien que les déterminismes génétiques à l’origine de la gynogenèse in vivo soient restés énigmatiques pendant près de soixante ans, nos travaux ont permis le clonage positionnel et l’identification du gène majeur causal de l’induction d’haploïdes. Ce gène, exprimé spécifiquement dans les grains de pollen, code pour une phospholipase A2, nommée NOT LIKE DAD (NLD). Il s’avère que chez l’ensemble des lignées inductrices le gène NLD présente une insertion de quatre paires de bases, conduisant à la formation d’une protéine tronquée responsable de la gynogenèse in vivo. Cette mutation n’entraine pas un défaut spatial ou temporel de l’expression du gène mais une délocalisation de la protéine. La protéine sauvage localise au niveau de l’unité mâle germinative, sur la membrane d’origine végétative entourant les deux cellules spermatiques, alors que la protéine tronquée perd cette localisation. Des approches pharmacologiques et de mutagenèses dirigées ont permis de révéler un adressage de NLD à la membrane grâce à des ancrages lipidiques et des interactions électrostatiques entre la membrane et la protéine. En parallèle, il a pu être observé que la troncation de NLD, en plus de conduire à la formation d’haploïdes maternels, entraînait de nombreux phénotypes de grains anormaux. Le génotypage des produits de fécondations (albumens et embryons) résultant de croisements avec des lignées inductrices ont permis de mettre en évidence l’existence d’anomalies chromosomiques paternelles, pouvant expliquer ces différents phénotypes de grains anormaux. L’ensemble de ces résultats indiquent que la phospholipase NLD intacte est nécessaire pour le bon déroulement de la reproduction sexuée. / In maize, plant breeding mainly relies on double haploid technology. The main principle of this technology is the use of special lines called “inducer lines”, which induce in vivo gynogenesis. This mechanism allows haploid embryos production which only contain maternal genetics information. After chromosome doubling of the haploid seedlings, it is possible to obtain fixed lines in only few generations, thus considerably reducing breeding cycles. Although genetic determinants behind in vivo gynogenesis remained enigmatic for nearly sixty years, our work allowed the positional cloning and the identification of the major gene controlling haploid induction. This gene, specifically expressed in pollen grain, encodes for a phospholipase A2 called NOT LIKE DAD (NLD). It turns out that in all the inducer lines the NLD gene has a 4-bp insertion, leading to the formation of a truncated protein responsible for gynogenesis in vivo. This mutation did not result in a spatial or temporal defect in the expression of the gene but in the delocalization of the protein. The wild type protein localizes at the male germ unit on the vegetative membrane surrounding the two sperm cells, while the truncated protein loses this location. Pharmacological and mutagenic approaches revealed that NLD is targeted to the membrane through lipid anchoring and electrostatic interactions between membrane and protein. In parallel, it has been observed that the truncation of NLD; in addition to leading to the formation of maternal haploids; led to many pleiotropic phenotypes of abnormal kernels. The genotyping of fertilization products (endosperms and embryos), shows the existence of paternal chromosomal anomalies, which can explain these different phenotypes of abnormal kernels. All these results indicate that the intact NLD phospholipase is therefore necessary for the proper course of sexual reproduction.

Le champignon filamenteux, Podospora anserina, possède deux types sexuels, mat+ et mat-, caractérisés chacun par une séquence spécifique. La séquence mat+ contient un seul gène FPR1; la séquence mat- contient trois gènes : FMR1, SMR1 et SMR2. La fonction moléculaire de SMR1 est inconnue, les autres gènes codent des facteurs de transcription qui contrôlent la fécondation (reconnaissance intercellulaire), et le passage d’un syncytium à un hyphe spécialisé binucléé contenant un noyau mat+ et un noyau mat- (reconnaissance internucléaire). Il n’y a pas eu d’analyse exhaustive des gènes impliqués dans la reconnaissance intercellulaire et le mécanisme de la reconnaissance internucléaire est encore inconnu. Afin de déterminer les cibles de FPR1 et FMR1, et les différents mécanismes impliqués, nous avons utilisé une approche microarray. Le profil transcriptomique des souches mat+ et mat- compétentes pour la fécondation a permis d’identifier 157 gènes cibles, et l’analyse transcriptomique des souches mutantes fpr1- et fmr1- a révélé que ces cibles peuvent être soit réprimées, soit activées par FMR1 ou FPR1, ou être sous le contrôle de ces deux facteurs. Ces expériences ont aussi détecté l’existence de 10 gènes activés ou réprimés au même niveau dans mat+ et mat-. La délétion de 32 gènes choisis parmi ces 167 gènes cibles n’a permis de mettre en évidence que deux gènes impliqués dans la fécondation. Les comparaisons des gènes cibles des facteurs de transcription MAT de Gibberella moniliformis et Sordaria macrospora avec ceux de P. anserina révèlent un nombre significatif de gènes cibles communs entre ces espèces, mais ces gènes ont des profils transcriptomiques différents, soulevant la question du rôle de ces gènes cibles. La recherche des gènes cibles de FPR1, FMR1 et SMR2 impliqués dans la reconnaissance internuléaire a été effectuée en comparant le transcriptome des périthèces issus de deux croisements, l’un n’exprimant que les gènes spécifiques mat+, l’autre que les gènes spécifiques mat-. Les résultats ont été interprétés selon le modèle d’identité nucléaire et le modèle de ségrégation aléatoire. Le premier modèle a conduit à l’identification de 27 gènes cibles, tandis que 154 gènes cibles ont été identifiés en appliquant le deuxième modèle. Au total 46 souches mutantes ont été construites. Cependant aucune délétion n’a affecté le développement sexué. En parallèle de ces expériences transcriptomiques, nous avons invalidé tous les gènes à HMG-box de P. anserina. Les résultats montrent que ces derniers ont un rôle très important dans le développement sexué, particulièrement Pa_1_13940 qui code un régulateur des gènes des types sexuels, le premier identifié chez les Pezizomycotina. / The filamentous fungus, Podospora anserina, has two mating-type idiomorphs, mat+ and mat-. The mat+ sequence contains one gene FPR1, while mat- contains three genes: FMR1, SMR1 and SMR2. The molecular function of SMR1 is unknown, FPR1, FMR1 and SMR2 encode transcriptional regulators which control the fertilization (intercellular recognition) and the transition from a syncytium to a specialized dikaryotic hypha which contains one mat+ and one mat- nucleus (internuclear recognition). No exhaustive analysis is available for the genes involved in the intercellular recognition, while the mechanism of the internuclear recognition is unknown. In order to understand the mechanism of these events and to identify the target genes of mating-type transcription factors, we used a microarray approach. The transcriptomic profiles of the mat+ and mat- strains that are competent for fertilization revealed 157 differentially transcribed genes, and transcriptomic analysis of fmr1- and fpr1- mutant strains was used to determine the regulatory actions exerted by FMR1 and FPR1 on these differentially transcribed genes. All possible combinations of transcription repression and/or activation by FMR1 and/or FPR1 were observed. Furthermore, 10 additional mating-type target genes were identified that were up- or down-regulated to the same level in mat+ and mat- strains. Of the 167 genes identified, 32 genes were selected for deletion, which resulted in the identification of two genes essential for the sexual cycle. A comparison with similar data set from the two ascomycetes, Gibberella moniliformis and Sordaria macrospora, reveals significant numbers of orthologous pairs, although transcriptional profiles were not conserved between species, questioning the function of these target genes. Internuclear recognition was investigated by the transcriptomic analysis of perithecia from two crosses expressing mat+ and mat- genes, respectively. The tow internuclear recognition models: nuclear identity and random segregation, were used to interpret our results. According to the former model, 27 target genes have been identified, while 154 target genes were identified with the latter model. A total of 46 mutant strains were constructed. However, these strains showed no defects in sexual development. Besides this microarray experiences, we have invalidated all HMG-box genes of P. anserina. The results show that the HMG-box genes have a very important role in sexual development, especially Pa_1_13940 which encodes the first identified regulator of Pezizomycotinan mating-type genes.