Chez les plantes supérieures, l’organogénèse est principalement post-embryonnaire et assurée par les méristèmes. Les familles de gènes CLE (CLAVATA3/ENDOSPERMSURROUNDING REGION related) et WOX (WUSCHEL-LIKE HOMEOBOX) sont des régulateurs majeurs de l’activité des méristèmes. Des analyses phylogénétiques des gènes WOX de différentes espèces ont identifié trois groupes d’orthologie, dont le groupe WOX13OG. Ce dernier contient le seul gène WOX d’Ostreococcus tauri, les trois gènes WOX de Physcomitrella patens, ainsi que trois des gènes WOX parmi les quinze que compte Arabidopsis thaliana. L’objectif de ma thèse a été de caractériser la fonction des gènes du groupe WOX13 OG chez A. thaliana.Parmi les mutants nuls identifiés pour ces gènes, seul le mutant wox14 présente des phénotypes forts, à savoir un retard de transition florale et des défauts de développement vasculaire. Ces résultats sont en accord avec l’induction de l’expression de WOX14 à la jonction des faisceaux vasculaires lors de la transition florale. Les résultats indiquent que WOX14 est impliqué dans le contrôle du nombre de faisceaux vasculaires initiés lors de cette dernière. La restauration conjointe de la transition florale et du nombre de faisceaux vasculaires, par complémentation du mutant wox14 ou application de gibbérellines (GA),suggère un lien direct entre ces deux processus. Cette étude nous a permis d’identifier le gène CLE46 comme étant dérégulé dans le mutant wox14. Son expression dans les cellules du xylème, associée à l’augmentation du nombre de faisceaux vasculaires chez wox14, suggèrent que CLE46 est un élément d’une voie de signalisation de contrôle du nombre de faisceaux vasculaires. L’importance des interactions WOX-CLE dans le développement vasculaire est soulignée par l’induction de WOX4 et WOX14 par le peptide CLE41. Les analyses du transcriptome du mutant wox14 révèlent que la signalisation des GA est déficiente. Ce qui confirme les résultats de la complémentation du phénotype wox14 par les GA. De plus, le gène GA3ox1 a été identifié comme une cible potentielle de régulation de la biosynthèse de GA par le gène WOX14. / Whilst primary meristems are initiated during embryogenesis, in higher plants additionalsecondary meristems initiate post-embryonically and contribute to the plant architecture andthe vascular strand development. Differentiation of the plant vascular cambium into xylemand phloem was shown to be regulated by cell to cell communication. The large CLE(CLAVATA3/ENDOSPERM SURROUNDING REGION related) signaling peptide familyand the WOX (WUSCHEL-LIKE HOMEOBOX) transcription factor family are thought to beconserved regulators of stem cell fate. In this thesis we report the presence of supernumeraryvascular bundles in the young inflorescence stem of the wox14 mutant. Our data indicate thatWOX14 prevents additional cambium cell to differentiate into vascular bundles during floraltransition. Moreover, the data suggest that vascular differentiation and floral transition arelinked. Consistently, WOX14 expression is induced within the connecting vascular strandduring floral transition. Furthermore, the application of gibberellins (GA) fully rescued boththe floral transition and the vascular bundle phenotype of the wox14 mutants. A detail analysisof GA biosynthesis and target genes showed that WOX14 controls the amount of bioactiveGA within the vasculature. However, WOX14 is also specifically expressed in the phloem ofthe inflorescence stem indicating a function in late vascular bundle development. We alsoshowed that not only WOX4 but also WOX14 are the target of the CLE41 peptide duringvascular development. Furthermore, the data indicate that another CLE gene, namely CLE46,is misregulated in the wox14 mutant. These results suggest that CLE46 might be the firstidentified CLE signal from the xylem that impacts vascular differentiation.

Les plantes prélèvent l’azote nécessaire à leur croissance essentiellement sous forme de nitrate. Pour faire face aux fluctuations spatio-temporelles de la disponibilité de cet ion dans les sols, ces organismes ont développé des mécanismes d’adaptation spécifiques à chaque situation. La réponse de la plante à l’azote met en jeu plusieurs voies de signalisations qui dépendent des scénarios de variations en azote du milieu. Deux grandes voies de signalisation sont étudiées en particulier dans cette thèse. La Primary Nitrate Response (ou PNR) qui correspond aux réponses rapides (minutes) et nitrate-spécifiques de la plante lors de la fourniture de Nitrate. La Nitrogen Starvation response (ou NSR) qui correspond à la réponse plus lente (jours) qui permet de pallier au manque d’azote dans le milieu. Bien que certains acteur moléculaires soient connus dans chacune des voies (PNR et NSR); i) la NSR est largement moins bien documentée que la PNR, ii) rien n’est connu concernant la coordination des 2 voies de signalisations. Au cours de ma thèse j’ai pu démontrer qu’un sous groupe de la famille GARP induit lors de la PNR est directement impliqué dans la régulation de la NSR (répression des gènes de transport à haute affinité de nitrate). Ceci fournit à la fois des nouveaux régulateurs de la NSR et un mécanisme de coordination entre les 2 voies de signalisation. Les phénotypes des plantes altérées dans l’expression des gènes de cette famille de facteurs de transcription ouvrent des perspectives d’améliorations biotechnologiques des plantes car ces dernières présentent des capacités de transport du nitrate bien supérieures aux plantes sauvages.Des résultats quant à la double localisation sub-cellulaire d’HRS1 et du rôle d’HRS1 dans le contrôle du statut redox des plantes sont présentés et discutés dans le contexte du modèle d’interaction entre PNR et NSR proposé précédemment. / Plants take up the nitrogen necessary for their growth mainly in the form of nitrate. To cope with spatio-temporal fluctuations in NO3- availability in soils, these organisms have developed adaptation mechanisms specific to each situation. Plant N response involves several signaling pathways that depend on the N variation scenarios of the medium. Two major signaling pathways are studied in this thesis. The Primary Nitrate Response (or PNR) which corresponds to the rapid (within minutes) and nitrate-specific responses of the plant when provided with Nitrate. The Nitrogen Starvation response (or NSR) which corresponds to the slower response (within days) which makes it possible to overcome the lack of N in the medium. Although some molecular actors are known in each of the pathways (PNR and NSR); i) the NSR is significantly less well documented than the PNR, ii) nothing is known about the coordination of the 2 signaling pathways. During my thesis I was able to demonstrate that a subgroup of the GARP transcription factor family induced during PNR is directly involved in the regulation of NSR (repression of transport genes with a very high nitrate affinity). This provides both new NSR regulators and a coordination mechanism between the 2 signaling pathways. The phenotypes recorded for plants altered in this transcription factors family open up perspectives for crop biotechnological improvements because they have nitrate transport capacities far superior to wild plants.Results regarding the subcellular dual localization of HRS1 and the role of HRS1 in controlling the redox status of plants are presented and discussed in the context of the previously proposed PNR-NSR interaction model.

La vigne est soumise à de nombreuses maladies impliquant l'utilisation de produits phytosanitaires en grande quantité dont l'utilisation est néfaste pour l'environnement et la santé des utilisateurs. Un enjeu est donc de développer des méthodes alternatives à la lutte chimique. La protéine codée par le gène NPR1 (Nonexpressor of pathogenesis-related gene 1) joue un rôle clef dans la résistance à large spectre chez les plantes. Des éliciteurs tels que l'acide salicylique ou des agents pathogènes influencent l'activation de NPR1 dans le cytoplasme. La translocation de NPRl dans le noyau et son interaction avec des facteurs de transcription TGA induit l'expression des gênes PR (Pathogenesis-related). Nous avons identifié sept homologues potentiels des gènes NPR1 et TGA chez Vitis vinifera (VvNPR1.1, VvNPR1.2, VvTGA1 à 5). L'étude de la diversité de séquences dans les exons de 15 accessions de Vitaceae indique qu'ils sont soumis à une forte pression de sélection purificatrice. De plus, l'analyse in silico des régions promotrices des VvNPR1 montre la présence, d'éléments cis-régulateurs potentiels, en réponse aux stress biotiques et abiotiques ainsi que des motifs de liaison à des facteurs de transcription. Une étude plus poussée des introns montre quelques éléments transposables et un faible polymorphisme dans six accessions de Vitis vinifera. Ces résultats argumentent en faveur d'une pression de sélection forte agissant sur ces gènes. Ceci nous a mené à formuler des hypothèses fonctionnelles et à réaliser une étude d'interaction avec les facteurs de transcription VvTGA1 et VvTGA4 par la technique du double hybride. Ces derniers n'interagissent pas avec VvNPR 1.1. / Numerous diseases affect grapevine, resulting in the use of phytochemicals in large quantities that are harmful for environment and user's health. In the long term, the aim is to develop alternative methods to chemicals. The protein encoded by NPR1 (Nonexpressor of pathogenesis-related gene 1) plays a pivotal role in conferring broad spectrum pathogen resistance in plants. Activation of NPR 1 in the cytoplasm is influenced by elicitors such as salicylic acid or pathogens associated with the accumulation of reactive oxygen species. Translocation of NPR1 into the nucleus and interaction with TGA transcription factors induce the expression of PR (Pathogenesis-related) genes. Using a candidate gene approach, we have identified seven putative homologs to NPR1 and TGA in the grapevine genome (VvNPR1.1, VvNPR1.2, VvTGA1 to 5). The study of sequence diversity in exons of 15 accessions of the Vitaceae family indicates that these exons are subjected to a strong purifying selection pressure. Moreover, in silico analysis in the promoters of VvNPR1 shows putative cis-regulator elements, in answer to biotic and abiotic stresses as well as link patterns to transcription factors. An intron study shows transposable elements and a low polymorphism in six accessions of Vitis vinifera. These results suggest a strong selection pressure on these genes. Functional hypotheses were formulated, and an interaction study with transcription factors VvTGA1 and VvTGA4 was conducted using a method based on yeast two hybrid, showing that they do not interact with VvNPR1.1.

L’athérosclérose est une maladie inflammatoire chronique de la paroi vasculaire à évolution lente et silencieuse dont les principaux facteurs de risque sont les dyslipidémies, l’obésité, le diabète et le tabagisme. Les macrophages jouent un rôle crucial dans le développement et la progression de cette maladie. Ils sont issus de la différentiation des monocytes et ils ne constituent pas une population homogène. On peut reconnaître au moins deux sous-populations: les macrophages pro-inflammatoire M1 et les macrophages alternatifs ou M2 qui montrent des propriétés anti-inflammatoires. Les fonctions des macrophages sont régulées par des facteurs de transcription. Mon laboratoire d’accueil a réalisé une analyse transcriptomique sur les facteurs de transcription régulés dans les macrophages alternatifs et parmi les plus induits dans les M2 il y a NOR1 (Neuron-derived Orphan Receptor 1) et TLE1 (Transducin Like Enhancer of Split 1). Pour cette raison nous les avons choisis pour en étudier le rôle dans les macrophages alternatifs humains. Etude de l’expression et rôle de NOR1 dans les macrophages alternatifsNOR1 fait partie de la famille NR4A3 ensemble à deux autres membres, Nurr1 et Nur77 : les trois sont exprimés dans les macrophages au sein de la lésion d’athérosclérose humaine. Cependant l’expression et le rôle de NOR1 dans les macrophages alternatifs n’a pas encore été étudié. En utilisant le model en vitro des macrophages primaires alternatifs humains polarisée en présence de l’IL-4, nous avons démontré que l’expression de NOR1 est induite dans les macrophages M2 chez l’homme, tandis que cette régulation n’est pas vérifiée chez la souris. D’ailleurs l’expression de NOR1 est plus importante dans les zones de la lésion atherosclerotique humaine enrichies par les macrophages CD68+MR+ . En utilisant l’approche de diminution de l’expression de NOR1 par un siRNA spécifique, nous démontrons que l’expression de certaines marqueurs de la polarisation alternative tels que Mannose Receptor (MR), Interleukin-1 receptor antagonist (IL1Ra), CD200 receptor (CD200R), coagulation factor XIII A1 polypeptide (F13A1), interleukin 10 (IL10) and the Peroxisome Proliferator-Activated Receptor (PPARg) sont diminués. De plus, l’expression et l’activité de la matrix metallopeptidase 9 (MMP9) sont induites suite au silencing de NOR1, cette régulation est confirmé par l’approche de surexpression de NOR1 par infection adenovirale. Ces données identifient NOR1 parmi les facteurs de transcription induits dans les macrophages alternatifs humains et permettent de mettre en évidence comme NOR1 soit capable de modifier le phénotype alternatif des macrophages.Etude de l’expression et fonctions potentielles de TLE1 dans les macrophages alternatifsTLE1, appartenant à la grande famille appelée chez la Drosophile avec le nome de Groucho, est connu pour être un répresseur incapable de se fixer directement à l’ADN et que par conséquence agit par interaction avec des autres facteurs de transcription. Aucune donnée n’est disponible quant à l’expression ou aux fonctions de TLE1 dans les macrophages. Nos résultats montrent que TLE1 est parmi les facteurs de transcription les plus exprimés dans les macrophages alternatifs humains. Cette régulation est aussi observée dans les macrophages de souris. Nous avons aussi montré que TLE1 est fortement exprimé dans les zones enrichies en macrophages M2 au sein de la plaque athérosclérotique humaine ainsi que dans les macrophages à phénotype mixte qui infiltrent le tissu adipeux (ATM). Nous avons caractérisé l’expression génique de TLE1 dans les patients obèses avec ou sans diabète et nous montrons que l’expression de TLE1 varie selon le statut métabolique du donneur. / Atherosclerosis is an inflammatory disease in which macrophages play a crucial role. Macrophages are derived from the differentiation of circulating monocytes and they are not an homogenous population. We can distinguish at least two types of macrophages: The pro-inflammatory M1 macrophages and the alternative anti-inflammatory macrophages M2. Functions of macrophages are controlled by transcriptional factors. My laboratory has realised a transcriptomic analysis of transcriptional factors differently regulated among RM and M2 macrophages. Among the most regulated transcriptional factors there is NOR1 (Neuron-derived Orphan Receptor 1) and TLE1 (Transducin Like Enhancer of Split 1). According to these data, we have chose these two transcriptional factors in order to determine their role in human alternative macrophages. The neuron-derived orphan receptor 1 (NOR1) is induced upon human alternative macrophage polarization and stimulates the expression of markers of the M2 phenotypeThe neuron-derived orphan receptor 1 (NOR1), together with Nur77 and Nurr1, is a member of the NR4A orphan nuclear receptor family expressed in human atherosclerotic lesion macrophages. However, the expression and the functions of NOR1 in human alternative macrophages have not been studied yet. Using an in vitro model of IL-4 polarized primary human alternative macrophages we demonstrate that NOR1 expression increased in alternative M2 macrophages in humans but not in mice. Moreover NOR1 expression is also most abundant in CD68+MR+ alternative macrophage-enriched areas of human atherosclerotic plaques in vivo. Silencing NOR1 expression in human alternative macrophages decreases the expression of a panel of M2 markers such as the Mannose Receptor (MR), Interleukin-1 receptor antagonist (IL1Ra), CD200 receptor (CD200R), coagulation factor XIII A1 polypeptide (F13A1), interleukin 10 (IL10) and the Peroxisome Proliferator-Activated Receptor (PPARg). Moreover, expression and enzymatic activity of MMP9 are induced by NOR1 silencing in M2 macrophages, a regulation confirmed in NOR1 gain of function experiments. These data identify NOR1 among the transcription factors induced during alternative differentiation of human macrophages and demonstrate that NOR1 modifies the alternative macrophage phenotype. Study of TLE1 expression and potential functions in human alternative macrophagesTLE1 is a member of the Groucho family and it is mainly described as a transciptional co-repressor. Although lacking in DNA binding activity of their own, this protein is recruited to gene promoters through interaction with other factors. No data are available regarding the expression or role of TLE1 in macrophages. Our results show that TLE1 is among the highest expressed transcriptional factors in human alternative macrophages. This regulation is verified also in murine macrophages. Histological analysis showed that TLE1 expression in human carotid atherosclerotic lesions in vivo co-localizes with the macrophage marker CD68 and the alternative maker MR. Q-PCR analysis of macrophage-enriched areas isolated by LCM showed that the mRNA levels of TLE1 are higher in zones of alternative CD68+MR+ macrophages compared to zones enriched in CD68+MR- macrophages. Moreover we have shown that TLE1 expression is higher in adipose tissue macrophages (ATM) compared to resting macrophages isolated from blood of the same patients. Finally we have characterised the mRNA expression of TLE1 in obese patients affected or not by diabetes and we have shown that TLE1 expression is influenced by the metabolic state of the patients.

Les facteurs de transcription FLI-1 et SPI-1/PU.1 appartiennent à la famille ETS et reconnaissent le même motif sur l'ADN GGAA. Leur activation est observée de manière récurrente dans les érythroleucémies murines induites par le virus de Friend. Ces observations suggèrent un rôle crucial de ces deux facteurs dans la transformation de la lignée érythrocytaire potentiellement par la dérégulation de gènes cibles communs. Mon travail de thèse a consisté à tester la contribution de ces deux facteurs au phénotype des cellules érythroleucémiques et à rechercher les gènes cibles directs communs.Nous avons pu montrer que FLI-1 et SPI-1/PU.1 ont des contributions additives au phénotype des cellules érythroleucémiques surexprimant les deux facteurs. Par une approche transcriptomique, nous avons identifié une grande proportion de gènes cibles directs communs à FLI-1 et à SPI-1/PU.1 impliqués dans différentes étapes de la biogenèse des ribosomes. La déplétion de ces facteurs induit une réduction de la biogenèse des ribosomes qui n'induit pas de stress ribosomique stabilisant p53. Néanmoins, nous avons mis en évidence une contribution spécifique de RPL11, un médiateur essentiel du stress ribosomique, à la différenciation des cellules érythroleucémiques induites par l'absence de ces facteurs.Nous avons mené en parallèle l'inventaire par ChIP-Seq des sites de recrutement de FLI-1 et de SPI-1/PU.1 sur le génome entier de 3 lignées érythroleucémiques indépendantes. Cette stratégie nous a permis de montrer que les régions de recrutement communes sont la conséquence de la proximité de consensus spécifiques et distincts et du recrutement de FLI-1 et de SPI-1/PU.1 sur leur propre consensus.

Le sujet de cette thèse est l'étude de la régulation de l'expression du facteur de transcription LEAFY COTYLEDON 2 (LEC2), qui est un, régulateur clé du développement de la graine d'Arabidospsis thaliana. La graine offre un mode de propagation et de protection des espèces végétales à graines, indispensable à leur survie. La graine est l'élément de base de l'agriculture, en tant que semence, et de l'alimentation humaine, aussi bien sous forme brute que sous forme transformée (farines, huiles...). Elle a aussi de très nombreuses applications industrielles dans l'industrie et les biocarburants. Le développement de la graine, comme beaucoup d'étapes nécessaires à la vie de la plante, est controlé par des phénomènes complexes, incluant des facteurs de transcription. LEC2, ainsi que 2 autres facteurs de transcription de type B3 (FUSCA 3 et ABI3) et un facteur à domaine de fixation CAAT (LEAFY COTYLEDON 1), sont les quatre facteurs clés du développement de la graine d'Arabidospsis thaliana, appelés AFLs (ABI3, FUS3, LEC1, 2). Les gènes AFLs s'expriment spécifiquement dans l'embryon et sont fortement réprimés dans les parties végétatives, par de multiples mécanismes impliquant, entre autre, des facteurs de transcription et des acteurs plus généraux modifiant la structure de la chromatine. Bien que la régulation de LEC2 ait déjà été largement étudiée, les mécanismes précis de répression ainsi que l'activation de ce gène, sont encore méconnus.Le travail présenté est basé sur un travail de délétion de promoteurs, qui a révélé l'existence de 3 boîtes de régulation, essentielles à une activité correcte du promoteur de LEC2. Deux boîtes, dont une correspondrait à une boîte de fixation de facteurs MADS et une à une boîte GAGA dans la séquence transcrite non traduite de LEC2, sont essentielles à l'activité du promoteur. La 3ème séquence, d'une longueur de 50pb, est nécessaire à la répression de LEC2 dans les parties végétatives par des mécanismes épigénétiques. La corrélation de la présence de cette boîte avec un enrichissement dans la marque H3K27me3 au locus nous a permis de rapprocher cette séquence de répression d'une PRE (Polycomb response element) de type végétal.

Summary: While multiple organs are affected in cystic fibrosis (CF) patients, chronic lung disease is the most severe clinical manifestation caused by chronic bacterial infection and concomitant airway inflammation. The sequence of events at the onset of pulmonary infection and inflammation is controversial and not fully characterized. The aim of this work was to highlight an early inflammatory state in CF airways before any infection and to investigate the molecular mechanisms underlying this intrinsic inflammation. We showed increased levels of pro-inflammatory proteins in the lungs of a CF fetus compared to the lungs of two normal fetuses. Using different CF cell models, we confirmed the over-production of numerous pro-inflammatory molecules. We then demonstrated that the transcription of these inflammatory genes is NF-kB and AP-1-dependent and that these transcription factors are activated through IKK and ERK kinase activation. We also identified that the IL-1b and bFGF inhibition, two pro-inflammatory proteins over-expressed in our CF models, decreased the expression of several pro-inflammatory genes. Among the molecules over-secreted by CF epithelial cells, chemokines such as IL-8, Gro-a, Gro-b, Gro-g and ENA-78 or growth factors such as VEGF and bFGF are know to be pro-angiogenic factors. We further demonstrated that conditioned media from CF epithelial cells were able to induce proliferation, migration and sprouting of cultured primary endothelial cells. Our data demonstrated that the absence of CFTR (CF transmembrane conductance regulator) at the plasma membrane leads to an intrinsic AP-1 and NF-kB activation. These activations lead to a pro-inflammatory state sustained through autocrine factor secretion and also through the angiogenic process induced by CF epithelial cells.

Les neurones exprimant l'hormone de mélano-concentration (MCH) sont observés dans l'hypothalamus postérieur de tous les vertébrés, de la lamproie à l'Homme. Ces neurones sont impliqués dans diverses fonctions comme le cycle veille/sommeil ou la prise alimentaire. Ils forment une population non homogène et au moins deux sous-populations sont reconnues, chez le rat. La première sous-population est composée de neurones nés au 11ème jour de vie embryonnaire (E11) qui projettent massivement sur les régions les plus postérieures du système nerveux central. La seconde est générée à E12/E13 et les neurones la caractérisant projettent sur les régions les plus antérieures du cerveau et expriment le peptide CART (cocaine and amphetamine regulated transcript) et le récepteur NK3 (neurokinine). L'objectif de notre travail était de comprendre l'origine de ces deux sous-populations. Pour cela, nous avons utilisé des approches histologiques, moléculaires et in vitro. Les neurones à MCH sont parmi les premiers neurones à naître et à différencier leur phénotype chimique le long d'une région longitudinale définie par une prolifération intense, appelée " cell cords " par Keyser en 1972. Cette bande longitudinale est caractérisée par l'expression de gènes comme Sonic Hedgehog (Shh), Nkx2.1, Nkx2.2 et a été récemment renommée " diagonale intrahypothalamica " ou ID. La différenciation des neurones à MCH dépend de l'expression du facteur morphogène Shh et ces neurones expriment Nkx2.1 et Nkx2.2, facteurs de transcription régulés positivement par Shh. Les neurones de la première sous-population envoient des projections le long du premier tractus longitudinal à se mettre en place, le tractus postopticus (tpoc). Ceux issus de la deuxième sous-population se différencient concomitamment au développement des régions télencéphaliques et leurs projections changent de direction pour innerver les régions antérieures du cerveau sous la dépendance de protéines de guidage axonal, Nétrine1 et Slit2. Nétrine1 permet d'attirer les axones MCH exprimant le récepteur DCC précocement vers la moelle épinière et plus tardivement vers le télencéphale alors que Slit2 contraint les axones MCH exprimant Robo2 à sortir de l'hypothalamus. L'étude du modèle " MCH " permet de mettre en lumière un changement d'organisation précocement au cours du développement dans l'axe longitudinal du prosencéphale. La bande longitudinale d'expression des facteurs de transcription Shh, Nkx2.2 peut être perçue comme une extension rostrale de la colonne neurogénique médiane déjà décrite chez des espèces d'invertébrés possédant une symétrie bilatérale. Les neurones générés le long de cette colonne le sont très tôt au cours du développement.

Les génomes peuvent être vus de manière simplifiée comme des suites de gènes, objets codants pour la production de protéines. De la même manière que les caractères physiques des êtres vivants évoluent au cours du temps, les caractères physiques des génomes évoluent également. Il s'agit alors de comprendre cette évolution à travers l'organisation des gènes sur le génome. Le problème peut être abordé sous un angle dynamique où l'on retrace les événements ayant permis les modifications, ou sous un angle statique en observant la localisation et le regroupement des gènes. D'autres part, les gènes nécessitent pour s'exprimer - se transformer en protéine - d'être d'abord transcrits en ARN. Le mécanisme de contrôle de la transcription fait appel, entre autres, à des protéines qui viennent se fixer en amont du gène, sur l'ADN, en reconnaissant de courts motifs. Une tâche récurrente, précédant toute autre analyse, est de trouver les occurrences de ces motifs qui ont la particularité d'être courts et particulièrement dégénérés. Nous retraçons le travail réalisé autour de ces deux problématiques biologiques : l'évolution de la structure des génomes et la localisation des motifs de fixation. Les méthodes mises en œuvre relèvent de l'algorithmique discrète sur les permutations pour la première partie et sur les mots pour la seconde.

La segmentation du rhombencéphale désigne le processus de subdivision rostro-caudale du cerveau postérieur embryonnaire en 7 compartiments cellulaires, appelés rhombomères (r), qui constituent des unités de développement et d'expression génique. Le facteur de transcription à doigts à zinc Krox20 joue un rôle central dans ce processus en couplant la formation et la spécification des rhombomères 3 et 5. Trois éléments régulateurs contrôlant l'expression de Krox20 ont été caractérisés. Les éléments B et C, actifs respectivement dans r5 et r3-r5, sont impliqués dans le démarrage de l'expression de Krox20 dont l'amplification et le maintien sont ensuite assurés par l'élément autorégulateur A. L'élément C constitue donc une clé d'investigation pour élucider les mécanismes responsables de l'expression régionalisée de Krox20 dans r3. Afin de poursuivre la caractérisation du contrôle transcriptionnel de Krox20 dans r3, j'ai entrepris une analyse fonctionnelle des séquences de l'élément C par mutagénèse et mis en évidence plusieurs blocs nécessaires à son activité. J'ai également établi le répertoire transcriptomique exhaustif, quantitatif et différentiel du rhombencéphale murin en début de segmentation par RNA-Seq et j'ai pu ainsi identifier plusieurs régulateurs de l'activité de l'élément C. Enfin, j'ai réalisé l'analyse du mutant murin d'excision de l'élément C et révélé de nouvelles propriétés du contrôle transcriptionnel de Krox20, dont la coopération en cis entre les éléments A et C. Ces travaux illustrent comment la combinaison de différentes approches permet d'élucider un mécanisme de régulation transcriptionnel complexe jouant un rôle essentiel dans la spécification cellulaire