Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Ralstonia solanacearum est une bactérie vasculaire d'origine tellurique dévastatrice chez les Solanacées maraîchères. L'une des difficultés pour la sélection variétale réside dans le contournement de la résistance, en raison de la grande variabilité et plasticité génotypique du pathogène. Trente accessions de tomate, aubergine et piment (Core-TEP) testées vis-à-vis de 12 souches représentatives des phylotypes I, II et III de R. solanacearum (Core-Rs2) ont été classées de très sensibles à très résistantes. Des groupes de souches définis en fonction de leur virulence et agressivité ont été nommés pathoprofils, d'une part, lorsque établis sur les 3 espèces et pathotypes, d'autre part, lorsque établis sur chacune des trois espèces. Aucune résistance universelle n'a pu être mise en évidence chez aucune des trois espèces. Le déterminisme génétique de la résistance à R. solanacearum chez l'aubergine a été étudié sur une population de lignées recombinantes F6 ainsi que sur les générations issues du croisement intraspécifique S. melongena MM738 (S) x AG91-25 (R), testées vis-à-vis de quatre souches du phylotype I. Une carte génétique composée de 119 marqueurs AFLP, SSR et SRAP, positionnés sur 18 groupes de liaisons, pour une longueur totale de 884 cM, a été construite. Les analyses génétiques montrent que la résistance aux souches CMR134, PSS366, GMI1000 est contrôlée par un même gène majeur expliquant jusqu’à 87% de la variance phénotypique. Celui-ci n'est pas détecté vis-à-vis de la souche virulente PSS4 qui contourne cette résistance. Dans ce cas, seul un QTL à effet intermédiaire expliquant jusqu’à 38 % de la variance phénotypique est trouvé sur un autre groupe de liaison. / The plant pathogenic soil-borne bacteria Ralstonia solanacearum causes heavy damage to solanaceous crops. One of the dilemmas for varietal breeding of solanaceous crops is the circumvention of the resistance to R. solanacearum due to the genotypic variability and plasticity of this pathogen. Thirty accessions of Tomato, Eggplant, and Pepper (Core-TEP), screened with a collection of 12 representatives strains of R. solanacearum phylotype I, II and III (Core-Rs2) within the species complex ranked from highly resistant to highly susceptible. The strains were grouped according to there profile of virulence on all three solanaceous, and by considering each species individually. We refer to these groups respectively, as pathoprofiles and pathotypes. No universal resistance was found for the three host species. Genetic analysis of resistance to R. solanacearum in eggplant was conducted against four strains of phylotype I. We used a population of recombinant lines F6 as well as the generations derived from the intraspecific cross between S. melongena MM738 (S) and AG91-25 (R). A genetic map was built with 119 markers a combination of AFLPs, SSRs and SRAPs positioned on 18 linkage groups, for a total length of 884 cM. The genetic analysis revealed that resistance to strains CMR134, PSS366, and GMI1000 was controlled by one single major gene, which explained up to 87% of the phenotypic variation. When the resistance against the highly virulent PSS4 strain is tested, this gene is not detected. In this case, a significant QTL with intermediate effect that explains up to 38% of phenotypic variation was found on another linkage group for this strain.

L’apparition de métastases est souvent le signe d’un mauvais pronostic vital pour les personnes atteintes d’un cancer. Ce processus de formation de métastase est un phénomène complexe dans lequel la migration cellulaire est un facteur clé.De récentes études ont montré que le canal SK3 (canal potassique de faible conductance dont l’activité dépend de la concentration cytosolique en calcium) était exprimé dans des cellules cancéreuses à fort pouvoir métastatique et leur conférait des capacités de migration accrues. Cette protéine constitue donc une nouvelle cible thérapeutique très intéressante pour agir sur la dissémination de cellules cancéreuses.Les objectifs de ces travaux de thèse ont permis de mettre en oeuvre deux stratégies visant à inhiber l’activité de ce canal potassique SK3.L’édelfosine, un glycérolipide à tête phosphocholine, a rapidement été reconnue comme étant un inhibiteur efficace de l’activité de ce canal. Cependant les effets secondaires induits par cette molécule ont conduit à rechercher des analogues moins toxiques et tout aussi efficaces. Des études structures-activité menées au sein du laboratoire ont permis de développer un nouveau glycérolipide à tête lactose, l’ohmline. Dans le but de compléter cette étude, nous avons réalisé la synthèse de glyco-glycérolipides et de glycophospho-glycérolipides et avons montré leur capacité à inhiber la protéine SK3 et à réduire la migration cellulaire SK3 dépendante.Une seconde stratégie vise à l’utilisation possible d’ARN interférents pour bloquer l’expression de la protéine SK3. Dans ce but, nous nous sommes intéressés à la synthèse et à l’incorporation, dans des formulations de lipides cationiques utilisés pour la transfection, de lipides neutres portant des motifs anisamides, ligands spécifiques des récepteurs sigma surexprimés dans des lignées cellulaires de tumeurs exprimant SK3. La synthèse de lipophosphoramides comportant un motif anisamide est présentée suivie de leur utilisation dans des expériences de transfection modèles (vectorisation d’ADN plasmidique) afin d’évaluer l’efficacité du ciblage engendré par le motif anisamide. / The occurrence of metastasis in a cancer is generally associated to a bad prognostic for the patient. The formation of metastasis is the result of a complex process in which cell migration plays a key role.Recent studies have shown that the potassium calcium-dependent channel SK3 is expressed in several highly metastatic cancerous cell lines and play a direct role in the migration process. Consequently, this protein is an interesting new therapeutic target to reduce metastasis formation.This PhD thesis work aimed investigating two strategies to reduce SK3 dependent cell migration.Edelfosine, a glycerolipid with a phosphocholine head, was identified as an efficient inhibitor of the SK3 channel activity. However the side effects induced by this molecule (toxicity) led to look for efficient and less toxic analogues. Accordingly, structure-activity studies carried out in our laboratory produced new glyco-glycerolipid including one with a lactose group (ohmline). With the aim of completing this study, we report the synthesis of glyco-glycerolipids and glycophospho-glycerolipids and shown their capacity to inhibit activity of SK3 channel.The second part of this work aims to act at an early stage by using RNAi to block the expression of the SK3 protein. In this way, we have synthesized and formulated, with a cationic lipid used for the transfection, neutral co-lipids functionalized with an anisamide moiety; this motif being recognize sigma receptors which are overexpressed in tumor cell lines that also expressed SK3. First, the synthesis of the lipophosphoramides with an anisamide moiety was described followed by their use in standard transfection experiments (plasmid DNA) to evaluate the effectiveness of the targeting strategy induced by the anisamide moiety.

L’atrazine, un des herbicides les plus utilisés pour contrôler le développement des plantes adventices dans les cultures, a conduit à la contamination de l’environnement. L’exposition chronique à cet herbicide a conduit à l’émergence de populations microbiennes du sol capables de dégrader l’atrazine et de l’utiliser comme une source d’azote pour leur croissance. Ces populations microbiennes sont responsables de la biodégradation accélérée (BDA) de l’atrazine, un service écosystémique contribuant à diminuer la persistance de cet herbicidedans l’environnement. L’objectif de ce travail était d’étudier les mécanismes génétiques et physiologiques responsables du fonctionnement et de l’amélioration de ce service écosystémique. Nous avons appliqué une démarche expérimentale allant des gènes codant la dégradation à des communautés microbiennes afin d’identifier les processus adaptatifs impliqués dans l’évolution de la fonction de BDA de l’atrazine.Le premier volet a consisté à évaluer l’importance de mutations accumulées dans le gène atzA dans la transformation de l’atrazine en hydroxyatrazine catalysée par AtzA. Le séquençage de gènes atzA de différents isolats bactériens dégradant l’atrazine (Pseudomonas sp. ADP WT, Pseudomonas sp. ADP Ps et différents Chelatobacter heintzii) a montré que la séquence du gène atzA était très conservée. Toutefois quatre mutations non silencieuses ont pu être identifiées (1 chez Pseudomonas sp. ADP MSE et 3 chez Chelatobacterheintzii). La modélisation de la structure de la protéine AtzA a permis de montrer que trois des mutations étaient situées dans des régions importantes (site actif, poche de liaison avec l’atrazine et liaison avec le métalFe2+. [...] Le second volet a consisté à étudier la plasticité de la voie de biodégradation de l’atrazine dans deux conditions opposées : (i) la première visait à évaluer la persistance de la capacité de dégradation en absence de pression de sélection et (ii) la seconde visait à évaluer l’évolution de la capacité de dégradation en présence d’une pression de sélection élevée. Pour conduire ces études, des manipulations d’évolution expérimentale sur Pseudomonas sp. ADP ont été menées. (i) L’exposition à l’acide cyanurique, intermédiaire métabolique de l’atrazine, a conduit à la sélection d’une population nouvellement évoluée capable de croître plus rapidement dans un milieu de culture ne contenant que l’acide cyanurique comme source d’azote. Cette population est caractérisée par une délétion d’une région de 47 kb du plasmide ADP1 contenant les gènes atzABC. Les analyses conduites ont permis de conclure que le gain de compétitivité de la population évoluée résidait dans la perte du fardeau génétique représenté par la région de 47 kb, la capacité de dégradation de l’acide cyanurique restant inchangée. (ii) L’exposition à l’atrazine a conduit à la sélection d’une populationnouvellement évoluée caractérisée par l’insertion du plasmide ADP1 en quasi-totalité sur le chromosome bactérien. [...] Le troisième volet a consisté à développer un outil permettant d’évaluer, à l’échelle d’une communauté microbienne synthétique, l’évolution du potentiel génétique dégradant. Pour ce faire quatre souches dégradantes dont une, Arthrobacter sp. TES6, isolée au cours de cette étude, ont été choisies. [...] Ces travaux montrent que la fonction de biodégradation accélérée de l’atrazine est très versatile et qu’elle est en constante évolution. Il met en évidence que le principal facteur pilotant cette évolution est le niveau d’exposition des populations dégradantes au pesticide. / Atrazine, one of the most used herbicide to control the development of weeds in crop, has led to the contamination of the environment. Repeated exposure to this herbicide resulted in the emergence of microbial populations able to degrade atrazine and to use it as a nitrogen source for its growth. These microbial populations are responsible for accelerated biodegradation of atrazine (BDA), a key ecosystemic service diminishing the persistence of this herbicide in the environment. The aim of this PhD work was to study genetic and physiological mechanisms responsible for functioning and improving of this ecosystemic service. We applied an experimental approach starting from genes to communities degrading atrazine in order to identify processes of adaptation involved in the evolution of accelerated biodegradation function.The first part of the PhD aimed at evaluating the importance of accumulation of single mutations in the atzA gene for the activity of AtzA transforming atrazine to hydroxyatrazine. Sequencing or atzA genes amplified from different atrazine-degrading isolates (Pseudomonas sp. ADP WT, Pseudomonas sp. ADP Ps and differents Chelatobacter heintzii) showed that atzA sequence was conserved. However, four non synonymous mutations were identified (1 for Pseudomonas sp. ADP Ps and 3 for Chelatobacter heintzii). Modeling of AtzA structure showed that three mutations were located in important regions (active site, interaction with atrazine and with the metal Fe2+). [...] The second part aimed at studying the plasticity of the atrazine-degrading pathway in two opposed conditions: (i) one aiming at evaluating the persistence of degrading capability in absence of selection pressure and (ii) a second one aiming at evaluating the evolution of degrading capability under high selection pressure exerted by atrazine. With these aims, experimental evolutions were carried out with Pseudomonas sp. ADP. (i) We showed that cyanuric acid exposure led to the selection of a newly-evolved population characterized by increased growing ability on culture medium containing this substance as nitrogen source. This population is characterized by the deletion of a 47 kb region containing atzABC genes from ADP1. We showed that increased fitness of newly-evolved population was due to the selective loss of the genetic burden represented by the 47 kb region, the cyanuric acid degrading ability remaining unchanged. (ii) Atrazine exposure led to the selection of population characterized by the insertion of ADP1 plasmid in the bacterial chromosome. [...] The third part aimed at developing a tool allowing monitoring the evolution of atrazine-degrading genetic potential at the scale of a synthetic microbial community. To do so four degrading strains among which, one was isolated in this study, were chosen. [...] Altogether, these results showed that the atrazine accelerated biodegradation function is highly versatile and under constant evolution. Furthermore, they highlight that the exposure to atrazine is the key parameter driving the evolution of degrading population

Les maladies cardiovasculaires sont la première cause de mortalité dans le monde. Les coronaropathies ischémiques dont l’infarctus du myocarde (IDM) sont responsables de la moitié de ces décès. Après un IDM, le cœur met en place un processus de cicatrisation afin de pallier la mort des cardiomyocytes et la perte de contractilité. S’il est dérégulé, ce processus peut conduire à un remodelage ventriculaire gauche (RVG) délétère qui altère la fonction ventriculaire (FV) et prédispose à l’insuffisance cardiaque. La découverte de nouveaux biomarqueurs capables de prédire le risque du RVG pourrait permettre d’améliorer la prise en charge des patients à risque et ainsi de réduire l’incidence de l’insuffisance cardiaque. De nombreuses différences ont été mises en évidence entre les hommes et les femmes avec IDM, et ce au niveau de la pathophysiologie, des symptômes, des biomarqueurs et même du processus du RVG. Ces différences impliquent le besoin de découvrir des biomarqueurs spécifiques à chaque sexe ou d’utiliser les biomarqueurs actuels différemment chez les femmes et les hommes. L’objectif de ce travail de thèse a été de mettre en évidence de nouveaux biomarqueurs de la FV après un IDM. Nous nous sommes particulièrement intéressés aux différences homme-femme dans les capacités prédictives de ces biomarqueurs. La première étude a eu pour objectif de valider l’association de cinq gènes avec la FV après un IDM établie lors d’études préliminaires. Une combinaison de trois gènes (LTBP4, TGFBR1 et TNXB) a été identifiée comme étant capable d’améliorer la prédiction de la dysfonction ventriculaire par les marqueurs actuels. Dans un second temps, nous avons montré dans une cohorte nationale d’IDM que le peptide natriurétique NT-proBNP n’était pas capable de prédire la FV chez les femmes alors que la troponine cardiaque était associée avec la dysfonction ventriculaire dans ce groupe. Dans une troisième étude, nous avons mis en évidence l’association entre le gène CDKN1C et la dysfonction ventriculaire spécifiquement chez les femmes. En conclusion, nos études contribuent à la découverte de nouveaux biomarqueurs du RVG post-IDM et attirent l’attention sur les différences hommes-femmes pour l’utilisation de ces biomarqueurs vers une médecine personnalisée / Cardiovascular disease is the first cause of mortality worldwide. Ischemic heart diseases among which myocardial infarction (MI), are responsible for half of these deaths. In order to cope with the loss of cardiomyocytes after MI and to attenuate the alteration of contractility, a repair process is implemented in the heart. If this repair process is dysregulated, it could lead to a maladaptive left ventricular remodeling (LVR) altering LV function and leading to heart failure. The discovery of novel biomarkers able to predict accurately the risk of LVR could lead to a better management of the patients at risk and reduce the incidence of heart failure. Many differences have been highlighted between men and women with MI, regarding the pathophysiology, the symptoms, levels of cardiac biomarkers and the process of LVR. These differences imply the discovery of novel sex-specific biomarkers for LVR prediction or the use of the known biomarkers in a sex-specific manner. The aim of this work was to discover novel biomarkers of left ventricular function (LVF) after an AMI, focusing on sex-differences. First, we aimed to validate the association between five genes previously found to be associated with LVF in small-scale studies. A panel of three genes (LTBP4, TGFBR1 and TNXB) was able to improve the ability of a clinical model to predict LVF. Second, we observed that the cardiac biomarker NT-proBNP was not predictor of LVF in women, whereas cardiac troponin was associated with LVF in this sex-group. A third study showed the association of the gene CDKN1C with LVF post-MI in a female-specific manner. In conclusion, our studies contribute to the discovery of novel biomarkers of LVF and draw the attention to sex differences in the clinical use of biomarkers towards the implementation of personalized medicine

La mélatonine est connue pour agir directement sur l’horloge circadienne. L’agomélatine est un antidépresseur présentant des propriétés agonistes MT1/MT2 et antagonistes 5-HT2C. Tout d’abord, nous avons évalué les effets de l’agomélatine, de la mélatonine et d’un antagoniste 5-HT2C sur deux sorties de l’horloge (rythme de la mélatonine endogène et de la température corporelle). Les résultats obtenus suggèrent une action centrale de l’agomélatine et de la mélatonine, directement sur l’horloge via les récepteurs MT1/MT2, en induisant une augmentation de l’amplitude et une avance de phase du rythme de mélatonine. Pour la température corporelle, l’ensemble des drogues augmente l’amplitude du rythme, suggérant une action des propriétés agonistes MT1/MT2 et/ou antagonistes 5-HT2C de l’agomélatine. Puis, l’étude sur l’expression du gène horloge Per1, a révélé un effet supérieur de l’agomélatine par rapport à la mélatonine, mais seulement le jour du traitement. L’agomélatine pourrait agir sur la machinerie moléculaire de l’horloge, ce qui reste à exploiter davantage. Ces nouvelles données contribuent à une meilleure compréhension des mécanismes d’action de l’agomélatine. / Melatonin is known to act directly on the circadian clock. Agomelatine is an antidepressant with MT1/MT2 agonist and antagonist 5-HT2C properties. First, we evaluated the effects of agomelatine, melatonin and 5-HT2C antagonist on two clock outputs (rhythm of endogenous melatonin and body temperature). The results suggest a central action of agomelatine and melatonin, directly on the circadian clock via MT1/MT2 receptors, inducing an increase on the amplitude and a phase advance of the rhythm of melatonin. For body temperature, all drugs increased the amplitude of the rhythm, this suggest an action of MT1/MT2 agonist and antagonist 5-HT2C properties of agomelatine. Secondly, the study on the expression of clock gene Per1 revealed a greater effect of agomelatine compared to melatonin, but only on the day of treatment. Agomelatine could act on the molecular machinery of the clock, but requires further investigations. These new data allow a better understand of the mechanisms action of agomelatine.

La méthylation de l'ADN génomique est l'un des principaux mécanismes épigénétiques qui conduisent à des changements stables et héréditaires de l'expression des gènes sans que cela s’accompagne de la modification de la séquence d'ADN sous-jacente. Elle fait référence à l'addition d'un groupement méthyl sur le carbone 5 des cytosines (5meC). Ces dernières années, l’étude des mécanismes régulant la mise en place et le maintien de de cette méthylation est devenu un thème de recherche importante, en raison de son rôle essentiel dans la régulation du fonctionnement du génome des plantes et des mammifères. La distribution des 5meC sur l’ensemble du génome d’un organisme, encore appelé méthylome, peut être déterminée par différentes méthodes dont le séquençage de l’ADN génomique après traitement au bisulfite de sodium (WGBS ou méthyl C séq). Chez les végétaux, la méthylation de l’ADN peut se produire dans tous les contextes de séquence incluant les motifs symétriques CG et CHG et le contexte dissymétrique CHH (H pouvant être A, T ou C). En fonction du contexte de séquence, la méthylation des cytosines est mise en place et maintenue par trois types différents d'ADN méthyltransférase. [ ] Chez la plante-modèle Arabidopsis, la déméthylation active de l'ADN joue un rôle essentiel dans l'empreinte maternelle et la déméthylation l’ADN génomique lors du développement de l’albumen, mais elles ne semblent pas jouer de rôle essentiel pendant le développement de la plante chez cette espèce. La méthylation de l’ADN génomique peut aussi être perdue après la réplication de l’ADN, lorsque les mécanismes devant assurer son maintien ne sont pas actifs. On parle alors de déméthylation passive de l’ADN génomique. [ ] En conclusion, les observations présentées dans ce travail fournissent un cadre de travail permettant d’analyser les mécanismes moléculaires responsables de la déméthylation de l'ADN se produisant pendant la maturation des fruits de tomate. Ici, nous présentons une analyse complète des conséquences d’une réduction de l’expression du gène de SlDML2 sur le trancriptome et le métabolome des fruits, tout au long de leur développement. La corrélation entre les profils d’expression de gènes réalisées lors de ce travail ( variété WVA106) et les changements de la distribution de la méthylation de l’ADN telles que décrites chez la variété Ailsa craig montre qu’en plus d'un rôle général dans la régulation des gènes directement impliqués dans plusieurs voies métaboliques, plusieurs gènes codant pour des facteurs de transcription ainsi que des régulateurs épigénétiques sont également susceptibles d'être directement contrôlés par la méthylation de leur région promotrice. Cependant, nous ne pouvions pas établir une relation stricte entre la diminution de la méthylation de l'ADN et l'induction de l'expression des gènes, car de nombreux gènes présentant une diminution du niveau de méthylation de l'ADN dans leur région promotrice pendant la maturation des fruits sauvages correspondent à des gènes normalement réprimés. Ceci suggère que la méthylation active de l'ADN serait nécessaire à leur répression pendant le processus de maturation. Ainsi la relation entre la déméthylation de l'ADN et l'expression des gènes pourrait être plus complexe et ne se limiterait pas à la simple hypothèse de départ de ce travail: la déméthylation de l'ADN est nécessaire à l'expression de gènes induits au cours de la maturation. La déméthylation active de l'ADN pourrait également être nécessaire à la répression de gènes exprimés uniquement lors des phases précoces du développement des fruits et réprimés lors du murissement. / DNA methylation is one of the epigenetic mechanisms that lead to stable and heritable changes in gene expression without alteration on DNA sequence. DNA methylation refers to the addition of a methyl group to the fifth position of the cytosine ring. In recent years, DNA methylation is becoming more and more widely studied, because of its importance in mammals and plants. Methylated cytosines distribution can be determined across the genome at single-nucleotide resolution, that is methylome, using whole genome bisulfite-sequencing (BS-seq) approaches. [ ] Solanum lycopersicum (tomato) is an important agronomic crop and the main model to study the development and ripening process of climacteric fleshy fruit. Recent studies have now shown that the development and ripening of fleshy fruits relies on the establishment and maintenance of differential transcription patterns and complex regulatory pathways that involve both genetic and hormonal controls are operating at these developmental phases. However, it appears that a full understanding of fruit development and ripening will not be achieved based only on genetic models as suggested by recent studies, which showing an important decrease in global methylation level and demethylation at specific promoters during fruit ripening. [ ] In conclusion, the observations presented in this work provide a framework for analysis of the molecular mechanism of DNA demethylation during fruit ripening of tomato. Here, we provide a comprehensive analysis of the knock down SlDML2 on the trancriptome, metaoblom and DNA methylation in the promoter analysis. The large transcriptional reprogramming that occured in mutant during fruit ripeing was correlated alterations in DNA methylation. Here we highlight the central role of active DNA demethylation during tomato fruit ripening. In addition to a general role in the regulation of genes directly involved in several metabolic pathways, we also found that several transcription factors as well as epigenetic regulators are also likely under direct methylation control. However, we could not establish a district relationship between DNA reduction of DNA methylation and induction of gene expression, as not all DEGs containing a type-a DMRs (decreased DNA methylation during fruit ripening) do not correspond to genes normally induced in WT and repressed in transgenic plants. Some were corresponding to an opposite situation and in a few cases more complex methylation pattern (several DMRs) were also found. Indeed these conclusions are based on methylation analysis obtained in another variety. They might however reflect the situation of WVA106 fruits, although some variations are expectable when the methylome of DML RNAi fruits will be analyzed. Hence the relationship between DNA demethylation and gene expression might be more complex than expected, and not limited to the starting hypothesis of this work: DNA demethylation is an absolute requirement for the expression of critical ripening induced genes. This is indeed clearly in this study, but the analysis presented here also suggest that DNA demethylation might also be necessary for the repression of several genes as well. In addition, from the rencent study in Arabidopsis, ROS1 were found preferentially targets transposable elements (TEs) which are closer to protein coding genes and intergenic regions, which suggesting that ROS1 may prevent DNA methylation spreading from TEs to nearby genes. While in tomato, as our analysis, we found the methylation level of promoter of a number of genes was altered during fruit ripening, therefore, through methylome analysis, we will also get the preference of DNA methylation on TE, this analysis will give us idea that demethylation in fleshy fruit may has other distinct function as it is in Arabidopsis.

La diversité génétique est à l’origine de l'évolution et de l'adaptation des pop. et des espèces. Dans les agrosystèmes, la div. gén. intra-population est d'une importance majeure : d'une part, elle peut fournir un effet tampon contre les variations climatiquesinterannuelles et les stress biotiques, et d'autre part cette div. peut permettre l’adaptation locale des pop., du fait de leur évolution sous l’effet des pressions sélectives spécifiques aux conditions locales de la région, particulièrement dans le cas d’uneintrod. dans un nouvel environnement. En raison de son importance socio-économique et de son aire de culture étendue, le blé a été choisi comme espèce modèle dans cette étude, en se focalisant sur l’étude de la précocité de de floraison, un caractère adaptatif majeur qui permet au blé de croître sur une large gamme de conditions écologiques et climatiques. Ce projet de thèse a pour objet l’analyse de l'impact de la diversité int.-pop. sur la réponse adaptative à court terme de pop. soumises à des conditions agro-climatiques contrastées, ce par l'étude des variations génétiques, épigénétiques et phénotypiques.L'absence de marqueurs épig. disponible pendant la thèse a conduit à développer 2 études complémentaires. Dans une 1ère partie, sept var. pays. (pop. conservées à la ferme) et une variété moderne ont été distribuées et cultivées pendant trois ans dans sept fermes localisées dans trois pays d'Europe, puis étudiées pour leur réponse aux différentes conditions agro-climatiques, sous l’angle de leurs variations phénotypiques et génotypiques. Dans une 2nde partie, l'effet de la vernalisation sur le profil de méth. de l'ADN du gène VRN-A1 a été étudié, constituant une 1ère étape vers le développement de marqueurs épig. Les résultats de la 1ère partie de l'étude ont révélé que l'histoire de la conservation des var. pays. a fortement influencé leur div. gén. et leur structure génétique fine. Les var. pays. conservées ex situ montrent une faible div. gén., avec une struct. génétique simple. Les var. pays. et les mélanges conservés in situ révèlent une div. gén. plus élevée, avec une struct. génétique complexe. Une différenc. spatio-temporelle génétique et phénotypique a été observée, en relation avec le niveau de diversité initial et avec la complexité de structure des var. pays. Les variétés traditionnelles se différencient plus nettement que les var. modernes, ce qui plaide en faveur de utilisation dans des systèmes d'agriculture biologique et à bas intrants. De façon intéressante, une différenc. phénotypique significative a été observée pour les var. qui présentaient une div. gén. initiale très faible, ce qui suggère que d’autres facteurs, par exemple épig., pourraient intervenir dans les adaptations misesen évidence. La 2nde partie a permis de mettre en évidence un profil de méth. intéressant de l’ADN de VRN-A1 : sur plantes non-vernalisées, ce gène présente des niveaux élevés de méth. dans la partie centrale du gène, mais pas en début et fin de gène. De plus, une partie du 1er intron montre une augmentation significative du niveau de méth. de l'ADN suite au traitement au froid. Ce changement de méth. est positivement associé au niveau d'expression du gène. Si la compréhension du rôle de cette méth. sur la régulation de VRN-A1 nécessite des analyses complémentaires, cette étude a permis de caractériser les modifications de méth. de VRN-A1 en réponse au froid et constitue une 1ère étape vers l’identification de possibles epiallèles dans nos pop. et fournit une base à la construction de marqueurs permettant de suivre la variabilité épig. dans différentes pop. En conclusion, cette étude apporte des connaissances utiles pour une meilleure compréhension de l’origine et l'évolution de la div. gén. présente dans les var. pays. Elles permettront de dvper des méthodes de conservation et desélection à la ferme, en tenant compte de l'importance de la div. int.-pop., afin de rép. aux contraintes posées par l'agriculture bio. / Biodiversity provides the raw material for evolution and adaptation of populations and species. In agricultural biodiversity, the within-population genetic diversity is of major importance. On one hand, it can provide a buffering effect against the year-to-year variation of climate or biotic pressures and on the other hand diversity serves as a resource for the population to respond to selective pressures due to specific local conditions, thus allowing for local adaptation, particularly in the case where a population is introduced into a new location. Due to its wide geographic distribution indicating a high adaptiveotential and its socio-economic importance, wheat was chosen as model crop in this study. Flowering time is a major adaptive trait which has allows wheat to grow over a wide range of ecological and climatic conditions. This PhD study was designed to gain insights about the influence of within population diversity on the short term response of populations to contrasting agro-climatic conditions by studying the genetic, epigenetic and phenotypic variation. But due to the lack of prior existence of epigenetic markers, this thesis study is divided of two parts: In the first part, European wheat populations coming from a set of seven farmer and one modern varieties, each of which was grown on seven farms (distributed across Europe) for three years, were used to study their short term response to contrasting agro-climatic conditions in Europe by analysing their phenotypic and genotypic variations. For the second part the effect of vernalization on the DNA methylation profile of theVRN-A1 gene in winter wheat was studied as a first step towards the development for the epigenetic marker in this gene.The results from the first part of the study revealed that conservation history of these farmer varieties strongly influenced the genetic diversity and fine genetic structure. Ex situ conserved farmer varieties showed low genetic diversity and simpler structure whereas in situ conserved farmer varieties and mixtures revealed higher level of genetic diversity and complex genetic structure. Genetic and phenotypic spatio-temporal differentiation depending upon the level of diversity and structural complexity of the farmer variety was observed. The traditional varieties tend to become more differentiated than the modern variety arguing in favour of use of these diverse traditional (farmer) varieties in organic and low input agriculture systems. Interestingly, a significant phenotypic differentiation for varieties with very low genetic diversity has also been observed in this study, which gives indication of a possible role of epigenetic variation in the process of evolution.From the second part of the study (effect of vernalization on the DNA methylation profile of the VRN-A1 gene), it was found that in addition to the detection of gene body methylation across the VRN-A1 gene, we identified a region within intron 1 that shows significant increase in DNA methylation in response to vernalization treatment that is positively correlated with the gene expression. Although the role of this shift in gene regulation is still unclear due to time limitations in the thesis and the small number of genotypes analysed, this study will provide a good material towards future identification of new epialleles and the development of epigenetic markers to study the epigenetic variability of these populations.This study at large provides useful knowledge on the understanding of farmers' varieties evolutionary response to be used in the development of different breeding and conservation approaches for organic agriculture, taking into consideration of the importance of within population diversity, to satisfactorily address the problems of organic agriculture.

Les enzymes de la famille Ten-Eleven-Translocation (TET) sont des oxygénases dépendantes du 2-oxoglutarate et du Fe (II) capables d’hydroxyler les cytosines méthylées. La conversion en 5-hydroxyméthylcytosines constituerait une étape vers la déméthylation et les protéines TET seraient donc impliquées dans le contrôle épigénétique de la transcription. Des mutations inactivatrices acquises du gène TET2 ont été décrites dans environ 20% des hémopathies myéloïdes humaines. L'analyse de deux modèles murins d’invalidation de Tet2 montre que Tet2 contrôle l'hydroxyméthylation et l’homéostasie du compartiment hématopoïétique. Son inactivation entraine des anomalies pléiotropiques des stades précoces et tardifs de l’hématopoïèse et le développement d'hémopathies myéloïdes. L'étude du statut de TET2 chez une grande série de patients porteurs d'hémopathies lymphoïdes matures retrouve des mutations de ce gène chez 12% des cas de lymphomes T. Celles-ci sont significativement associées aux mutations du gène DNMT3A et sont plus fréquemment observées au sein de deux sous-types, le lymphome T angio-immunoblastique et le lymphome T périphérique non spécifié. L’analyse de populations triées montre la préexistence des mutations de TET2 ou de DNMT3A dans les progéniteurs hématopoïétiques chez certains patients.En conclusion, les mutations de TET2 peuvent survenir dans des progéniteurs précoces, leur conférer un avantage sélectif par rapport aux progéniteurs sauvages et conduire au développement d’une hématopoïèse clonale. Des anomalies génétiques additionnelles semblent nécessaires à la transformation tumorale aussi bien myéloïde que lymphoïde. Ces deux types d’hémopathies pourraient donc se développer à partir d’une même atteinte du compartiment des cellules souches hématopoïétiques. / The Ten-Eleven-Translocation (TET) enzymes belong to a family of oxygenases that are dependent on 2-oxoglutarate and Fe (II) and are able to oxidize methylcytosines. This may represent a step toward DNA demethylation and as such these proteins are involved in the epigenetic control of transcription. Acquired TET2 loss-of-function mutations have been reported in about 20% of human myeloid malignancies.Analysis of two Tet2-deficiency mouse models shows that Tet2 controls hydroxymethylation and homeostasis in the hematopoietic compartment. Tet2 deficiency results in pleiotropic abnormalities of both early and late steps of hematopoiesis and leads to the development of myeloid disorders. The sequencing of TET2 in a large series of patients with mature lymphoproliferations identifies TET2 mutations in 12% of T-cell lymphoma. They are significantly associated with DNMT3A mutations and are more frequently observed in two subtypes, the angioimmunoblastic T-cell lymphoma and the peripheral T-cell lymphoma, not other specified. Analysis of flow-sorted populations shows the presence of TET2 and DNMT3A alterations in hematopoietic progenitors in some patients. In summary, TET2 mutations may affect early progenitors, confer a selective advantage compared with controls progenitors and result in a clonal hematopoiesis. Some additional genetic events are likely required to the myeloid or lymphoid transformation. Both diseases could therefore arise from a common alteration of the hematopoietic stem cell compartment.

Afin de mieux connaître les mécanismes moléculaires impliqués dans le cancer du sein, nous avons entrepris l’étude de la fonction du gène suppresseur de tumeur WWOX comprenant le site fragile FRA16D. Nous avons mis en évidence l’association de WWOX avec des composants de la voie de signalisation intracellulaire Wnt/β-caténine : Dvl-2, BCL9 et BCL9-2, ainsi que, l’histone deacetylase 3 (HDAC3). Nous avons défini, pour la première fois, WWOX en tant que nouvel inhibiteur de la voie Wnt/β-caténine. Nos résultats suggèrent que WWOX agit sur cette voie en séquestrant Dvl-2 dans le cytoplasme et en inhibant les activités transcriptionnelles de BCL9 et BCL9-2. En outre, nous avons démontré que HDAC3 est également capable d’inhiber l’activité transcriptionelle de BCL9-2. HDAC3 agirait en recrutant WWOX sur BCL9-2 et cela indépendamment de son activité déacétylase. L’inhibition de la voie Wnt/β-caténine par WWOX suggère que l’inhibition de l’expression de WWOX, souvent observée dans le cancer du sein, pourrait conduire à la suractivation de cette voie et par conséquent à la stimulation de la progression tumorale. En parallèle de ce travail, nous avons étudié l’implication des nouveaux partenaires moléculaires de WWOX que nous avons trouvé dans la carcinogenèse mammaire. Nous avons mis en évidence une surexpression de BCL9, et non pas de BCL9-2, dans les tumeurs du sein, cette surexpression serait due, au moins en partie à des polyploïdies et des amplifications du gène, suggérant un rôle important de BCL9 dans cette pathologie. / In our attempt to better understand the molecular mecanisms in breast carcinogenesis, we studied the role of the tumor suppressor gene WWOX that encompasses the common fragile site FRD16D. We have identified actors of the Wnt/β-catenin pathway as new interactors of WWOX: Dvl-2, BCL9 and BCL9-2 just as HDAC3. We show, for the first time, that WWOX is an inhibitor of the Wnt/β-catenin pathway. Our results suggest that WWOX binds Dvl-2 in the cytoplasm and inhibits BCL9 and BCL9-2’s transcriptionnal activities. Moreover, we have shown that HDAC3 inhibits as well the transcriptional activity of BCL9-2 by recruiting it on WWOX. We then demonstrated that HDAC3 acts independently of its deacetylase activity. The inhibition of the Wnt/b-catenin pathway by WWOX suggests that the down expression of WWOX, frequently found in breast tumors, could trigger the over activation of the Wnt/β-catenin pathway and therefore a tumor progression. In parallel, we have studied the implication of the newly identified molecular partners of WWOX in the mammary carcinogenesis. We have identified an overexpression of BCL9, but not BCL9-2, in a large serie of invasive breast tumors, this overexpression is due, at least in part to polyploidy and gene amplification, suggesting BCL9 plays an important role in this pathology.