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La découverte du défaut moléculaire en cause dans les maladies rares est une étape importante en vue d'un traitement spécifique ainsi que d'un meilleur diagnostic, ce qui permet de réduire le délai diagnostique, de mieux connaître l'histoire naturelle de la maladie, et ainsi d'améliorer les traitements symptomatiques et la prévention secondaire. Les gènes de plus de 1500 maladies rares monogéniques restent à découvrir. Beaucoup de maladies rares qui frappent les enfants de parents en bonne santé correspondent à des maladies génétiques récessives autosomiques. Certaines paraissent extrêmement rares mais, une fois le gène identifié dans une famille princeps, beaucoup d'autres cas s'avèrent dus à des défauts du même gène. Les patients que nous étudions sont issus de familles consanguines comptant souvent de nombreux sujets atteints. Une seule famille de ce type peut permettre l'identification du gène par cartographie d'homozygotie et clonage positionnel. Nous avons recruté dans ce travail des cas familiaux ou sporadiques de six maladies autosomiques récessives rares de gène inconnu. La stratégie de cartographie par homozygotie nous a permis de mettre en évidence de nouveaux loci morbides dans quatre de ces maladies (épilepsie myoclonique progressive EPM3 ; syndrome marfanoïde avec microsphérophakie ; atrophie optique isolée ; et syndrome de microcéphalie et diabète précoce) ou de réduire la taille de loci déjà connus (microcéphalies primaires MCPH2 et MCPH4 ; et syndrome de Harboyan CDPD1). Nous avons pu caractériser de nouvelles mutations dans les gènes déjà connus ASPM (microcéphalie primaire MCPH5) et SLC4A11 (syndrome de Harboyan) et corréler celles-ci aux données cliniques. Enfin nous avons identifié les gènes KCTD7 et LTBP2 comme responsables respectivement des maladies EPM3 et syndrome marfanoïde avec microsphérophakie, en y découvrant des mutations chez les malades.

Des éléments mobiles de type 2 ont été mis en évidence chez Ophiostoma ulmi et O. novoulmi, agents pathogènes de la maladie hollandaise de l'orme. Dans un premier temps, ces transposons à ADN, nommés OPHIOl, OPHI02 et OPHI03, ont été subséquemment caractérisés, tant au niveau structural qu'au niveau de leur répartition dans les espèces concernées. L'étude approfondie de leur séquence a permis de faire ressortir des mutations particulières de type RIP (Repeat induced point mutations) uniquement présentes chez OPHI03. Ces dernières, ont par ailleurs, permis de mettre au point une nouvelle technique de visualisation de ce type de mutations (CTS visualizatiori), applicable à l'ensemble de ces éléments mobiles. Dans un second temps, la mobilité & OPHIOl et OPHI02 a fait l'objet d'une étude détaillée. Grâce à divers stress abiotiques, nous avons démontré que ces éléments sont mobiles au sein des génomes des champignons responsables de la maladie hollandaise de l'orme. En dernier lieu, des analyses bioinformatiques ont permis de mettre en évidence des zones de sélection positive au sein de domaines précis des transposases, l'enzyme requise pour la mobilité d'OPHIOl et d'OPHI02. L'ensemble de ces résultats a permis d'accroître la connaissance des TE ainsi que d'essayer de comprendre la dynamique complexe existant entre les transposons et leurs génomes hôtes. / Type 2 mobile elements were detected in Ophiostoma ulmi and O. novo-ulmi sp., the causal agents of the Dutch elm disease. Firstly, the structure and the distribution in Ophiostoma species of these DNA transposons, named OPHIOl, OPHI02 and OPHI03, were characterized. A precise analysis of their sequence demonstrated some particular RIP mutations (Repeat induced point mutations) in the case of OPHI03. These mutations allowed us to develop a new visualization (CTS visualization) for these types of mutations, applicable to ail mobile elements. Secondly, the mobility of OPHIOl and OPHIOl was the main investigation of a detailed study. We demonstrated that abiotic stresses have a direct impact on the induction of mobility of the transposons within Ophiostoma sp. To finish our investigation, bioinformatics analyses were performed on OPHIOl and OPHIOl (considered to be active transposons) and allowed the presence of regions under positive selection inside the transposase (enzyme required for their mobility). Taken together, these results lead to a better understanding of a part of the complex dynamics that links mobile elements to their host genomes.

La découverte du défaut moléculaire en cause dans les maladies rares est une étape importante en vue d'un traitement spécifique ainsi que d'un meilleur diagnostic, ce qui permet de réduire le délai diagnostique, de mieux connaître l'histoire naturelle de la maladie, et ainsi d'améliorer les traitements symptomatiques et la prévention secondaire. Les gènes de plus de 1500 maladies rares monogéniques restent à découvrir. Beaucoup de maladies rares qui frappent les enfants de parents en bonne santé correspondent à des maladies génétiques récessives autosomiques. Certaines paraissent extrêmement rares mais, une fois le gène identifié dans une famille princeps, beaucoup d'autres cas s'avèrent dus à des défauts du même gène. Les patients que nous étudions sont issus de familles consanguines comptant souvent de nombreux sujets atteints. Une seule famille de ce type peut permettre l'identification du gène par cartographie d'homozygotie et clonage positionnel.<p>Nous avons recruté dans ce travail des cas familiaux ou sporadiques de six maladies autosomiques récessives rares de gène inconnu. <p>La stratégie de cartographie par homozygotie nous a permis de mettre en évidence de nouveaux loci morbides dans quatre de ces maladies (épilepsie myoclonique progressive EPM3 ;syndrome marfanoïde avec microsphérophakie ;atrophie optique isolée ;et syndrome de microcéphalie et diabète précoce) ou de réduire la taille de loci déjà connus (microcéphalies primaires MCPH2 et MCPH4 ;et syndrome de Harboyan CDPD1). Nous avons pu caractériser de nouvelles mutations dans les gènes déjà connus ASPM (microcéphalie primaire MCPH5) et SLC4A11 (syndrome de Harboyan) et corréler celles-ci aux données cliniques. Enfin nous avons identifié les gènes KCTD7 et LTBP2 comme responsables respectivement des maladies EPM3 et syndrome marfanoïde avec microsphérophakie, en y découvrant des mutations chez les malades.<p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La perte d'habitat et la déforestation sont les principales menaces qui pèsent sur la biodiversité Malgache. Ces processus sont responsables du déclin d'un nombre important d'espèces. Cependant, les mécanismes de ce déclin ne sont pas encore complètement élucidés. En utilisant la roussette malgache (Rousettus madagascariensis) comme un modèle d'organisme, nous nous sommes attachés à étudier les réponses écologiques et génétiques de cette espèce dans des paysages naturels et des paysages modifiés par l'homme et présentant divers types de caractères physico-climatiques à Madagascar. Ayant une large distribution, cette espèce est endémique à Madagascar et assure potentiellement un rôle important dans la régénération naturelle des forêts malgaches. A partir de l'utilisation de la radio télémétrie, d'analyses des matières fécales, d'études moléculaires et de mesures morphométriques nous avons pu examiner le mode de dispersion et l'écologie de cette espèce. L'observation des animaux en volière a fourni des informations importantes sur son choix alimentaire entre plantes autochtones et celles à valeur économique. Dans cette étude, nous avons ainsi mis en évidence : i) que Rousettus madagascariensis utilise les habitats forestiers et ceux modifiés par l'homme pour s'alimenter ; ii) qu'elle a une préférence plus marquée envers les espèces forestières et pionnières qu'envers celles d'importance commerciale ; iii) qu'elle présente une faible mais significative structuration génétique ; iv) mais une variation morphométrique, qui est dépendante de la latitude et de l'altitude.

Analyse génétique de la tolérance au cadmium dans l'espèce Arabidopsis halleri: contribution du CAX1Résumé de la thèseDans les milieux contaminés par les excès en éléments traces métalliques, de rares plantes peuvent accumuler ces éléments a de très fortes concentrations sans symptômes de toxicité. Parmi elles, Arabidopsis halleri, proche parente d' A. thaliana, hyperaccumule le Zn et le Cd. C’est une espèce modèle pour étudier l'homéostasie métallique et l'adaptation aux environnements extrêmes. Alors qu’un ensemble de mécanismes moléculaires permettent d’expliquer l’hyperaccumulation de Zn, la compréhension de la tolérance et de l’accumulation du Cd est bien moins connue. Une analyse de liaison génétique dans A. halleri a permis d'identifier un locus de caractère quantitatif (QTL) majeur co-localisant avec HMA4 et deux autres QTL. HMA4 codant pour une pompe a métaux, impliquée dans la translocation du Cd des racines a la partie aérienne et dans la distribution de ce métal dans les feuilles, a pu être validé par ARN interférence.L'objectif de ce projet est de contribuer a la compréhension de la tolérance au Cd dans A. halleri en identifiant de nouveaux déterminants génétiques.Par cartographie fine, CAX1, codant pour un antiport calcium/proton, a été identifié comme gène candidat pour le second QTL majeur impliqué dans la tolérance au Cd dans A. halleri.Les analyses d’expression de CAX1 dans trois espèces d’Arabidopsis, tolérantes ou sensibles au Cd, et dans la descendance de croisements entre A. halleri et l’espèce sensible A. lyrata, l’étude d’un mutant «knock-out» dans Arabidopsis et des analyses biochimiques ont confirmé l’implication de CAX1 dans la tolérance au cadmium. En séquestrant le calcium dans la vacuole, CAX1 participe a limiter l’accumulation des espèces réactives de l’oxygène (ROS) induite par un excès de Cd et a limiter la toxicité du Cd. Ce rôle est observable lorsque les plantes sont cultivées a basse concentration de calcium. A plus hautes concentrations de calcium, l’expression de CAX1 est induite dans les trois espèces étudiées et ne présente plus de difference entre A. halleri et A. lyrata. En accord avec ce résultat, la detection du locus de caractère quantitatif co-localisant avec CAX1 disparaît lorsque la concentration de calcium augmente dans le milieu. Néanmoins, le rôle de CAX1 dans la tolérance aux stress oxydatifs est observable quelle que soit la concentration en calcium utilisée.L’ensemble des résultats soutiennent un rôle encore inexploré de CAX1 dans les plantes. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Bovine Leukemia Virus (BLV) latency is a viral strategy used to escape from the host immune system and contribute to tumor development. However, the recent discovery of a highly expressed miRNA cluster has suggested that BLV latency is partially true. In our PhD thesis, we studied the epigenetic and transcriptional regulations of this RNA polymerase III (RNAPIII)- dependent miRNA cluster and of a newly discovered RNA polymerase II (RNAPII)-dependent promoter (which drives an active antisense transcription). Moreover, our data suggested a putative collision phenomenon between RNAPII and RNAPIII convergent transcriptions. In the second part of our PhD thesis, we therefore provided new insights into this complex transcriptional network. In the third part of this work, we demonstrated the recruitment of CTCF, a multi-functional transcriptional regulator, along the BLV genome and provided data explaining its putative functions in BLV transcriptional and epigenetic regulations but also in viral-host genome long-range interactions. In conclusion, our PhD thesis provides a better understanding of the transcriptional network regulating BLV gene expression and new ideas to study BLV-induced leukemia development. La latence virale, principale caractéristique de l’infection par le virus de la leucémie bovine (BLV), permet au virus d’échapper au système immunitaire de l’hôte et contribue au développement tumoral. Cependant, la récente découverte d’une région codant pour des miRNAs viraux et activement transcrite par l’ARN polymérase III (RNAPIII), suggère que la latence virale n’est que partiellement vraie. Dans cette thèse, nous avons étudié les régulations transcriptionnelle et épigénétique du promoteur RNAPIII-dépendant contrôlant l’expression des miRNAs du BLV, ainsi que celles d’un nouveau promoteur ARN polymérase II (RNAPII)-dépendant, découvert au cours de notre travail de thèse. Suite à nos données, suggérant de l’interférence transcriptionnelle, nous avons ensuite étudié le fonctionnement de ce réseau transcriptionnel complexe composé de trois promoteurs distincts régulant l’expression du BLV. Finalement, nous avons démontré le recrutement de CTCF, un régulateur transcriptionnel multifonctionnel, le long du génome du BLV et nos résultats suggèrent des potentielles fonctions de CTCF dans les régulations transcriptionnelle et épigénétique du BLV, mais également dans des interactions longue-distances entre le virus et le génome de la cellule hôte. En conclusion, notre thèse de doctorat apporte une meilleure compréhension du réseau transcriptionnel régulant l’expression génique du BLV et offre de nouvelles pistes pour l’étude du développement tumoral induit par le BLV. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Ce travail de thèse a porté sur l'étude de l'équilibre entre la prolifération et la différenciation dans le cadre de la myogenèse embryonaire et postnatale. Chez l'embryon, le sortie du cycle cellulaire est contrôlé par p57 et p21 pendant la myogenèse. Nous avons montré que la voie de signalisation Notch ainsi que les facteurs de régulation myogéniques (MRFs) régulent l'expression de p57 dans les cellules progénitrices et les myoblastes en différentiation. Chez l'adulte, p21 et p57 ne sont pas exriés dans la population quiescente de cellules souches du muscle (cellules satellites - SCs). p21 et p57 sont rapidement induits après activation et durant la différentiation des SCs. Ex vivo, les myoblastes déficients pour le gène p21 présentent des défauts de prolifération et de différenciation. In vivo, l'étude de la régénération musculaire chez les mutants p21 a montré une réduction précoce des SCs, avec un retard de reconstitution du tissu musculaire. Afin de pouvoir étudier le rôle de p57 après la naissance (les mutants p57 meurent à la naissance) nous avons généré un modèle murin permettant de muter le gène p57 de manière spatio-temporelle avec le système de recombinaison Cre/LoxP. Nous avons combiner notre allèle p57 conditionnel avec une Cre exprimée de manière ubiquitaire, et observé des phénotypes identiques aux phénotypes décrits précédemment chez les souris présentant une perte du p57. L'ablation conditionnelle de p57 dans les SCs adultes, a conduit à une diminution de la différenciation myogénique in vitro. Notre travail suggère que p21 et p57 jouent un rôle important dans la régulation de la différenciation et le cycle cellulaire dans le muscle adulte. / This thesis focuses on the coordination of proliferation and differentiation in embryonic and adult myogenesis. During development, we demonstrated that skeletal muscle progenitors interact with the differentiating myoblasts via the Notch pathway to maintain their pool. It has previously been established that p57 and p21 redundantly promote cell cycle exit in developing muscle and we showed that Notch and Myogenic Regulatory Factors act through muscle-specific regulation of p57. We then examined p21 and p57 in adult skeletal muscle stem cells, called satellite cells (SCs). Although absent from quiescent SCs, p21 and p57 are expressed upon activation (including proliferating myoblasts) and differentiation. p21-null myoblasts exhibited proliferation and differentiation defects in myofiber cultures, implicating p21 at the early activation phase. In vivo muscle regeneration studies with p21 mutants showed an early impact on the SC pool, while SCs and muscle structure were re-established by the end of regeneration. Since p57-deficient mice die at birth, we generated a conditional knock-out (KO) allele for postnatal studies using the loxP/Cre recombination system. With a ubiquitous Cre we observed developmental and perinatal phenotypes similar to previously described KO embryos. The new p57 allele also includes a β-galactosidase reporter and we showed that it recapitulates p57 expression profile in embryonic and adult tissues. Conditional ablation of p57 in adult SCs reduced myogenic differentiation in primary myoblast culture. Our work suggests that p21 and p57 are involved in adult myogenesis and cell cycle exit, working at the early steps of satellite cell activation.

Evaluer l'effet du climat sur la croissance des arbres forestiers, et notamment leur capacité de production de biomasse en situation de contrainte hydrique, passe par la quantification du niveau de plasticité phénotypique des individus et de la diversité génétique des populations au sein de l'espèce étudiée. Le pin maritime, plante pérenne d'intérêt économique majeur en Aquitaine, largement étudiée au niveau génétique et écophysiologique, est un excellent modèle biologique pour mener à bien ce type d'étude. Dans le cadre de cette thèse, nous avons étudié la variabilité phénotypique de nombreux caractères liés à la croissance du pin maritime au jeune âge, en fonction de contraintes abiotiques essentiellement liées à la disponibilité en eau. Nous avons par ailleurs documenté l'architecture génétique de ces traits en termes de nombre, position sur une carte génétique et effet des gènes majeurs (QTL) qui contrôlent une partie de cette variabilité phénotypique.Dans le cadre de travaux de cette thèse, nous avons utilisé deux dispositifs expérimentaux: l'un composé de trois familles F1 issues de croisements contrôlés de parents d'origines géographiques contrastées (Corse, Landes et Maroc), l'autre d'une famille F2 issue de l'autofécondation d'un hybride Corse x Landes. Le premier essai comprenait 1500 individus semés en 2007 sur lesquels la hauteur et le diamètre ont été mesurés annuellement de 2010 à 2014. Nous avons également noté l'évolution de la phénologie du débourrement apical pendant deux années consécutives (2012 et 2013). Enfin, la dynamique de la croissance radiale de 239 génotypes (répartis sur deux des trois familles) a été suivie en continu pendant trois années (2011-2013) grâce à un dispositif unique de capteurs de déplacement continu (microdendromètres). Le second essai comprenait 500 arbres semés en 1998 et dont le carottage au niveau du tronc début 2011 a permis d’établir le profil microdensitométrique sur 7 années consécutives (2004-2010). En parallèle, le génotypage des descendants des 4 croisements a été réalisé grâce à l'aide de biopuces à ADN, ce qui a permis de construire des cartes génétiques. L'analyse conjointe de l'information phénotypique et génotypique a permis d'identifier des QTL pour l'ensemble des caractères et d'étudier leur stabilité en fonction des conditions environnementales et du fond génétique.Cette étude a montré que le débourrement est variable en années en fonction des contraintes de températures et du fond génétique. Tout comme la croissance primaire et secondaire, le débourrement est contrôlé par de nombreux QTL à effets modérés qui varient en fonction de l’environnement climatique et du fond génétique. Le suivi de la dynamique saisonnière de la formation du bois a également montré une interaction QTL x environnement révélant que la densité du bois est régulée par différents gènes ou le même jeu de gènes régulé de façon différentielle en fonction du climat. Enfin, La dernière partie de cette étude a permis de mettre en évidence, pour la première fois, la variabilité intra-spécifique des fluctuations journalières du tronc et son interaction avec des variables environnementales. [...] / Evaluating the impact of climate change on current plantations supposes the evaluation of their phenotypic plasticity and their genotypic diversity within the species, under abiotic pressure. Maritime pine is a perennial species of major economical interest in the french Aquitaine region. Wildly studied genetically and ecophysiologically, maritime pine is a very good biological model to see that type of study to the end. In this thesis, we intend to study various traits related to maritime pine growth under a biotic constraints, according to the following approaches: (1) evalutation of the phenotypic variability and (2)dissection of the genetic architecture of the traits (number, location and effects of QTLs). The comparisonbetween envrionmental and phenotypic data will allow us to appreciate the phenotypic pasticity of individuals. Afterwards, studying the genetic architecture of these traits and its variability according to the genetic background of individuals and environmental conditions will allow us to assess the stability ofdetected QTLs.We used 4 progenies of maritime pines: 3 controlled crosses of parents originated from contrasted ecotypes (Corsica, Landes and Morocco) and 1 controlled cross from a second generation of self-pollination (F2). Micro-cores were extracted from the individuals of the F2 population andmicrodensity profiles were established trough 7 consecutive years. Total height and diameter of eachindividual were measured once a year on the 3 others crosses, from 2010 to 2014. Dynamics of apical budburst was also followed on the same individuals in 2012 and 2013. Finally, dynamics of radial growth were monitored on a sub-sample of 239 individuals (spread in 2 of the 3 controlled crosses) during 3 yearsthanks to a unique device of microdendrometers.At the same time, all individuals (form the 4 crosses) were genotyped with several DNA bioarraysof molecular markers, allowing the building of genetic maps. The confrontation of phenotypic and genotypic data enabled to identify genome are as involved in the genetic architecture behind the traitsand to study their stability according to environmental conditions and the genetic background of individuals.This study showed that bud burst varies from year to year, depending on the conditions oftemperature and of the genetic background of individuals. Same way as growth, bud burst is controlled bymany QTLs of moderate effect, varying according to climatic conditions and the genetic background of individuals. The monitoring of seasonal dynamics of wood formation also showed a QTL x environment interaction revealing that wood density is regulated by different genes or the same set of genes,differentially regulated in response to the climate. The last part of the study puts forwards, for the firsttime, the variability of radius daily fluctuations within a full-sib family and its interaction with environmental variables. [...]

The dimorphic transition from the yeast to the filamentous form of growth allows cells to explore their environment for more suitable niches and is often crucial for the virulence of pathogenic fungi. In contrast to their Mep1/3 paralogues, fungal Mep2-type ammonium transport proteins of the conserved Mep-Amt-Rh family have been assigned an additional receptor role required to trigger the filamentation signal in response to ammonium scarcity. Here, genetic, kinetic, expression and structure-function analyses were used to shed light on the poorly characterized signaling role of Saccharomyces cerevisiae Mep2. We show that Mep2 variants lacking the C-terminal tail conserve the ability to induce filamentation, revealing that signaling can proceed in the absence of exclusive binding of putative partners to the largest cytosolic domain of the protein. Our data support that filamentation signaling requires the conformational changes accompanying substrate translocation through the pore crossing the hydrophobic core of Mep2. pHluorin reporter assays show that the transport activity of Mep2 and of non-signaling Mep1 differently affect yeast cytosolic pH in vivo, and that the unique pore variant Mep2H194E, with apparent uncoupling of transport and signaling functions, acquires increased ability of acidification. Functional characterization in Xenopus oocytes reveals that Mep2 mediates electroneutral substrate translocation while Mep1 performs electrogenic transport. Our findings highlight that the Mep2-dependent filamentation induction is connected to its specific transport mechanism, suggesting a role of pH in signal mediation. We also show that the signaling process is conserved for the Mep2 protein from the human pathogen Candida albicans. Our results allow to propose a model for the sensing function of Mep2 where pH and calcium are key players. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished