Th.--Méd.--Paris, 1905-1906. / Paris, 1905-1906, t. 35, n ° 327.

L’objectif de cette thèse est de définir l’effet de l’environnement maternel sur la qualité des graines de A.thaliana, H.annuus, B.oleracea et H.vulgare, caractériser deux mutants d’A.thaliana affectés au niveau d’enzymes de la membrane plasmique et caractériser l’activité de ces deux protéines. Des dosages de O₂•⁻ et de radicaux ont été faits sur des graines issues de plantes ayant subi des stress thermique et/ou hydrique et n’ont pas montré d’effet des stress. Des traitements de vieillissement accéléré ont eu des effets négatifs sur la vigueur et la viabilité des graines. Des radicaux ont été identifiés par RPE haut champ au niveau de l’enveloppe et du péricarpe. Etant donné la localisation de ces radicaux, ils ne sont pas de bons marqueurs de la qualité des graines. Des mutants KO d’A.thaliana de quinones réductases (QR) et de AIR12 ont été caractérisés. Les QR sont des enzymes cytosoliques ayant une affinité pour la membrane. Elles catalysent la réduction de quinones en dihydroquinones et jouent un rôle protecteur contre le stress oxydatif. A pH alcalin par contre, les dihydroquinones se déprotonent et s’autooxydent entrainant la formation de semiquinones et de O₂•⁻. AIR12 est un cytochrome b 561 ancré à la membrane du côté de l’apoplaste réductible par l’ascorbate et le O₂•⁻. Ces protéines pourraient être impliquées dans un transfert d’électrons à travers la membrane via la vitamine K1. Les protéines recombinantes NQR et AIR12 ont été produites. A pH alcalin, AIR12 est réduit par les semiquinones et pourrait donc récupérer les électrons du produit de NQR. En présence de membrane plasmique, la production de O₂•⁻ est augmentée avec NQR et diminuée avec NQR et AIR12. Les QR semblent avoir un rôle anti- et pro-oxydant selon les cas et AIR12 un rôle anti-oxydant. Le transfert d’électrons entre les deux protéines pourrait se faire via les semiquinones à pH alcalin et via O₂•⁻. / The aim of this work is to define the effects of adverse environmental conditions on seed quality of A.thaliana, H.annuus, B.oleracea et H.vulgare), characterize two A.thaliana mutants affected in plasma membrane proteins and characterize the activity of the two proteins. Seeds were harvested from plants subjected to drought and/or thermal stress. Then O₂•⁻ and organic radicals in seeds were measured showing no impact of the stress. Accelerated ageing had a negative effect on seed vigor and viability. Radicals have been identified by high field EPR: epi-catechin and Mn(II) in the testa and melanin in the pericarp. There was no correlation between these radicals and the seed quality, therefore these radicals were not found to be good markers of seed quality. A.thaliana KO mutants of quinone reductase (QR) and AIR12 have been characterized. QR are cytosolic enzymes that have an affinity for the membrane. QR catalyze the reduction of quinone to dihydroquinone. Thus they are known to be protective enzymes against oxidative stress. However, at alkaline pH, dihydroquinone deprotonize and form semiquinones and O₂•⁻. AIR12 is a b561 cytochrome anchored to the apoplastic side of the membrane. These proteins could be implied in a transmembrane electron transport via vitamin K1. Recombinant proteins and NQR and AIR12 were produced. At alkaline pH, AIR 12 was reduced by the semiquinone, AIR12 could form a redox couple with vitamin K1 as electron shuttle across the membrane. In the presence of plasma membrane, the production O₂•⁻ was increased with NQR and reduced with NQR and AIR12. QR appear to have an anti- and pro-oxidant according to the conditions and AIR12 an anti-oxidant role. Electron transfer between the two proteins could be done via the semiquinone at alkaline pH and via O₂•⁻.

Les cellules épidermiques des téguments des graines d’Arabidopsis thaliana, espèce myxospermique, libèrent un halo de mucilage polysaccharidique lors de leur imbibition. Les polysaccharides du mucilage sont produits et accumulés au cours du développement de la graine, selon un processus de différenciation déjà largement décrit (Western et al. 2006). Au laboratoire, une mutation naturelle a été mise en évidence chez l’accession Djarly, dont les graines ne libèrent pas de mucilage au cours de leur imbibition. Le clonage positionnel a démontré que le locus affecté chez Djarly code pour un inhibiteur de pectine méthylestérase (PMEI6). Les PMEIs exercent un contrôle négatif sur l’activité des pectines méthylestérases (PME), enzymes qui déméthylestérifient les homogalacturonanes, par la formation d’un complexe PME-PMEI (Di Matteo et al., 2005 ; Hothorn et al., 2004). Des études génétiques, cytologiques et biochimiques ont prouvé que PMEI6 régule la méthylestérification des homogalacturonanes du mucilage et des parois cellulaires distales des cellules épidermiques de la graine retardant la libération du mucilage séminal. L’expression de PMEI6 dépend des régulateurs de transcription GLABRA2 et MUM1. L’activité PME dans les cellules épidermiques des graines est aussi modulée par la subtilisine serine protéase AtSBT1.7, et le phénotype additif du mutant pmei6 atsbt1.7 indique que PMEI6 régule d’autres PMEs. Djarly fait partie d’un groupe de vingt accessions, dont les graines flottent à cause de modifications des propriétés du mucilage séminal. Ces accessions portent au moins dix mutations indépendantes, qui affectent au moins 4 locus différents. Cette étude nous a permis de proposer que la modification des propriétés du mucilage est impliquée dans l’adaptation à l’environnement local, permettant la dispersion à longue distance des graines par l’eau. / Upon imbibition, the myxospermous seeds of Arabidopsis thaliana, form a mucilage from hydrated polysaccharides released from the epidermal cells of the seed coat. These polysaccharides are produced and accumulated during seed development in a differentiation process that has been described in detail (Western et al. 2006). A screen of Arabidopsis accessions identified Djarly as a natural mucilage mutant affected in mucilage release on imbibition. The locus defective in Djarly was identified by map-based cloning as encoding a pectin methylesterase inhibitor (PMEI6). Theseproteinaceous inhibitors negatively control the activity of pectin methylesterases (PME), enzymes that demethylesterify HG, through the formation of a PME-PMEI complex (Di Matteo et al., 2005; Hothorn et al, 2004). Genetic, cytological and biochemical studies demonstrated that PMEI6 regulates methylesterification of homogalacturonans present in mucilage and the outer cell wall of seed coat epidermal cells. Delayed seed mucilage release in pmei6 mutants results, therefore, from the reduced level of homogalacturonan methylesterification. Expression of PMEI6 required the transcription regulators GLABRA2 and MUM1. PME activity in seed coat epidermal cells is also modulated by the subtilisin serine protease AtSBT1.7, and the additive phenotype of pmei6 atsbt1.7 mutants indicates that PMEI6 regulates different PMEs. Djarly is one of twenty accessions where seeds float due to modifications of mucilage properties. At least ten independent mutations are responsible for the mucilage modifications in these accessions, affecting at least 4 different loci. This study has led us to propose that these mucilage modifications are local adaptations that allow longdistance seed disperal on water.

Les progrès de l'imagerie sismique ces trente dernières années ont permis de révéler la structure complexe de la graine : une anisotropie cylindrique de quelques pourcents dont la structure fine présente des variations radiales et latérales. Ce travail de thèse s’est concentré sur les différentes dynamiques susceptibles de provoquer une telle structure. [Il y a autre chose dans cette structure]Nous avons revisité la dynamique induite par la force de Lorentz, discutant les conditions aux limites, la croissance de la graine et la stratification en densité. La déformation n’est raisonnablement suffisante que pour des viscosités inférieures à 1012 Pa.s, dans la fourchette basse des estimations. Les modèles d'écoulements globaux dans la graine peuvent se classer en deux grandes catégories. Pour un profil de densité stable, seul un forçage extérieur, tel que la force de Lorentz, peut induire un écoulement. Dans le cas instable, la dynamique est contrôlée principalement par des instabilités de convection. Les nouvelles estimations de la diffusion thermique limitent les instabilités thermiques à des âges de graine de l'ordre de la centaine de millions d'années. En se focalisant sur deux paramètres, la viscosité et l'âge de la graine, nous avons construit un diagramme de régime qui compare quantitativement les différents modèles proposés dans la littérature. En croisant amplitude du taux de déformation et géométrie attendues, on peut raisonnablement restreindre les domaines qui pourraient engendrer la structure observée. Pourtant, aucun modèle n'est pour l'instant capable d'expliquer à la fois l'amplitude et la géométrie de l'anisotropie sismique et encore moins la dichotomie Est-Ouest. La couche F est une anomalie dans le noyau externe : d’une épaisseur de 200 km environ, à la base du noyau externe, elle présente des vitesses d’ondes sismiques plus faibles que celles prédites pour un noyau liquide parfaitement mélangé. Elle est interprétée comme une zone chimiquement appauvrie, en contradiction avec la cristallisation de la graine qui libère des éléments légers à la surface même de la graine. Nous étudions la possibilité d’une cristallisation en volume dans cette couche. Les particules de fer solides sédimentent en croissant dans un liquide de plus en plus appauvri en éléments légers. Cette neige de fer est stable sous certaines conditions, étudiées ici. / In the past thirty years, our understanding of the inner core structure has increased with the number of seismic studies. Observations reveal a global anisotropy with a cylindrical symmetry and radial and lateral heterogeneities. In this work, I have studied different hypothesis on the dynamics of the inner core to explain these observations. Revisiting the dynamics induced by the Lorentz force, we studied the effect of new boundary conditions, the effect of stratification and growth rate. However, the obtained flow is not strong enough to deform the media for viscosities larger than 1012 Pa.s, in the lower bound of the published inner core estimates. Deformation mechanisms can be subdivided between natural convection (arising from unstable thermal or compositional gradients) and externally forced flows, like the one induced by the Lorentz force. Recent estimates of the thermal diffusivity of iron at high pressure limit the possibility of thermal convection to an age of the inner core lower than a hundred of millions years. Two key parameters emerge for the inner core dynamics: the sign and strength of the density stratification and the viscosity of the inner core. We construct a regime diagram for the Earth’s inner core dynamics that compares the different published models in term of maximum instantaneous deformation rate. This diagram allows us to compare both expected strain rate and deformation geometry with the seismic observations. However, we find that no published model can explain all the seismic observations. The inner core anisotropy and the hemispherical dichotomy are especially difficult to reconcile with these models. The F-Layer is a 200km anomalous layer at the bottom of the outer that presents low P-Wave velocities compared to well-Mixed model. It has been interpreted as a layer depleted in light elements, whereas we usually consider that light elements are expelled at the surface of the inner core by freezing of the outer core alloy. We study the hypothesis of freezing in the bulk of the layer, with iron particles growing and settling in an increasingly depleted liquid.

Selon l’Organisation Mondiale de la Santé, environ 30% de la population mondiale souffre de carence en fer. Une des stratégies proposées afin d’endiguer l’anémie due à cette carence est d’augmenter le contenu en fer et sa disponibilité dans les parties consommées des plantes, en particulier les graines. Pour répondre à ce défi, il est important de comprendre les mécanismes de stockage du fer dans la graine. Chez la plante modèle Arabidopsis thaliana, le fer est stocké au sein des vacuoles des cellules entourant les tissus vasculaires de l’embryon. Le transporteur AtVIT1 est impliqué dans l’entrée de fer au sein de ces vacuoles. Le mutant vit1-1 présente un patron de distribution du fer modifié : le fer est accumulé dans les cellules sous épidermiques abaxiales des cotylédons et les cellules corticales de la radicule. AtNRAMP3 et AtNRAMP4 fonctionnent de manière redondante permettant la sortie du fer vacuolaire lors de la germination. En conditions de carence en fer, le double mutant nramp3nramp4 présente un arrêt développemental associé à une forte chlorose dus à son incapacité à utiliser ses stocks de fer vacuolaire. Pour identifier de nouveaux gènes impliqués dans l’homéostasie du fer au sein de la graine, nous avons criblé une population de double mutant nramp3nramp4 mutagénisé à l’EMS à la recherche de suppresseurs du phénotype du double mutant sur un milieu carencé en fer. Nous avons nommés ces mutants isv pour “bypass iron storage in vacuoles”. Nous avons confirmé et classifié 29 candidats selon le patron de distribution du fer de leurs embryons : 20 présentent un patron similaire au type sauvage, 3 dont le patron est semblable à celui du mutant vit1-1 et enfin 6 ne présentent pas de colorations dans la plupart de leurs embryons. Les 3 mutants isv présentant un patron similaire à vit1-1ont été caractérisés de manière plus approfondie. Chez deux d’entre eux, nous avons démontré que des mutations dans le gène AtVIT1 sont responsables du phénotype suppresseur. Ce résultat établit un lien génétique et fonctionnel entre le stockage du fer dans les vacuoles endodermiques par AtVIT1 et sa libération par AtNRAMP3 et AtNRAMP4. Le troisième mutant isv au patron semblable à vit1-1 ne porte pas de mutations dans la séquence codante d’AtVIT1. L’identification du gène affecté apportera sans doute des informations sur la régulation de VIT1. Enfin, pour sept autres mutants isv, nous disposons actuellement des populations F2 dont l’analyse par séquençage haut débit permettra de déterminer la mutation responsable du phénotype suppresseur. / Over 30% of the world population is iron deficient (WHO resources). One strategy proposed to fight iron deficiency is to improve iron (Fe) content and availability in crops, especially in seeds. To address this challenge, it is crucial to decipher the mechanisms that control Fe storage during seed development. In Arabidopsis thaliana seeds, iron is stored in the vacuoles of cells surrounding the vasculature of the embryo. The AtVIT1 transporter is involved in Fe influx into vacuoles. The vit1-1 mutant displays an altered Fe pattern: Fe is accumulated in abaxial cells of the cotyledons and radicle peripheral cells. AtNRAMP3 and AtNRAMP4 function redundantly in Fe retrieval from vacuoles during germination. When germinated under iron deficient conditions, nramp3nramp4 double mutant development is altered as a consequence of impaired Fe mobilization. To identify novel genes involved in seed Fe homeostasis, we screened an EMS mutagenized population of nramp3nramp4 for mutations restoring the growth of nramp3nramp4 on low Fe. We named these mutants isv for “bypass iron storage in vacuoles”. The 29 confirmed isv mutants identified by the screen have been classified according to the iron localization pattern in their embryo after Perls/DAB staining: 20 display a wild type pattern, 3 display a pattern of Fe localization similar to vit1-1 mutant and 6 do not show any staining in most embryos. The three isv mutants displaying a vit1-1 like pattern were further investigated. In two of them, mutations in the AtVIT1 gene were shown to be responsible for the suppressor phenotype. This result establishes a genetic and functional link between Fe loading in endodermal vacuoles by AtVIT1 and its retrieval by AtNRAMP3 and AtNRAMP4. The third isv mutant with a vit1-1 like iron localization pattern does not carry any mutation in AtVIT1 coding sequence. Identification of the mutated gene will likely uncover molecular mechanisms regulating VIT1 action. For seven other confirmed isv mutants, F2 populations are available. High-throughput sequencing of batched segregants from these F2 populations will allow to map and identify the mutations causing the suppression.

Le palmier à huile, Elaeis guineensis (Eg), produit deux huiles d’une importance économique majeure, l’huile de palme et l’huile de palmiste, extraites respectivement du mésocarpe et de l’albumen. Alors que l’acide laurique (12:0) prédomine dans l’huile de l’albumen, les acides gras (AG) majoritaires de l’huile du mésocarpe sont les acides palmitique (16:0) et oléique (18:1). Par ailleurs, la teneur en huile à maturité est très différente entre ces tissus. Dans la première partie de ce travail, leur transcriptome a été comparé afin d’identifier les mécanismes qui gouvernent leurs différences de composition lipidique. Les contributions des voies plastidiale et cytosolique de la glycolyse diffèrent considérablement entre le mésocarpe et l’albumen. L’accumulation de 12:0 repose sur la surexpression d’un paralogue codant pour une isoforme spécialisée d’acyl-ACP thioestérase (FatB), et le recrutement concerté d’isoformes spécifiques des enzymes impliquées dans l’assemblage des triacylglycérols. Trois paralogues du facteur de transcription (FT) WRI1 ont été identifiés, parmi lesquels EgWRI1-1 et EgWRI1-2 sont transcrits massivement dans respectivement le mésocarpe et l’albumen. Les changements de composition lipidique de feuilles de tabac agro-infiltrées avec plusieurs combinaisons des paralogues de FatB et de WRI1 identifiés valident leur fonction.Le palmier à huile Américain, E. oleifera (Eo), accumule aussi de l’huile dans le mésocarpe, mais en quantité moindre que chez Eg. La composition en AG de l’huile est également très différente entre Eg et Eo, notamment la teneur en 16:0 qui est deux fois moins élevée chez Eo que chez Eg. Dans la deuxième partie de ce travail, des analyses de coexpression génique, des mesures de l’expression allélique spécifique et des analyses multivariées conjointes de données transcriptomiques et lipidiques, ont été conduites dans une population d’hybrides rétrocroisés entre Eg et Eo. Le réseau de coexpression génique construit révèle une coordination transcriptionnelle étroite entre la voie plastidiale de la glycolyse, le métabolisme de l’amidon, des voies de recapture du carbone, la perception des sucres et la synthèse des AG. La biogénèse des plastes et le transport auxinique sont les deux autres processus les plus étroitement reliés à la synthèse des AG. En plus de WRI1, deux nouveaux FT, appelés NF-YB-1 et ZFP-1, ont été trouvés au cœur du module de synthèse des AG. Les analyses de coexpression identifient également de nouveaux gènes potentiellement impliqués dans la synthèse des lipides. Enfin, la teneur en 16:0 de l’huile semble principalement contrôlée par le niveau de transcription du gène codant pour la beta-kétoacyl-acyl carrier protein (ACP) synthase, qui catalyse l’élongation du 16:0-ACP en 18:0-ACP dans le plaste.Enfin, la troisième partie de ce travail vise à explorer les relations entre la composition lipidique des graines, d’une part, et des paramètres phylogénétiques, biogéographiques et écologiques, d’autre part, au sein de la famille des Arécacées. La teneur en lipides et la composition en AG ont été caractérisées chez 177 espèces de palmiers, révélant une diversité considérable à l’intérieur de cette famille. Les espèces dont les graines accumulent le plus d’huile appartiennent à la tribu Cocoseae. En revanche, des espèces qui accumulent du 12:0 existent dans toutes les tribus. Les analyses multivariées basées sur la composition en AG regroupent de manière satisfaisante les espèces appartenant à une même tribu. Cependant, ces classifications présentent une topologie qui concorde peu avec la phylogénie. Aucune association claire n’a été identifiée entre les paramètres biogéographiques et écologiques et la composition en AG. Néanmoins, une corrélation significative entre la teneur en AG insaturés et l’altitude maximale de l’aire d’origine a été trouvée dans certaines tribus. / Oil palm, Elaeis guineensis (Eg) produces two oils of major economic importance, commonly referred to as palm oil and palm kernel oil, extracted from the mesocarp and the endosperm, respectively. While lauric acid (12:0) predominates in endosperm oil, the major fatty acids (FA) of mesocarp oil are palmitic (16:0) and oleic (18:1) acids. In addition, the two tissues display high variation for oil content at maturity. In the first part of this PhD work, tissue transcriptome and lipid composition were compared during development to gain insight into the mechanisms that govern such differences in oil content and FA composition. The contribution of the cytosolic and plastidial glycolytic routes differs markedly between the mesocarp and seed tissues. Accumulation of lauric acid (12:0) relies on the dramatic upregulation of a specialized acyl-ACP thioesterase paralog and the concerted recruitment of specific isoforms of triacylglycerol assembly enzymes. Three paralogs of the WRI1 transcription factor were identified, of which EgWRI1-1 and EgWRI1-2 were massively transcribed during oil deposition in the mesocarp and the endosperm, respectively. Changes in triacylglycerol content and FA composition of Nicotiana benthamiana leaves infiltrated with various combinations of WRI1 and FatB paralogs from oil palm validate functions inferred from transcriptome analysis.The American oil palm, E. oleifera (Eo), also stores oil in the mesocarp, but in lower amount than in Eg. Mesocarp oil fatty acid (FA) composition also differs considerably between Eg and Eo, especially the 16:0 content which is two-times lower in Eo than in Eg. In the second part of this work, the mechanisms that govern oil synthesis and FA composition in the two species were investigated. Gene-to-gene coexpression analysis, quantification of allele-specific expression, and joint multivariate analysis of transcriptomic and lipid data, were carried out in an interspecific backcross population between Eg and Eo. The gene coexpression network built reveals the tight transcriptional coordination of the plastidial glycolytic route, starch metabolism, carbon recapture pathways and sugar sensing with fatty acid synthesis (FAS). Plastid biogenesis and auxin transport are the two other biological processes the most tightly connected to FAS in the network. In addition to WRI1, two novel TFs, termed NF-YB-1 and ZFP-1, were found at the core of the FAS module. Coexpression analysis also identifies novel genes likely involved in lipid biosynthesis pathways. Finally, the level of 16:0 in oil seems primarily controlled by the level of transcription of the gene coding for beta-ketoacyl-acyl carrier protein (ACP) synthase II, which catalyzes the elongation of 16:0-ACP to 18:0-ACP in the plastid.Finally, the third part of this work aimed to explore relationships between seed lipid composition on one hand, and phylogenetic, biogeographic and ecological parameters on the other, in the family Arecaceae. Oil content and FA composition were characterized for 177 species of the palm family, revealing a considerable intra-family diversity for seed lipid composition. Species whose seeds store the highest amounts of oil belong to the tribe Cocoseae. By contrast, species that accumulate 12:0 in their seeds occur in all tribes. Multivariate analyses based on FA composition satisfactorily group species belonging to the same tribe. However, only a few of the groups display topologies that are congruent with phylogenetic data. No clear associations were identified between biogeographic and ecological traits and FA composition. However, a tribe-dependent significant correlation was observed between unsaturated FA content and maximum elevation in native area.

Sucrose synthase (SUS) is a key enzyme in sucrose metabolism. This enzyme catalysis the reversible conversion of sucrose and UDP to UDP-glucose and fructose, which are both used in multiple biochemical pathways. The Arabidopsis genome contains six sucrose synthase genes. A member of this family (SUS2) is strongly and specifically expressed in Arabidopsis seeds during the maturation phase, corresponding to reserve accumulation period. Total SUS activity reached a peak during seed maturation, at about 15 days after flowering (DAF), which corresponds approximately to the middle of this stage. This activity pattern fitted well with SUS2 mRNA abundance, although we cannot exclude the presence of other SUS isoform activities, such as SUS3, in seeds at late maturation. Using specific antibodies we have shown that, SUS2 is localised in the embryo, endosperm and seed coat with differential patterns. During the maturation phase, the SUS2 protein was mainly colocalised with plastids in the embryo. This result is consistent with the hypothesis that SUS2 association with the plastid may play a role in channelling of sucrose metabolism to G-6-P or PEP, both carbon compounds which enter the plastids enabling starch or lipid synthesis. Indeed, the regulation of SUS2 and SUS3 expression was investigated during seed development for wild type (WT) and for seed maturation mutants (i.e. lec2-4, fus3-4 and abi3). The accumulation patterns of SUS mRNA and protein, as well as total activity, were strongly affected in these mutants during seed development. We showed that the expression of the SUS2 promoter was induced in planta by sugar (glucose, sucrose and trehalose) and that the expressions of SUS2 and SUS3 promoters are redundantly regulated by LEC2 and FUS3 during the maturation phase. Last, a functional analysis was carried out in developing seeds, using biochemical characterisation and metabolite profiling of one sus1, two sus2 and two sus3 alleles. The results obtained outlined the importance of these SUS isoforms for sucrose metabolism in developing seeds of Arabidopsis.

Le Noyau Terrestre: étude sismologique de quelques structures majeures influençant la dynamique terrestre

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.

La génomique moléculaire fait face en ce début de siècle à de nouvelles situations qu'elle doit prendre en compte. D'une part, depuis une dizaine d'années, la quantité de données disponibles croît<br />de manière exponentielle. D'autre part, la recherche dans le domaine<br />implique de nouvelles questions dont les formulations in silico<br />génèrent des problèmes algorithmiquement difficiles à résoudre.<br /><br />Parmi ces problèmes, certains concernent notamment l'étude de réarrangements génomiques dont les duplications et les éléments transposables. Ils imposent que l'on soit en mesure de détecter précisément et efficacement de longues répétitions approchées et multiples dans les génomes. Par répétition multiple, nous désignons<br />des répétitions ayant au moins deux copies dans une séquence d'ADN, ou ayant des copies dans au moins deux séquences d'ADN distinctes. De plus, ces répétitions sont approchées dans le sens où des erreurs existent entre les copies d'une même répétition.<br /><br />La recherche de répétitions approchées multiples peut être résolue par des algorithmes d'alignements multiples locaux mais ceux-ci présentent une complexité exponentielle en la taille de l'entrée, et ne sont donc pas applicables à des données aussi grandes que des génomes. C'est pourquoi, de nouvelles techniques doivent être créées pour répondre à ces nouveaux besoins. <br /><br />Dans cette thèse, une approche de filtrage des séquences d'ADN est<br />proposée. Le but d'une telle approche est de supprimer rapidement et<br />efficacement, parmi des textes représentant des séquences d'ADN, de<br />larges portions ne pouvant pas faire partie de répétitions. Les données filtrées, limitées en majorité aux portions pertinentes, peuvent alors être fournies en entrée d'un algorithme d'alignement multiple local.<br /><br /><br />Les filtres proposés appliquent une condition nécessaire aux séquences pour n'en conserver que les portions qui la respectent. Les travaux que nous présentons ont porté sur la création de conditions de filtrage, à la fois efficaces et simples à appliquer d'un point de vue algorithmique. À partir de ces conditions de filtrage, deux filtres, Nimbus et Ed'Nimbus, ont été créés. Ces filtres sont appelés exacts car il ne suppriment jamais de données contenant effectivement des occurrences de répétitions respectant les caractéristiques fixées par un utilisateur. L'efficacité du point de vue de la simplicité d'application et de celui de la précision du filtrage obtenu, conduit à de très bons résultats en pratique. Par exemple, le temps utilisé par des algorithmiques de recherche de répétitions ou d'alignements multiples peut être réduit de plusieurs ordres de grandeur en utilisant les filtres proposés.<br /><br />Il est important de noter que les travaux présentés dans cette thèse<br />sont inspirés par une problématique biologique mais ils sont également généraux et peuvent donc être appliqués au filtrage de tout type de textes afin d'y détecter de grandes portions répétées.