L’effet protecteur du jeûne a été observé dans plusieurs domaines de la santé. Pour l’étudier, un modèle de foie de rat perfusé ex vivo a ici été utilisé. Dans ce modèle, nous n’avons pas observé, pour un jeûne de 18h, l’effet protecteur du jeûne rapporté pour le foie in situ. Nous avons cependant souligné l’importance du coût énergétique du mécanisme protecteur du foie isolé soumis au stress expérimental de l’ischémie/reperfusion et corrélé la protection à un taux plus élevé de glycogène et une charge énergétique nécessitant le dépassement d’un seuil en deçà duquel la protection s’estompait. L’administration de substrats énergétiques (lactate et alanine) nous a permis de confirmer le besoin énergétique de la protection du foie isolé. Ensuite, l’accroissement de la durée du jeûne du rat donneur de 18 à 24 heures s’est avérée hépatoprotectrice et, plus globalement, a montré que la capacité de mobilisation énergétique et, à ce titre, l’autophagie contribuaient à l’hépatoprotection, le coût énergétique bien connu de l’autophagie étant en adéquation avec les précédents travaux du doctorat. Trois voies de signalisation candidates pour l’activation de l’autophagie, impliquant AMPK, HMGB1 et ADP, ont été étudiées. La phosphorylation de l’AMPK était augmentée dans le foie de rat à jeun 24h vs 18h. Toutefois, l’ajout d’AICAR, un activateur de l’AMPK, bien qu’augmentant sa phosphorylation dans le foie isolé de rat à jeun 18h, n’a pas induit de protection. L’accumulation cytoplasmique d’HMGB1, connue pour induire l’autophagie, n’a montré aucune corrélation avec les marqueurs de la cytolyse hépatique (LDH) et de l’autophagie (rapport LC3II/Actine). L’ADP, dans ses rapports ADP/(AMP+ADP+ATP) et ADP/(AMP+ATP), était plus élevée pour les foies de rat à jeun 24h et a été corrélée à l’hépatoprotection. L’ADP induisant l’autophagie par activation du récepteur membranaire P2Y13, un inhibiteur spécifique, le MRS2211, a été utilisé. Son inclusion dans le perfusât a estompé l’hépatoprotection et l’activation de l’autophagie associées au prolongement de la période de jeûne, validant le rôle-clef de cette signalisation dans l’hépatoprotection. En conclusion, le doctorat a permis une avancée substantielle de la compréhension du rôle joué par le statut nutritionnel du sujet donneur sur l’hépatoprotection du foie isolé. L’identification des mécanismes moléculaires de l’hépatoprotection (mobilisation énergétique, autophagie) et de sa signalisation (ADP, récepteur P2Y13) ouvrent des perspectives thérapeutiques innovantes des maladies du foie et de nouvelles stratégies de préservation du greffon hépatique. Dans une optique de survie cellulaire, l’autophagie assure à la fois une fonction de maintien de la qualité des composants cellulaires et un rôle énergétique. Ce maintien de qualité protège la cellule, elle coûte en énergie rendant cette dernière indispensable à ce type de protection. Autrement dit, la maintenance préserve de la détérioration et cette protection a un coût qui passe par une signalisation (décision interne de financement) qui, identifiée, peut désormais être sollicitée comme souhaité. Aussi, un financement externe (apport de substrats énergétiques) peut être choisi voire ajouté au précédent. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La présente étude porte sur la pratique actuelle du jeûne hygiéniste au Québec. Parmi mes objectifs, je tenterais de démontrer que la pratique du jeûne connaît un changement de signification en fonction de notre société. Dans un premier temps, je situe la pratique du jeûne à 1'intérieur du contexte hygiéniste par le biais d'un constat sociologique. Dans un deuxième temps, à la lumière d'entrevues avec douze exjeûneurs je confirme que cette pratique comporte nécessairement un aspect spirituel. Enfin, dans un troisième temps, je confronte une œuvre hygiéniste contemporaine aux données recueillies lors de cette dernière enquête. Nous pouvons conclure que 1'aspect spirituel du jeûne apparaît dans la prise de conscience que cette pratique implique, dans l'éveil de la fonction onirique et enfin, dans la hausse de la sensibilité et de la lucidité. Ce caractère se manifeste aussi dans la sensation de libération et dans 1'impression de former un tout avec l'univers et l'au-delà.

Ce mémoire porte sur les usages et sur les représentations sociales de la qualité de la langue française chez les jeunes qui pratiquent le clavardage. Nous y étudions la perception qu'ont les experts de la langue française et les jeunes Québécois âgés de 14 et 15 ans de cette pratique d'écriture, en nous appuyant sur les notions de motivation, d'appropriation et de représentation sociale. L'objectif de recherche consiste à dégager le sens que les jeunes accordent à cette pratique et à comprendre les motivations qui sous-tendent l'usage d'un langage éloigné des règles conventionnelles du français. De nature qualitative, cette étude puise dans la psychosociologie des usages, laquelle étudie le comportement humain à travers une combinaison des facteurs sociaux et psychologiques. Cette approche repose sur la compréhension des interactions entre l'usage d'un objet technique, les représentations que les individus se font de l'objet et son insertion dans un contexte de pratiques. Concrètement, nous avons réalisé cinq entretiens auprès d'experts de la langue française et huit entrevues individuelles semi-structurées auprès des jeunes de 14 et 15 ans pour saisir les usages et les représentations sociales liés au code conversationnel du clavardage. L'analyse des données, inspirée de l'approche par théorisation ancrée, a démontré un fort niveau d'homogénéité entre les perceptions des jeunes et celles des experts de la langue française, et indique que les espaces de clavardage sont des lieux où se forgent les liens sociaux. Il apparaît que le code conversationnel du clavardage est tributaire de plusieurs facteurs parmi lesquels figurent la rapidité à s'exprimer, l'habitude et le désir de distinction sociale. Ce code d'écriture constitue un vecteur d'intégration sociale important et il contribue au développement de l'identité générationnelle de l'adolescent. Il ressort également que jeunes et experts ont affiché peu d'inquiétude quant aux méfaits potentiels de ce langage sur la qualité de la langue française, notamment parce que le clavardage vient redorer l'importance accordée à l'écriture. Nous espérons que les résultats découlant de cette recherche contribueront à enrichir les connaissances sur cette nouvelle façon particulière, voire hermétique, de communiquer. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Clavardage, Code d'écriture, Usages, Représentations sociales, Lien social.

Les travaux de Melançon (Melançon 2005) ont montré que le récepteur au glucagon (RG) peut être modulé rapidement par 180 minutes d'exercice ou 24 heures de jeûne. Cette modulation provient en partie de la hausse de la densité des récepteurs au glucagon membranaire. Plus récemment, les travaux de Merlen (Merlen, Fabrega et al., 2006) ont montré l'endocytose du récepteur au glucagon suite à un bolus de glucagon. Le présent projet vise à établir une cinétique de protéines reliées à la signalisation et à l'internalisation du RG. Spécifiquement, nous avons effectué une cinétique sur 24 heures suivant un exercice intense et un jeûne prolongé pour analyser par immunobuvardage l'AMPK, la LKB1, la GRK, la PKC et la β-arrestine. Des rats mâles Sprague-Dawley ont été aléatoirement assignés à des groupes contrôle, d'exercice (90 min et 180 min d'exercice, 180 min + 1 h, + 3 h, + 12 h et + 24 h de récupération au repos post-exercice) ou de jeûne (6 h, 12 h et 24 h de jeûne, 24 h jeûne + 6 h, + 12 h et + 24 h de récupération nourrie post-jeûne). Aucun changement statistiquement significatif n'est observé au niveau de la glycémie. Cependant, les niveaux de glycogène hépatique sont grandement diminués dans les deux cas, 98% de déplétion après 24 heures de jeûne et 74% après 3 heures d'exercice en comparaison à leur groupe contrôle respectif. Une période d'exercice induit, chez des rats sains, une augmentation significative de 244% des récepteurs membranaires au glucagon alors qu'il n'y a aucune variation significative de l'expression des récepteurs totaux. Ces données permettent de formuler l'hypothèse d'un mécanisme de sensibilisation/désensibilisation des récepteurs au glucagon expliquant cette grande mobilité lors de l'exercice. Le mécanisme de sensibilisation apparait en même temps qu'une augmentation des quantités d'AMPK et de GRK de l'ordre de 183 et 158% respectivement. Le mécanisme de désensibilisation en récupération s'opère simultanément avec une augmentation de l'expression de PKC de 207% et une diminution d'AMPK de l'ordre de 60%. Une période de jeûne prolongé induit chez des rats sains une augmentation significative de 165% des récepteurs membranaires au glucagon. Cette augmentation n'est accompagnée d'aucun changement significatif dans l'expression des protéines étudiées ouvrant la voie à la synthèse de l'ARNm pour contribuer à l'augmentation des RG membranaires lors du jeûne. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Récepteur au glucagon, AMPK, LKB1, GRK, PKC, β-arrestine, jeûne, exercice

Sirt1 (Sirtuine 1) est une protéine histone déacétylase dépendante de NAD+ qui stimule la néoglucogénèse et inhibe la glycolyse dans le foie, et qui augmente l’oxydation des acides gras dans le muscle strié squelettique. Le but de ce travail de thèse a été de définir les fonctions métaboliques de Sirt1 dans le muscle strié squelettique. Nous avons tout d’abord montré, à l’aide d’un modèle de souris déficientes pour le gène Sirt1, que Sirt1 régulait l’expression de l’hexokinase II et de SREBP-1c, protéine régulatrice de l’expression de l’hexokinase. De plus, un modèle d’électrotransfert de gènes permettait de mettre en évidence que Sirt1 régulait l’expression de SREBP-1c de façon LXR dépendante. Enfin, l’inhibition de Sirt1 par l’EX527 aboutissait à une diminution de la consommation de glucose chez des myotubes C2C12. Prises ensemble, ces données suggèrent un rôle important de Sirt1 dans la régulation du métabolisme du glucose dans le muscle strié squelettique. Dans un second temps, nous avons déterminé le rôle potentiel de Sirt1 lors d’un jeûne chez des myotubes C2C12. Un jeûne entraînait une augmentation de l’activité cathepsine B + L et une déphosphorylation des protéines AktS473, GSK3S21/S9, p70S6KT412 et S6 S235/S236 qui précédait une amyotrophie des myotubes. La renutrition aboutissait à une rephosphorylation de ces protéines et à un retour à la normale de la taille des myotubes. L’activité cathepsine B + L restait cependant élevée. Enfin, le niveau en ARNm de Sirt1 était augmenté de façon transitoire lors de la renutrition. D’autres mesures de marqueurs des voies protéolytiques et de l’activité de Sirt1 sont à envisager. Nos données ainsi que celles de la littérature suggèrent que Sirt1 pourrait avoir un rôle dans la régulation de l’autophagie lors du jeûne. Pour conclure, ce travail de thèse met en évidence un rôle pour Sirt1 dans la régulation du métabolisme du glucose dans le muscle strié squelettique et apporte de nouvelles perspectives dans l’étude de la régulation de ce métabolisme en conditions pathologiques / Sirt1 (Sirtuin 1) is a NAD+-dependent histone deacetylase, which stimulates gluconeogenesis and inhibits glycolysis in the liver, and which increases fatty acid oxidation in skeletal muscle. The aim of this thesis was to define the metabolic functions of Sirt1 in skeletal muscle. We first showed, using a mouse model lacking the Sirt1 gene, that Sirt1 regulated expression of hexokinase II and SREBP-1c, a protein that regulates hexokinase expression. In addition, a model of gene electrotransfer allowed us to show that Sirt1 regulated expression of SREBP-1c in a LXR-dependent manner. Finally, inhibition of Sirt1 by EX527 resulted in a decrease of glucose consumption in C2C12 myotubes. Taken together, these data suggest an important role of Sirt1 in the regulation of glucose metabolism in skeletal muscle. Secondly, we determined the potential role of Sirt1 during fasting in C2C12 myotubes. Fasting resulted in an increase in cathepsin B + L activity and a dephosphorylation of AktS473, GSK3S21/S9, p70S6KT412 and S6 S235/S236 preceding a myotubes atrophy. Refeeding led to a rephosphorylation of these proteins and a return to normal size of myotubes. However, cathepsin B + L activity remained elevated. Finally, the level of Sirt1 mRNA was transiently increased during refeeding. Other measures of proteolytic pathways and Sirt1 activity markers will be determined. Our data and those of the literature suggest that Sirt1 could play a role in autophagyregulation during fasting. To conclude, this thesis highlights a role for Sirt1 in the regulation of glucose metabolism in skeletal muscle and provides new perspectives in the study of regulation of this metabolism in pathological conditions

Malgré qu'ils en soient exemptés, de nombreux Africains musulmans souffrant de diabète observent le jeûne pendant le mois de ramadan. Cette étude portait sur les impacts nutritionnels, anthropométriques et métaboliques du jeûne du mois de ramadan chez un groupe de 27 Maliens diabétiques de type 2 recrutés au Centre national de lutte contre le diabète à Bamako, au printemps 2010. Les données ont été recueillies avant, pendant et après le ramadan. Au plan nutritionnel, les apports énergétiques des femmes étaient plus faibles que ceux des hommes mais pour un même sexe, aucune différence n'a été notée d'une période à l'autre. Pendant le ramadan, le nombre quotidien de prises alimentaires était plus faible et les apports en glucides étaient plus également répartis entre les repas comparativement à ce qui a été observé en dehors du ramadan et ce pour l'ensemble des sujets. Les hommes ont eu une faible perte de poids pendant le ramadan qui s'est maintenue après la fin du ramadan. La mesure des sensations d'appétit avant le ramadan et sur trois semaines consécutives pendant le ramadan a indiqué des différences entre les sexes quant à l'envie de manger. Ainsi, on notait avant le ramadan 2 pics chez les femmes, à 12h00 et à 18h00, alors que chez les hommes un seul pic était observé à 20h00. Pendant le ramadan, la faim et l'envie de manger augmentaient chez les deux sexes jusqu'à 18h00 et diminuaient par la suite. Globalement, les sensations d'appétit étaient plus fortement ressenties pendant qu'avant le ramadan. Au plan métabolique, une détérioration du contrôle glycémique a été observée pour l'ensemble des sujets mais de façon plus marquée chez ceux qui avaient arrêté leur médication antidiabétique ou qui en avaient réduit les doses pendant le ramadan. Par contre, les lipides sanguins se sont nettement améliorés lors du ramadan et même après, avec des diminutions du cholestérol des LDL et du ratio cholestérol total/cholestérol des HDL. Quant à la tension artérielle, elle était augmentée pendant le ramadan mais revenait ensuite aux valeurs initiales. Cette étude, la première à être conduite au Mali sur ce sujet, montre des effets importants du jeûne de ramadan et souligne l'importance de l'attention à porter à la prise en charge du diabète pendant cette période particulière.

La Sclérose Latérale Amyotrophique est une maladie neurodégénérative qui entraîne une perte de motricité et une létalité. La Démence Fronto-Temporale se caractérise par la dégénérescence des lobes frontaux et temporaux, traduit par des changements de comportement et/ou de langage. En général, la DFT n'affecte pas le système moteur, cependant dans certains cas une dégénérescence des motoneurones est observée chez les patients atteints de DFT. Cependant, il a été démontré que 50 % des personnes atteintes de la SLA présenteraient un trouble comportemental. Ainsi, il existe un chevauchement entre ces deux syndromes, et ceux-ci sont désormais considérés comme des manifestations différentes d'un même spectre de maladies neuropathologiques, appelé SLA-DFT. Des mutations dans le gène codant pour la protéine de liaison ADN/ARN, Fused in sarcoma (FUS), sont associées au développement de cas de SLA familiale et de DFT. Une caractéristique pathologique des mutations FUS de la SLA-DFT est son changement de localisation dans le cytoplasme. En effet, la protéine FUS est reconnue comme ayant un impact sur la régulation de la traduction lorsqu'elle est délocalisée, par le biais de sa capacité de liaison à l'ARN et d'association avec différentes protéines, dont les sous-unités ribosomiques. Les polyribosomes, composants nécessaires à la traduction de l'ARNm, représentent un assemblage macromoléculaire et sont localisés dans le cytoplasme, liés au réticulum endoplasmique ou circulant librement. Nous avons récemment démontré que FUS peut réguler la traduction de l'ARN au niveau du polyribosome en réponse à l'inhibition de la voie de signalisation mTOR. La Mammalian Target of Rapamycin (mTOR) est une voie de signalisation métabolique essentielle à la croissance et au métabolisme des cellules mammifères. Cette voie est régulée par de nombreux signaux intracellulaires et extracellulaires, dont l'apport alimentaire. L'alimentation est une source d'énergie d'importance vitale, elle affecte les fonctions cérébrales et fournit de l'énergie directe à l'ensemble de l'organisme. Il existe des preuves que l'apport alimentaire affecte directement ou indirectement la progression de la maladie. Les mitochondries sont fortement impliquées dans l'adaptation aux changements d'apports alimentaires. Le dysfonctionnement de ces organites est d'ores et déjà connu dans le potentiel développement de la SLA. De plus, des études récentes ont montrés que la surexpression de FUS dans les cellules humaines induirait un dysfonctionnement de mitochondrial dû à la séquestration d'ARNm nécessaires à la respiration mitochondriale. En se basant sur ces i faits, notre hypothèse est que certains apports alimentaires peuvent moduler la traduction dépendante du FUS via la signalisation mTOR et, dans le cas de mutations FUS associées à la SLA, peuvent atténuer/exacerber les phénotypes de la SLA, incluant le dysfonctionnement mitochondrial. Dans ce travail, nous démontrons que l'utilisation d'un régime cétogène améliorait significativement les performances cognitives et motrices des souris ALS-FUSR521G. De plus, ce régime cétogène semble avoir une influence sur l'état traductionnel de ces souris ALS-FUS, en augmentant les taux de traduction chez ces animaux. Ce résultat est également observable lorsque ces mêmes souris sont soumises à un jeûne. De manière surprenante, l'étude de la respiration mitochondriale dans les cellules du cortex et du foie n'a révélé aucunes variations lorsque les souris ALS-FUS sont traitées avec un régime cétogène. Cependant, le jeûne semble elle influencer la respiration mitochondriale des cellules du foie issu de souris ALS-FUS. Enfin, nous avons évalué la fonction mitochondriale par l'analyse d'une protéine mitochondriale, Translocase of Outer Mitochondrial Membrane 20 (TOMM20), située dans la membrane externe mitochondriale ou le réticulum endoplasmique associé à la mitochondrie. L'étude de cette protéine par Western Blot, a permis de révéler un dysfonctionnement mitochondrial dans notre modèle murin ALS-FUS, ainsi qu'une diminution de l'expression de celle-ci chez nos souris traitées diététiquement (ALS-FUS et WT). Nos travaux métaboliques et biologiques réalisés sur le modèle de souris ALSFUSR521G ont permis la mise en évidence du potentiel thérapeutique des variations de prise alimentaire. Ainsi, des informations sur la physiologie et la pathogenèse du développement de la SLA chez ce modèle murin ont été découvertes, fournissant ainsi de nouvelles cibles moléculaires pour de futures interventions chez ces animaux, possiblement applicables chez les patients. / Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disease that leads to loss of motor skills and lethality. Fronto-Temporal Dementia (FTD) is characterized by degeneration of the frontal and temporal lobes, reflected in changes in behavior and/or language. In general, FTD does not affect the motor system, although in some cases motor neuron degeneration is observed in FTD patients. However, it has been shown that 50% of people with ALS have a behavioral disorder. Thus, there is an overlap between these two syndromes, and they are now considered to be different manifestations of the same neuropathological disease spectrum, called ALS-DFT. Mutations in the gene coding for the DNA/RNA binding protein, Fused in sarcoma (FUS), are associated with the development of familial ALS and FTD. A pathological feature of FUS mutations in ALSFTD is their altered location in the cytoplasm. Indeed, the FUS protein is known to have an impact on translation regulation when delocalized, through its ability to bind to RNA and to associate with various proteins, including ribosomal subunits. Polyribosomes, the components required for mRNA translation, represent a macromolecular assembly and are localized in the cytoplasm, bound to the endoplasmic reticulum or circulating freely. We have recently demonstrated that FUS can regulate RNA translation at the polyribosome level in response to inhibition of the mTOR signaling pathway. The Mammalian Target of Rapamycin (mTOR) is a metabolic signaling pathway essential for growth and metabolism in mammalian cells. This pathway is regulated by numerous intracellular and extracellular signals, including dietary intake. Food is a vitally important source of energy, affecting brain function and providing direct energy to the whole body. There is evidence that dietary intake directly or indirectly affects disease progression. Mitochondria are heavily involved in adapting to changes in dietary intake. Dysfunction of these organelles is already known to play a role in the potential development of ALS. Moreover, recent studies have shown that overexpression of FUS in human cells induces mitochondrial dysfunction due to the sequestration of mRNA required for mitochondrial respiration. Based on this evidence, we hypothesize that certain dietary intakes may modulate FUS-dependent translation via mTOR signaling and, in the case of ALSassociated FUS mutations, may attenuate/exacerbate ALS phenotypes, including mitochondrial dysfunction. In this work, we demonstrate that the use of a ketogenic diet significantly improved cognitive and motor performance in ALS-FUSR521G mice. In addition, the ketogenic diet appears to influence the translational status of these ALS FUS mice, increasing translation rates in these animals. This result was also observed when these same mice were subjected to fasting. Surprisingly, the study of mitochondrial respiration in cortical and liver cells revealed no variations when ALS-FUS mice were treated with a ketogenic diet. However, fasting appears to influence mitochondrial respiration in liver cells from ALS-FUS mice. Finally, we assessed mitochondrial function by analyzing a mitochondrial protein, Translocase of Outer Mitochondrial Membrane 20 (TOM20), located in the mitochondrial outer membrane or mitochondriaassociated endoplasmic reticulum. Western blot analysis of this protein revealed mitochondrial dysfunction in our ALS-FUS mouse model, as well as a decrease in its expression in our diet-treated mice (ALS-FUS and WT). Our metabolic and biological work on the ALS-FUSR521G mouse model has highlighted the therapeutic potential of variations in food intake. Thus, information on the physiology and pathogenesis of ALS development in this mouse model has been discovered, providing new molecular targets for future interventions in these animals, possibly applicable to patients.

Sirt1 (Sirtuine 1) est une protéine histone déacétylase dépendante de NAD+ qui stimule la néoglucogénèse et inhibe la glycolyse dans le foie, et qui augmente l'oxydation des acides gras dans le muscle strié squelettique. Le but de ce travail de thèse a été de définir les fonctions métaboliques de Sirt1 dans le muscle strié squelettique. Nous avons tout d'abord montré, à l'aide d'un modèle de souris déficientes pour le gène Sirt1, que Sirt1 régulait l'expression de l'hexokinase II et de SREBP-1c, protéine régulatrice de l'expression de l'hexokinase. De plus, un modèle d'électrotransfert de gènes permettait de mettre en évidence que Sirt1 régulait l'expression de SREBP-1c de façon LXR dépendante. Enfin, l'inhibition de Sirt1 par l'EX527 aboutissait à une diminution de la consommation de glucose chez des myotubes C2C12. Prises ensemble, ces données suggèrent un rôle important de Sirt1 dans la régulation du métabolisme du glucose dans le muscle strié squelettique. Dans un second temps, nous avons déterminé le rôle potentiel de Sirt1 lors d'un jeûne chez des myotubes C2C12. Un jeûne entraînait une augmentation de l'activité cathepsine B + L et une déphosphorylation des protéines AktS473, GSK3S21/S9, p70S6KT412 et S6 S235/S236 qui précédait une amyotrophie des myotubes. La renutrition aboutissait à une rephosphorylation de ces protéines et à un retour à la normale de la taille des myotubes. L'activité cathepsine B + L restait cependant élevée. Enfin, le niveau en ARNm de Sirt1 était augmenté de façon transitoire lors de la renutrition. D'autres mesures de marqueurs des voies protéolytiques et de l'activité de Sirt1 sont à envisager. Nos données ainsi que celles de la littérature suggèrent que Sirt1 pourrait avoir un rôle dans la régulation de l'autophagie lors du jeûne. Pour conclure, ce travail de thèse met en évidence un rôle pour Sirt1 dans la régulation du métabolisme du glucose dans le muscle strié squelettique et apporte de nouvelles perspectives dans l'étude de la régulation de ce métabolisme en conditions pathologiques

Les cellules différenciées peuvent être reprogrammées et adopter un destin cellulaire très différent. Connaître les acteurs et mécanismes qui contrôlent les processus de reprogrammation est un objectif scientifique fascinant qui éclairera notre compréhension du contrôle et du maintien de l'identité cellulaire. Notre laboratoire étudie le changement d'identité (ou transdifférenciation, TD) naturel d’une cellule épithéliale rectale (nommée Y) en motoneurone (nommé PDA) chez Caenorhabditis elegans. Dans les vers mutants pour le gène lin-15A (gène isolé dans un crible génétique du laboratoire), la cellule Y n'initie pas sa reprogrammation : Y demeure rectale. Cette protéine apparaît dans le noyau de Y juste avant le début de la TD de Y et joue un rôle clé dans l’initiation de ce processus. LIN-15A lie l’ADN et son domaine conservé en doigt de zinc (de type THAP-like) est essentiel pour initier la reprogrammation de Y. Nous nous sommes attachés à mieux comprendre le rôle de LIN-15A dans ce processus. L’inactivation de certains gènes (impliqués dans le maintien de l’identité cellulaire) permet de supprimer partiellement ou très fortement le défaut de reprogrammation de Y causé par la mutation lin-15A. Ces gènes appartiennent au groupe appelé synMuv B et ceux induisant la plus forte suppression du phénotype de lin-15A sont tous liés à la voie du rétinoblastome (RB). Dans la littérature, tous les mutants suppresseurs de défaut de PDA existant dans le mutant lin-15A présentaient une dérive de l’identité des cellules intestinales. Certains mutants de voies de réponse au jeûne chez le ver présentent également une perte du maintien de l’identité des cellules intestinales très similaire à celle induite par l’inactivation de certains gènes synMuv B. De façon très intéressante, nous avons pu observer que les vers mutants lin-15A présentent une pénétrance du défaut de PDA bien plus faible une fois privés de nourriture (au 1er stade larvaire ou au stade dauer). Certaines études laissent supposer que ces diapauses suite au jeûne entrainent une perte du maintien de l’identité cellulaire de cellules somatiques (et possiblement dans l’intestin), ce qui pourrait permettre à Y d’enclencher sa reprogrammation malgré l’absence de lin-15A, facteur clé à la levée du verrou pour initier la TD. En résumé, mes résultats ont montré que la transdifférenciation d'une cellule dépendait d'une clé moléculaire, LIN-15A, nécessaire pour lever un verrou de maintien de l'identité cellulaire dans la cellule qui va changer d'identité, et ce précisément juste avant la conversion cellulaire de Y en PDA. De façon plus générale, mes travaux ouvrent la possibilité que l'état physiologique et métabolique du ver influe sur le maintien de l'identité cellulaire. Sur le long terme, il conviendra alors de déterminer par quel biais cet état est perçu, dans quelles cellules, et comment cette information est relayée ou captée par la cellule Y, pour finalement influencer sa plasticité. / Differentiated cells can be reprogrammed to adopt a different cell identity. The discovery of factors and mechanisms controlling cellular reprogramming is a fascinating scientific goal that will shed light on the mechanisms controlling cell identity maintenance. Our laboratory studies the natural identity switch (or transdifferentiation, TD) of an epithelial rectal cell (called Y) into a motor neuron (called PDA) in Caenorhabditis elegans. In worm mutants for the gene lin-15A (isolated in a genetic screen performed in the laboratory), the Y cell does not initiate the Y reprogramming : Y stays rectal. This protein appears in the Y nucleus just before the beginning of the Y TD and plays a key role in the process initiation. LIN-15A binds DNA and its zinc finger domain (THAP-like) is essential for the initiation of Y reprogramming. Inactivation of some genes that are involved in cell identity maintenance allow a partial or strong suppression of the Y reprogramming defect due to lin-15A mutation. These genes belong to a group called synMuv B and those inducing the strongest lin- 15A phenotype suppression are all linked to the retinoblastoma (RB) pathway. In the literature, all the mutants that are PDA defect suppressors in lin-15A mutant show a switch of intestinal cell identity. Some mutants in starvation–response genes in worms show a loss of intestinal cell identity maintenance very similar to the one observed in synMuv B mutants. Interestingly, we observed that starvation (in 1st larval stage or dauer stage) induces a strong drop of the PDA defect in lin-15A mutant. Different studies suggest diapause induced by starvation trigger a loss of somatic cell identity maintenance (and possibly in intestinal cells), that could allow Y to start the reprogramming despite the lack of lin-15A, even it is a key factor to release a break and initiate the TD. In summary, my results show the cell transdifferentiation depends on a molecular key, LIN-15A, that is needed, just priorto TD initiation, to release a cell maintenance lock to allow a cell to undergo cell identity switch. My work opens the possibility that the worm physiologic and metabolic state influences cell identity maintenance. In the future, how this state is perceived has to be determined, in which cells and how this information is transmitted to Y to finally influence its plasticity.

Tout au long de leur vie, les espèces animales vont transformer de l'énergie apportée par l'alimentation en énergie utilisable par la cellule. Cependant, dans l'environnement naturel, l'accès à la ressource alimentaire est souvent limité et dépendant des conditions climatiques. Cette contrainte oblige les espèces sauvages à mettre en place des compromis d'allocation d'énergie permettant de favoriser la survie, la croissance ou la reproduction. Les espèces aviaires représentent de bons modèles pour étudier les adaptations aux contraintes environnementales puisqu'elles ont colonisé la quasi-totalité du globe et notamment les niches écologiques les plus « extrêmes ». Parmi les oiseaux sauvages vivant en conditions défavorables, notre intérêt s'est porté sur le manchot royal (Adptenodytes patagonicus) et plus particulièrement sur son poussin qui, au cours la 1ère année de vie va subir un jeûne hivernal de 4 à 5 mois au cours duquel les nourrissages sont peu fréquents et aléatoires. Ainsi, cette espèce est naturellement adaptée à des conditions thermiques défavorables pouvant être associées à des phases de jeûne alimentaire. Plusieurs travaux ont montré que malgré l'exposition prolongée au froid, la dépense énergétique diminue au cours des phases de jeûne, permettant ainsi d'économiser les réserves énergétiques et de préserver les protéines nécessaires aux fonctions cellulaires. La forte proportion que représente le muscle squelettique lui confère une part importante de la dépense énergétique. Des études ont montré que malgré son implication dans la thermogenèse, l'activité oxydative (consommation d'oxygène) mitochondriale est diminuée au cours du jeûne hivernal. Cependant, ces travaux ont porté uniquement sur l'étude de la capacité oxydative et non sur le couplage entre les oxydations et les phosphorylations (synthèse d'ATP). Ce couplage représente l'efficacité avec laquelle les mitochondries vont produire de l'énergie (ATP) en consommant de l'oxygène. C'est donc un paramètre important dans la gestion des réserves énergétiques. Mes travaux de thèse ont reposé sur l'hypothèse selon laquelle, la plasticité de l'efficacité mitochondriale du muscle squelettique expliquerait en partie les capacités de survie des oiseaux en conditions défavorables, aussi bien lorsque ces derniers sont exposés à une contrainte thermique importante que lorsqu'ils sont soumis à un jeûne prolongé / Throughout their life, wild species face periods of food-deprivation that induce energy tradeoffs between survival, growth and reproduction. These fasting periods occur either when food availability is lacking due to adverse climatic conditions or because individuals are engaged in biological processes that prevent food access. This later reason is particularly well illustrated in the king penguin (Aptenodytes patagonicus), a sea bird that has to moult and reproduce on shore whereas he feed exclusively at sea. Moreover king penguin chicks exhibit exceptional survival capacities during their first year of life when they experience a long period of fast in winter. Thus, this species that lives in sub-Antarctic latitudes, is exposed to environmental and physiological energy constraints during food shortage periods. Since king penguins are endotherms, they need to maintain their body temperature at high level despite variations of ambient temperature. Thus thermoregulation is one of the most expensive process and skeletal muscles account for the greater part of heat production in birds. Several studies showed that despite long term cold exposure, energy expenditure of fasting birds decreases allowing energy savings and especially protein sparing. Since skeletal muscles have high implications in energy expenditure and heat production the question of their implication in energy saving mechanisms arises. During my PhD project I studied skeletal muscle metabolism through mitochondrial efficiency. These sub-cellular organelles are the last effectors of energy transduction from nutrient into ATP, an usable energy for cells. Our hypothesis is based on the flexibility of mitochondrial efficiency as a regulator of energy sparing mechanisms which would explain long term resistance to starvation. My studies were conducted in a wild species, the king penguin chicks, that are naturally acclimated to cold environment and experienced long term fasting stage. To further investigate mitochondrial plasticity in response to energy constraints, I developed several experimental procedures in controlled conditions on a laboratory model (Muscovy ducklings)