A l'aide de la spectroscopie par Résonance Paramagnétique Électronique (RPE), la détection des certaines espèces radicalaires à très faible durée de vie se fait par la méthode du spin-trapping. Cette technique permet de caractériser ces radicaux “libres” en les piégeant à l'aide d'une molécule diamagnétique (nitrone) pour donner naissance à une espèce paramagnétique persistante (adduit de spin), ayant un spectre RPE caractéristique du radical piégé. Le temps de demi-vie d'un adduit du spin est fortement corrélé à la nature de la nitrone et du radical piégé (alkyle, alcoxyle, alkylperoxyle, ...). Cependant, le lien entre la structure de l'adduit et sa durée de vie n'est toujours pas clairement établi. De ce fait, nous avons entrepris une étude théorique des réactions mises en jeu dans la disparition de l'adduit de spin résultant du piégeage de radicaux alkylperoxyle par des nitrones de type N-oxy-pyrroline. Plus précisément nous avons postulé un mécanisme de dégradation unimoléculaire en deux étapes. Étant donné la complexité des états de spin dans les composés considérés dans le profil réactionnel, nous avons effectué cette étude par l'approche ab initio multidéterminantale (CASSCF). Les calculs ab initio CASSCF en phase gazeuse sur une série d'adduits de spin nous ont permis de valider ce mécanisme de décomposition dans les solvants organiques et de mieux comprendre le lien entre la structure de l'adduit et sa durée de vie. / In the field of electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy, the detection of some radical species with a very short half-life time is possible using the spin-trapping method. This technique allows us to characterize transient radicals by trapping them with a diamagnetic molecule (nitrone for example) to give rise to a persistent paramagnetic species (spin-adduct), whose EPR spectrum is characteristic of the trapped radical. Half-life times are strongly correlated to the nature of the nitrone and the trapped radical (alkyl, alkoxyl, alkylperoxyl, ...). However, the link between the structure of the adduct and its half-life time is still not clear. Therefore, we carried out a theoretical study of the reactions involved in the decay of spin-adducts resulting from the trapping of alkylperoxyl radicals by pyrroline-N-oxide nitrones. More precisely, we were interested in the mechanism of the two-step unimolecular degradation. Given the difficulty to discribe the spin states in the considered compounds, we chose to rationalize this study by means of ab initio multireference approach (CASSCF). The ab initio CASSCF calculations of a series of nitroxides allowed to validate this mechanism in organic solvents and to better understand the relationship between the structure of the spin-adduct and its half-life time.

Le champ de force CLAYFF est largement employé pour modéliser les interfaces de minéraux argileux – et minéraux apparentés – avec une phase aqueuse. Dans les simulations, les particules d’argile sont typiquement représentées par des feuillets semi-infinis, ainsi seules les surfaces parallèles au plan du feuillet (surfaces basales) sont considérées. Cette simplification est valable dans la mesure où ces surfaces sont majoritaires, mais les feuillets d’argile sont en réalité de taille nanométrique et terminés par des surfaces latérales, ou bordures. Ces surfaces peuvent non seulement adsorber les espèces en solution mais sont aussi sujettes aux transferts de proton, et tous les processus physico-chimiques liés à l’acidité de la phase aqueuse se produisent de façon prédominante au niveau des bordures. En ajoutant au champ de force CLAYFF un terme angulaire métal-O‑H dont les paramètres ont été correctement ajustés, les simulations réalistes des interfaces de bordure deviennent possibles.Les paramètres des termes Al-O‑H et Mg-O‑H ont été obtenus à partir de calculs DFT sur des modèles structuraux du bulk, de la surface basale et de la bordure de la gibbsite Al(OH)3 et de la brucite Mg(OH)2, dont les feuillets peuvent être considérés comme le squelette des minéraux argileux et apparentés. De plus, le terme Si-O‑H a été paramétré à partir d’un modèle de bordure de la kaolinite Al2Si2O5(OH)4. Les propriétés structurales et dynamiques issues de simulations de dynamique moléculaire DFT et classiques basées sur CLAYFF avec et sans terme métal-O‑H ont été comparées. Le champ de force modifié améliore nettement la description des surfaces hydroxylées : l'orientation et la dynamique librationnelle des groupes hydroxyles, les liaisons hydrogène dans lesquelles ils sont impliqués, et la coordination des atomes de métal appartenant aux bordures sont tous plus proches de la réalité. / The CLAYFF force field is widely used to model the interfaces of clay minerals – and related layered materials – with an aqueous phase. In the simulations, clay particles are typically represented by semi-infinite layers, i.e. only surfaces parallel to the layer plane (basal surfaces) are considered. This simplification is acceptable to a certain extent, but clay layers are really nanosized and terminated by lateral surfaces or edges. These surfaces can not only adsorb solvated species but are also subject to proton transfers, and all physico-chemical processes related to the aqueous phase acidity predominantly occur at the edges. By adding to the CLAYFF force field a Metal-O‑H angle bending term whose parameters are correctly adjusted, the simulations of edge interfaces become possible.The parameters of Al-O‑H and Mg-O‑H terms were obtained from DFT calculations on bulk, basal surface and edge structural models of gibbsite Al(OH)3 and brucite Mg(OH)2, whose layers can be considered as the backbones of clay minerals and related materials. In addition, the Si-O‑H term was parametrized from an edge model of kaolinite Al2Si2O5(OH)4 . Molecular dynamics simulations based on DFT and on CLAYFF with and without Metal-O‑H term were performed. The modified force field clearly improves the description of hydroxylated surfaces : the orientation and the librational dynamics of the hydroxyl groups, the hydrogen bonding, and the coordination of metal atoms belonging to the edge are all closer to reality.

La modélisation de la fissuration du béton armé à l'aide de la méthode des éléments finis nécessite de prendre en compte, outre l'endommagement du béton, trois phénomènes : la spécificité de la liaison acier-béton, l’autocontrainte due au retrait, et l'effet d'échelle probabiliste dû à l'hétérogénéité du béton. Cette recherche s'appuie sur une campagne expérimentale pour obtenir le comportement de la liaison et les caractéristiques des fissures sur des éléments de structures. La technique de corrélation d'images numériques a été utilisée pour observer l'espacement et l'ouverture des fissures.La liaison acier-béton est considérée dans la modélisation à l'aide d'éléments d'interface élasto-plastiques basés sur les résultats expérimentaux des tests de pull-out. Les effets du retrait sont pris en compte via un cadre poro-mécanique. Enfin, l'effet d'échelle probabiliste est intégré dans la modélisation via une méthode de champs aléatoires, puis de maillon faible. La modélisation est appliquée à l'élément de structure en béton armé étudié en laboratoire ce qui permet de quantifier l'importance relative de la liaison acier-béton, des contraintes induites par le retrait empêché, et de l'hétérogénéité du matériau. / The modelling of cracking of reinforced concrete using the finite element method requires taking into account, in addition to the concrete damage, three phenomena: the specificity of the steel-concrete bond, the self-stress due to shrinkage, and the probabilistic scale effect due to the heterogeneity of concrete. This research is based on an experimental campaign to obtain the behaviour of the bond and the characteristics of the cracks on structural elements. The technique of digital image correlation was used to observe the spacing and opening of the cracks.The steel-concrete bond is considered in modelling using elastoplastic interface elements based on the experimental results of the pull-out tests. The effects of shrinkage are taken into account via a poro-mechanical framework. Finally, the probabilistic scale effect is integrated into the modelling via a random field method and then a weakest link one. Modelling is applied to the reinforced concrete structural element studied in the laboratory, which makes it possible to quantify the relative importance on cracking of the steel-concrete bond, the stresses induced by shrinkage, and the tensile strength heterogeneity of the material.

Dans les cellules eucaryotes, l'expression des gènes est régulée à de multiples étapes. Les régulations post-transcriptionnelles regroupent l'ensemble des contrôles qui s'exercent sur un ARN, en particulier sa maturation nucléaire, sa stabilité et son contrôle traductionnel. Les protéines de liaison aux ARN sont des acteurs majeurs de ces régulations post-transcriptionnelles. Les protéines CELF1 et ELAVL1, abondantes et quasiment ubiquitaires, participent à ces différents niveaux de régulation et sont susceptibles de modifier le devenir des transcrits. Au cours de ces travaux, nous avons étudié l'impact de CELF1 sur l'abondance et la maturation des ARN par des approches transcriptomiques. Nous avons classé les transcrits en fonction de leurs réponses aux différentes inactivations. L'ensemble de ces données montre que i) CELF1 et ELAVL1 ont des rôles bivalents, leur déplétion étant associée à une répression ou une activation de certains gènes ; ii) dans des cellules HeLa, les effets des différentes déplétions sont majoritairement des effets indirects ; iii) CELF1 et ELAVL1 ont très majoritairement le même effet sur l'abondance des ARNm qu'elles contrôlent directement ; iv) CELF1 et ELAVL1 ont le plus souvent des effets coopératifs ou redondants sur l'abondance des transcrits liés. L'effet combinatoire de CELF1 et ELAVL1 dépend de l'ARNm considéré, révélant une complexité des régulations post-transcriptionnelles critiques pour le devenir d'une cellule. / In eukaryotic cells, after transcription gene expression is controlled at multiple steps. These qualitative and quantitative post-transcriptional regulations are specified by RNA binding proteins (RBP). By combining transcriptomic analysis and binding site information for CELF1, we showed that CELF1 regulates both nuclear and cytoplasmic steps of gene expression. CELF1 directly controls the stability of cyclin D1 mRNA and the splicing of several RNA including KLC1 (light chain kinesin 1). Because mRNAs are in complexes consisting of multiple RBP we studied whether CELF1 and ELAVL1 would interact and control the abundance of their bound mRNAs. This analysis unravel a surprising redundancy or cooperativity of CELF1 and ELAVL1. The combinatorial effects of CELF1 and ELAVL1 were highly dependent on the considered RNA. Interestingly, we showed that both proteins cooperate and interact physically.

Ces travaux ont pour but d'étudier le comportement mécanique de structures précontraintes et d'évaluer l'influence de la technologie de précontrainte utilisée : précontrainte par torons adhérents, précontrainte par torons non-adhérents TGG. Le champ d'application final porte sur l'analyse de la sûreté et de la durabilité des enceintes de confinement de centrales nucléaires. L'attention est alors portée principalement sur le comportement à la fissuration du béton et au rôle de la liaison mécanique torons de précontrainte-structure.La démarche proposée se décompose en trois étapes successives. Elle débute par la caractérisation expérimentale des mécanismes de dégradation à l'échelle de la structure (essais de flexion 4 points sur poutres précontraintes) et à l'échelle locale du matériau (fissuration, déformations différées du béton, liaisons armatures passives-béton et torons-structure par des essais d'arrachement et de traction sur tirants). Une instrumentation multiple (CIN, fibres optiques) favorise la robustesse de la démarche. Des modèles numériques sont ensuite développés pour décrire les mécanismes caractérisés expérimentalement. Un intérêt particulier est porté à la modélisation mésoscopique de l'interface armatures-béton et macroscopique de l'interface torons-coulis d'injection. L'utilisation des différents modèles, couplée à la prise en compte de l'évolution temporelle des déformations différées du béton, favorise une analyse prédictive du comportement des structures étudiées.L'application à une tranche d'enceinte de confinement permet de prédire l'influence de la technologie de précontrainte utilisée sur le comportement à la fissuration de la structure. / This work aims to study the mechanical behavior of partially prestressed structures and to evaluate the influence of the post-tensioning system: bonded tendons, individual unbonded greased and sheathed strands. Under the scope of the safety and durability of nuclear containments, specific attention is devoted to the concrete cracking behavior and to the role of the mechanical tendons-structure bond. The proposed approach is divided into three successive parts. It starts with an experimental study of damage mechanisms at the structural level (4-point bending tests on prestressed concrete beams) and at the local scale (cracking, delayed strains of concrete, reinforcement-concrete bond, tendons-structure bond with pull-out tests and tension tests on reinforced concrete ties). The used instrumentation (DIC, optical fibers) allows for the robustness of the approach. Numerical models are then developed, based on the previous characterized mechanisms. A particular interest is focused on the meso-modeling of the reinforcement-concrete interface and on the macro-modeling of the tendons-injected grout bond. The use of the developed models, considering in parallel the influence of the evolutive delayed strains of concrete, provides a predictive analysis of the mechanical behavior of the studied prestressed structures. A final application to a part of a nuclear containment offers an accurate prediction of the influence of the post-tensioning system on the cracking behavior of the structure.

Le paludisme et le sepsis sont des maladies infectieuses très répandues causant plusieurs centaines de milliers de morts tous les ans. Elles sont toutes deux multifactorielles. Les devenirs de ces infections sont influencés par des facteurs environnementaux, par des facteurs sociaux-économiques, politiques et comportementaux mais aussi par des variables dépendant du patient comme son âge. De nombreux arguments existent en faveur d'un contrôle génétique de la résistance au paludisme et au sepsis. Ces deux maladies sont considérées comme proches par les spécialistes car leur physiopathologie est liée notamment à une inflammation systémique non contrôlée responsable des formes les plus graves. Afin d'identifier de nouveaux gènes potentiellement impliqués dans la résistance à ces deux maladies, nous avons effectué des études génétiques pangénomiques dans deux populations vivant en zone endémique pour le paludisme à Plasmodium falciparum au Burkina-Faso et dans une cohorte de patients atteints de sepsis.Enfin nous avons réalisé les deux premières études d'association pangénomiques identifiant des associations significatives avec la mortalité suite à un choc septique. Nous avons obtenu 32 SNPs significativement associés à la mortalité précoce et 108 significativement associés à la mortalité tardive. Le réseau des interactions protéine-protéine impliquant les protéines codées par les gènes associés a permis d'établir une liste non exhaustive des fonctions altérées durant le choc septique, notamment liées à la réponse immune, et a révélé, malgré les différences au niveau des gènes impliqués, un mécanisme commun participant à la susceptibilité précoce et tardive au choc septique. / Malaria and sepsis are widespread infectious diseases causing hundreds of thousands deaths each year. There is a growing body of evidence for a genetic control of malaria and sepsis resistance. Both diseases are considered close because they are characterized by a systemic inflammation, some common organ dysfunctions, and disorders of coagulation. In order to identify new genes potentially involved in disease resistance, we performed genomewide genetic studies in two populations living in endemic regions for Plasmodium falciparum malaria in Burkina-Faso and in a cohort of septic shock patients. Genetic linkage studies revealed significant genetic linkages on chromosome 6p21.3 and 17p12 with, respectively, mild malaria and asymptomatic parasitaemia. We also performed the first genetic linkage studies concerning immunoglobulin G and their sub-classes against Plasmodium falciparum antigens. We detected significant linkages of IgG3 sub-class with chromosomes 8p22-p21 and 20q13 and between IgG4 sub-class and chromosome 9q34. Finally we performed the first two genomewide association studies identifying significant associations with all-causes mortality after a septic shock. We identified 32 SNPs significantly associated with early mortality and 108 SNPs significantly associated with late mortality. We identified a protein-protein network containing proteins associated with both early and late mortality. Furthermore, the network of protein-protein interactions involving proteins encoded by associated genes allowed us to establish a list of some altered functions during septic shock, most of them being related to the immune responses or the renin-angiotensin-aldosterone system.

Chez la tomate, l'amélioration pour la qualité du fruit est rendue difficile par la multiplicité et la complexité des caractères. La cartographie de QTL a permis la caractérisation génétique de ces caractères. L'objectif est maintenant d'identifier les gènes sous-jacents aux QTL. Nous avons utilisé la cartographie par déséquilibre de liaison (DL) dans ce but. Pour éviter les fausses associations entre caractères et polymorphismes moléculaires, la structure génétique a été prise en compte dans l'analyse. La tomate cultivée montre un faible niveau de diversité génétique, ce qui réduit la résolution de cartographie. Le génome de la tomate de type cerise est décrit comme une mosaïque entre celui de la tomate cultivée et de l'ancêtre sauvage. Ce mélange devrait augmenter la résolution des études d'association. Nous avons utilisé une « core collection » focalisée sur des accessions de type cerise pour valider la région génomique contenant un QTL pour le nombre de loges. Deux mutations sont associées avec le caractère. Ces deux SNP ont évolué différemment du reste du chromosome 2, en subissant une sélection balancée qui témoigne de l'augmentation de la diversité morphologique lors de la domestication. L'étude, focalisée sur le chromosome 2, a permis d'analyser l'étendue du DL en fonction de la distance génétique et physique. Des associations, entre polymorphismes et phénotypes étudiés, ont été détectés avec des méthodes prenant en compte la structure génétique. Nous avons montré l'intérêt d'utiliser la structure en mosaïque du génome des accessions de type cerise pour surmonter les limitations de résolution dans les analyses d'associations chez une espèce cultivée autogame. / In Tomato (Solanum lycopersicum), breeding for fruit quality is difficult due to the multiplicity and complexity of the traits. QTL mapping has allowed the genetic characterization of these traits. One of the challenges is now to identify the genes underlying these QTLs. Following this aim, we used linkage-disequilibrium (LD) mapping. To avoid hazardous associations between traits and polymorphisms, the genetic structure has to be taken into account for LD mapping. Cultivated tomato showed low genetic diversity reducing mapping resolution. Cherry type tomato genome is described to be admixture between cultivated tomato and its wild ancestor. Such admixture may increase resolution of association mapping. We used a core collection focused on cherry type accessions to validate a candidate gene for a fruit locule-number QTL. We found that two single nucleotide polymorphisms (SNP) were highly associated with the trait. These two SNP evolved differently from the rest of the chromosome 2. They underwent a balanced selection which testifies a selection for fruit morphology diversity by human. Association mapping, focused on whole chromosome 2, allowed us to assess the extent of linkage disequilibrium over genetic and physical distances. Associations of polymorphisms with phenotypes were detected with structured association methods. We thus showed efficiency of genome admixture to overcome the low-resolution limitation of association mapping for an inbred crop. We validated previously identified QTLs and found associations with new QTLs and new candidate genes. An evolutionary model including bottleneck and gene flow between wild and domesticated forms is also presented.

La fusariose des épis des céréales est due à un champignon pathogène (Fusarium spp.) qui entraine non seulement une perte directe de rendement en interrompant le remplissage des grains, mais également une perte indirecte par la production de mycotoxines, responsables de perturbations de procédés industriels et d'intoxications alimentaires. Parmi les différents moyens de lutte, la création de variétés résistantes semble la stratégie la plus efficace et la plus durable. Plusieurs variétés exotiques ont ainsi été identifiées comme résistantes mais présentent la particularité d'être difficilement cultivables sous nos latitudes. L'obtention de variétés résistantes adaptées à nos climats passe donc par une meilleure connaissance des mécanismes de résistance disponibles. La détection de QTL (Quantitative Trait Loci) chez le blé tendre a déjà permis de localiser certains des facteurs génétiques impliqués dans des mécanismes de résistance. Cependant l'utilisation de ces résultats en amélioration des plantes se heurte à deux contraintes majeures : la position des QTL reste le plus souvent imprécise et ces QTL, dérivant de populations biparentales, ne représentent qu'une fraction de la diversité génétique potentiellement intéressante pour ce caractère. L'objectif de la thèse était d'étudier la résistance du blé à la fusariose en réalisant une approche de génétique d'association. L'utilisation de génotypes faiblement apparentés et d'une densité élevée de marqueurs a permis de détecter des associations entre le polymorphisme génétique et des variations phénotypiques. Après avoir réalisé une synthèse sur le pathogène et sur l'approche par génétique d'association, le premier travail a été de réaliser une carte génétique fiable afin de pouvoir localiser les associations mises en évidence. Un panel de 195 variétés de blé tendre élites a été évalué pour leur résistance globale à la fusariose, pour leur résistance à la progression des symptômes et pour leur résistance à l'accumulation des mycotoxines. Des notations morphologiques (précocité, taille, aristation, nombre d'épillets par épi et extrusion des anthères) ont également été réalisées afin d'évaluer leur influence dans l'infestation. Ces variétés ont été génotypées avec 3016 marqueurs SNP, 200 marqueurs SSR et 1400 marqueurs DArT. Préalablement à la réalisation des tests d'association, l'étude de la structure a mis en évidence trois origines géographiques (française, anglaise et allemande) des variétés du panel. De même, l'étude du déséquilibre de liaison a montré que celui-ci était conservé sur une distance comprise entre 2 et 6 cM. L'étude d'association réalisée sur les notations d'infestation a permis d'identifier plusieurs zones associées, dont plusieurs sont colocalisées avec des Meta-QTL et/ou avec des zones identifiées avec les notations morphologiques. La densification en marqueurs de 6 zones associées avec les différentes notations d'infestation, localisées sur les chromosomes 1A, 1D, 2A, 2B, 5A et 7A, ont permis de confirmer ces régions, de restreindre fortement l'intervalle d'intérêt et de mettre en évidence de potentiels gènes candidats. Cette analyse a ainsi permis de mieux comprendre les mécanismes génétiques et morphologiques impliqués dans la résistance à la fusariose des épis. La décomposition en trois partie de cette résistance (résistance globale, résistance à la progression des symptômes, et résistance à l'accumulation des mycotoxines) montre l'existence de mécanismes génétiques indépendants et donc complémentaire à prendre en compte dans une stratégie de création de variétés résistantes à la fusariose des épis. / Fusarium head blight (FHB), caused by the fungal pathogen Fusarium spp., is a major cereals disease that not only cause direct yield losses, by interrupting grain filling, but also indirect quality losses by the production of mycotoxins, responsible of industrial processes disturbance and food poisoning. Most wheat breeding programs in FHB-affected areas of the world have been screening germplasm to identify sources of improved tolerance. Unfortunately, these sources of genetic resistance are often of exotic origin and not adapted to West European growing conditions. The selection of adapted varieties with improved tolerance therefore needs a better characterization of resistance mechanisms. Several QTL for FHB resistance in wheat have been identified in European germplasm, but the use of these information in marker-assisted selection is constrained by the precision of the QTL and the low diversity tested by using biparental population.The aim of the present study is to use association mapping, also called linkage disequilibrium mapping, to identify loci involved in the resistance to FHB. This method refers to the analysis of statistical associations between genotypes determined in a collection of individuals, and the phenotypes of the same individuals. A dense genetic map was compiled to localize precisely the association results. Resistance to F. graminearum was studied in a panel of 195 elite wheat varieties by the evaluation of three components: resistance to global infection, resistance to symptom progression and resistance to accumulation of mycotoxins. Morphological factors (plant height, heading date, awnedness, spikelets per ears, anther extrusion), known to influence resistance to FHB, were also recorded. All the varieties have been genotyped with around 3300 SNP markers, 200 SSR markers and 1400 DArT markers. We first investigated the structure of the panel, which could generate bias in the estimate of allele effects, if not included explicitly in the association models. We showed that the structure is based on geographical origin (French, German and UK). Study of the linkage disequilibrium (LD) showed an extent of LD between 2 and 6 cM. Results of association studies permitted to identify several loci for each of the evaluated components of resistance. Some of these loci colocalized with the results of the MetaQTL analysis and/or with loci associated with morphological traits. We selected more specifically 6 loci, located on chromosome 1A, 1D, 2A, 2B, 5A and 7A. Marker saturation of the regions, allowed to confirm the genome wide association results and to increase the accuracy of the loci of interest. This analysis allowed to better understand the many factors that influenced FHB resistance, whether genetic or morphological. Results show that the genetic mechanisms are independent between the three components and therefore, information obtained for each component are to be used complementary to create varieties with increased resistance to FHB.

Chez la levure fissipare S. pombe, certains gènes méiotiques sont exprimés de façon constitutive pendant la croissance végétative. Cependant, pour empêcher le déclenchement prématuré de la méiose, la cellule a mis en place un système de dégradation sélective des ARN messagers correspondant. La protéine de liaison à l’ARN Mmi1, de la famille YTH, reconnaît des répétitions de motifs spécifiques (UNAAAC) au sein des transcrits et dirige ces derniers vers la dégradation par l’exosome nucléaire. Lors de l’entrée en méiose, Mmi1 est séquestré par un complexe ribonucléoprotéique comprenant la protéine de méiose Mei2 et l’ARN noncodant meiRNA, ce qui permet aux ARNm méiotiques d’être exportés et traduits. Au cours de ma thèse, je me suis intéressé au rôle de Mmi1 dans la dégradation des transcrits méiotiques pendant la croissance végétative. En accord avec des études récentes, nos travaux montrent que Mmi1 interagit étroitement avec le complexe Ccr4-Not de déadenylation des ARNm. Cette interaction est fonctionnelle car Ccr4-Not est requis pour la dégradation des ARNs méiotiques. De façon surprenante, cependant, l’activité de déadénylation n’est pas requise. Nos analyses génétiques et biochimiques suggèrent que la sous-unité E3 ubiquitin ligase Mot2 de Ccr4-Not ubiquitine un pool de l’inhibiteur de Mmi1, la protéine Mei2, pour faciliter sa dégradation par le protéasome. Cette voie de régulation permet de maintenir la fonction de Mmi1 et donc la répression des ARNm méiotiques dans les cellules mitotiques. Ainsi, Mmi1 a une double fonction: cibler les ARNm méiotiques vers la dégradation par l’exosome nucléaire, et recruter Ccr4-Not pour ubiquitiner et dégrader son propre inhibiteur Mei2. Ces résultats mettent également en avant un nouveau rôle pour la sous-unité E3 ligase du complexe Ccr4-Not dans le contrôle de la différenciation sexuelle. Des expériences supplémentaires indiquent que le domaine YTH de liaison à l’ARN de Mmi1, mais pas l’ARN noncodant meiRNA, est requis pour la dégradation de Mei2. De façon importante, nos données révèlent aussi que le domaine YTH de Mmi1 a un rôle clé dans l’interaction avec Mei2. Ceci suggère fortement que le domaine YTH agit comme un module bifonctionnel, permettant la liaison non seulement aux ARNs méiotiques mais aussi aux protéines comme Mei2. Nous discutons ces résultats dans le contexte de la littérature actuelle et proposons un nouveau modèle du contrôle de la différenciation sexuelle par le système Mmi1-Mei2. / In the fission yeast S. pombe, several meiotic mRNAs are constitutively expressed during the mitotic cell cycle. In order to avoid untimely entry into meiosis, cells have adopted a degradation system that selectively eliminates the corresponding mRNAs. The YTH family RNA-binding protein Mmi1 recognizes specific sequence motifs within these transcripts (UNAAAC) and allows their targeting to the nuclear exosome for degradation. Upon entry into meiosis, Mmi1 is sequestered in a ribonucleoprotein complex, composed by the meiotic protein Mei2 and the non-coding RNA meiRNA, allowing meiotic mRNAs to be exported and translated. During my PhD studies, I focused my interest on the role of Mmi1 in the degradation of meiotic transcripts during vegetative growth. In accord with recent studies, our results show that Mmi1 stably interacts with the mRNA deadenylation complex Ccr4-Not. This interaction has a functional relevance since Ccr4-Not is involved in the degradation of meiotic mRNAs. Surprisingly, however, the deadenylation activity is not required. Our genetic and biochemical analyses indicate that the E3 ubiquitin ligase Mot2, subunit of the Ccr4-Not complex, ubiquitinate a pool of the inhibitor of Mmi1, the Mei2 protein, to favor its degradation by the proteasome. This regulatory mechanism ensures the maintenance of Mmi1 in a functional state, leading to the persistent repression of meiotic mRNAs in mitotic cells. Thus, Mmi1 has a dual role: in nuclear mRNA surveillance, by targeting meiotic transcripts for degradation by the exosome, and in protein degradation, by recruiting Ccr4-Not to its own inhibitor Mei2. These results have also revealed a novel role for the ubiquitin ligase activity of the Ccr4-Not subunit Mot2 in the control of sexual differentiation in fission yeast. Our supplemental results indicate that the YTH RNA-binding domain of Mmi1, but not the non-coding RNA meiRNA, is required for the degradation of Mei2. Remarkably, our results also revealed that the YTH domain of Mmi1 has a key role in the interaction with Mei2. This strongly suggests that the YTH domain acts as a bifunctional module, allowing the binding not only to meiotic RNAs but also to proteins, such as Mei2. We discuss these results within the context of the current literature and we propose a novel model for the control of sexual differentiation by the Mmi1-Mei2 system.

Les protéines fluorescentes sont très largement utilisées dans les études de biologie moléculaire depuis maintenant une vingtaine d’année. Pour autant, l’origine de leurs propriétés photophysiques n’est pas totalement élucidée. Dans cette thèse, nous avons essayé d’améliorer la compréhension de la photophysique de deux protéines fluorescentes particulières : Padron et EosFP.Dans la protéine Padron, nous avons étudié l’isomérisation du chromophore et cherché à déterminer si la protonation et l’isomérisation sont simultanées ou successives. Pendant l’isomérisation, le donneur de proton potentiel est le résidu Tyr159. Nous avons d’abord montré que dans le vide, le transfert de proton est peu probable quelle que soit la géométrie du chromophore. Dans la protéine (où l’effet de l’environnement n’est pas négligeable) nous avons mis en évidence par dynamique moléculaire que, durant l’isomérisation, le transfert de proton n’est presque jamais favorable et reste donc un marginal.Par ailleurs, ces mêmes dynamiques ont montré que, à la fin de l’isomérisation, il apparaît de nombreux chemins de molécules d’eau reliant le chromophore au solvant et pouvant permettre un transfert de proton. On conclut doncque l’isomérisation et la protonation ne sont pas simultanées mais successives.Dans le cas de la protéine EosFP, nous avons analysé l’effet d’une molécule d’eau présente dans une partie des structures cristallines. Les dynamiques avec le chromophore à l’état fondamental ont montré que cette molécule ne joue pas de rôle, que ce soit sur le réseau de liaison hydrogène ou sur le spectre d’absorption. Par contre, à l’état excité, les dynamiques ont montré que l’extinction de fluorescence est beaucoup plus rapide sans la molécule d’eau qu’en sa présence.Par ailleurs, ces dynamiques ont mis en évidence que la protéine bloque souvent le chromophore dans des géométries où il ne peut pas retourner à l’état fondamental ni par fluorescence, ni par conversion interne. Ces géométries « noires» jouent un rôle important dans la photophysique.Pour tenir compte de ces géométries, nous avons calculé le rendement quantique et le temps de vie de fluorescence par intégration directe le long des trajectoires et par cinétique chimique. Dans les deux cas, nous avons obtenu un accord qualitatif avec l’expérience. / Fluorescent proteins are widely used in biology studies since 20 years. Yet, the origin of their photophysical properties aren’t totally explained. Here, we try to improve the understanding of two particular fluorescent proteins: Padron and EosFP.In the protein Padron, we work on the isomerization of chromophore and try to determine whether isomerization and protonation are simultaneous or successive processes. During the isomerization, the potential donor is Tyr159.First, we show that, in vacuum, the proton transfer is quite unlikely whatever the chromophore geometry.In the protein (where the environment effect isn’t negligible) we evidence with molecular dynamics that, during isomerization, proton transfer stays marginal.In addition, these dynamics shown the appearance, at the end of isomerization, of a lot of water molecules channel between the chromophore and the solvent allowing a proton transfer. We conclude that isomerization and protonation are successive processes.In the case of the protein EosFP, we first analyze the effect of a water molecule which is found only in some of the crystallographic structures.Molecular dynamics of the protein with the chromophore in the ground state show that the water molecule doesn’t play any role neither in the hydrogen bond network nor in the absorption spectra.On the contrary, in the excited state, dynamics without this water show a significant faster decay of fluorescence that those with the molecule.In addition, those dynamics have demonstrate that during long period, the protein retains the chromophore in geometries in which it is unable to convert to the ground state, neither by fluorescence nor by internal conversion. Those “dark” geometries play a crucial role in the photophysics.To take them into account, we calculate the quantum yield and the fluorescence lifetime by direct integration along trajectories and by a kinetic scheme. We obtain a good qualitative agreement with the two methods.