Le tissu adipeux (TA) est connu pour sa plasticité puisqu'il est capable de s'hypertrophier ou de s'atrophier, en fonction de la situation métabolique de l'individu. Cette plasticité est liée au fait que le TA joue un double rôle dans le maintien de la balance énergétique : il est à la fois i) réserve d'énergie mobilisable (adipocytes blancs) mais également ii) consommateur d'énergie via la thermogénèse (adipocytes bruns, adipocytes beiges). En raison de l'évolution croissante des maladies métaboliques dites de surcharge dans lesquelles ce TA va s'hypertrophier, la majorité des études abordent cette notion de plasticité à l'échelle cellulaire, et se focalise ainsi sur les adipocytes (prolifération, différenciation, activité) et les autres populations cellulaires résidant dans le TA, capables d'interagir avec eux. En revanche, il y a très peu d'études sur cette plasticité à l'échelle tissulaire. Au cours de ma thèse, je me suis intéressée i) à l'organisation tissulaire d'un dépôt de TA blanc (dépôt sous-cutané inguinal) et ii) les conséquences d'une ablation massive du TA blanc. L'ensemble de ce travail a été réalisé chez la souris.A l'aide de l'imagerie 3D sur tissu entier, nous montrons que ce dépôt est hétérogène : il est composé d'une partie dans laquelle il est possible de segmenter des entités fonctionnelles (lobules ?), située au cœur du dépôt, et d'une partie non segmentable, située à la périphérie du dépôt. Cette hétérogénéité structurale est associée à une hétérogénéité fonctionnelle : les deux régions se distinguent en termes de morphologie adipocytaire et de pattern d'expression génique. De plus, seule la partie segmentable répond à la mise au froid des animaux par une up-régulation du niveau d'expression d'Ucp1 et d'autres gènes marqueurs du " brunissement ". Parallèlement à cela, nous montrons que selon la souche de souris (C57bl6 et MRL), la réponse du TA inguinal à une ablation partielle n'est pas la même : chez la souris MRL (rare mammifère capable de régénération), ce dépôt adipeux est capable de régénérer, ce qui n'est pas le cas chez la souris C57Bl/6. La régénération est inhibée chez la souris MRL par un traitement avec un agoniste des récepteurs aux opioïdes (tramadol) alors qu'elle peut être induite chez la souris C57Bl/6 par un antagoniste de ces récepteurs (naloxone). Cette régénération est dépendante d'une forte et intense production d'espèces actives de l'oxygène par les granulocytes. L'utilisation de souris invalidées pour le récepteur mu démontre l'implication de cette sous-famille de récepteurs. Enfin, cet effet des opioïdes est majoritairement le fait des cellules immunitaires, et plus particulièrement les granulocytes. Ces données mettent en exergue une nouvelle vision du TA blanc sous - cutané, qui ne doit pas être considéré comme un tissu inerte mais bel et bien comme un tissu hétérogène complexe (structurellement et fonctionnellement) pouvant être capable de régénération. / Adipose tissue (AT) is very plastic tissue. During metabolic disease, it would be overdeveloped or atrophy. It is due to the fact that AT is i) energy storage thanks to white adipocyte and ii) energy consumer thanks to brown or brite adipocyte. The cellular composition is very well studied (adipocytes activity, proliferation, differenciation, link between AT stromal cells / adipocytes) but the tissue organization of AT is not known. During my thesis work, we study the i) tissular organization of white AT and ii) AT response after massive removal of white AT. Mice are used for this work. In the first step, our 3 dimensional imaging of white AT shows that AT is heterogeneous tissue: AT has 2 components: segmentable area, in the AT core and non-segmentable area, in the AT periphery. This structural heterogeneity is correlated with functional heterogeneity because segementable area differs to non-segmentable area from adipocyte shape and pattern genic expression. Furthermore, only segmentable area can be respond to cold exposure by Ucp1 up-regulation and browning genes markers. In the second step, massive ablation of subcutaneous white AT is performed on two mice strains: C57Bl/6 and MRL (known to be able to regenerate). MRL mice inguinal AT regenerate, unlike inguinal AT of C57Bl/6 mice. The use of antagonist of opioid receptor (naloxone) treatment leads regeneration AT in C57Bl/6. In opposite, opioid receptor agonist (tramadol) treatment in MRL mice inhibits AT regeneration. AT regeneration is dependant of burst oxydatif production by granulocytes. The use of the receptor knock down mice highlights that is the only receptor is involved in AT regeneration. More precisely, opioids effects are mediated by receptor on granulocyte immune cells.

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Java is a very commonly used computer programming language, although its use amongst the scientific and High Performance Computing (HPC) communities remains relatively low. In this thesis, the option of using Java for developing scientific applications intended for execution in HPC environments is investigated. The data reduction pipeline for the Gaia space astronomy mission is an example of a large software project that has been written in Java, and will run in HPC environments. The efficient execution of the Gaia data reduction pipeline was one of the main motivations behind this thesis, although this thesis largely remains a general investigation into the use of Java in HPC. HPC is a fast changing field, in terms of hardware, software, and the scale of the problems that are being tackled. Amongst the most significant trends in HPC in recent years have been the increase in the number of cores per computing node, and the increase in the size of datasets that must be processed. A significant challenge in HPC is ensuring that data is made available in a particular node, when a core is ready to process it, thereby avoiding deadtime and providing high throughput. One danger to throughput is a decrease in the performance of shared storage devices, as the number of concurrent processes that are accessing those devices increases. Given the trends mentioned above, efficient data communication is very important for many applications running in HPC environments. In this thesis, we present an investigation into the current options for providing efficient data communication to Java applications in HPC environments. We investigate a number of implementations of Message Passing in Java (MPJ) and compare their performance. We present a new communication middleware application, called MPJ-Cache. This middleware makes use of an underlying implementation of Message-Passing in Java (MPJ), and adds prefetching, caching, and file-splitting functionality. It presents application developers with a high-level API, thus providing high-performance, as well as enabling high productivity amongst application developers. We compare the aggregate data rate that can be achieved though the use of this middleware, against that which can be achieved though direct access of a high performance shared storage device (GPFS), while distributing data amongst the nodes of a computer cluster. The use of MPJ-Cache has shown to provide an aggregate data rate of up to 103Gbps. Java applications are executed within a Java Virtual Machine (JVM), which is a managed runtime environment. The execution of applications within such a runtime environment is very different from the execution of native code, that was compiled ahead-of-time. The Java runtime environment consists of several sophisticated components, including the core runtime system, a garbage collector and a Just-In-Time (JIT) compiler. Modern JVMs strive to provide out-of-the-box high-performance, however in some situations, users may want to tune the JVM to better suit the behaviour and needs of a particular application. In order to do this, a profile of the target application should be obtained.