Les cancers de la prostate sont classés en deux catégories. Les cancers de haut grade se distinguent des cancers de bas grade par une plus forte agressivité et un pronostic plus mauvais. Lorsqu’ils deviennent résistants à l’hormonothérapie, les cancers de haut grade sont traités par une chimiothérapie basée sur les taxanes. Néanmoins, les taux de réponse restent faibles. Il existe donc un réel besoin quant à l'identification d'alternatives thérapeutiques qui soient spécifiques de ce type de tumeur. Dans cette optique, notre travail a été de proposer une telle alternative par une approche qui prenne en compte la génétique spécifique des cancers de haut grade. Nous avons exploité une signature de 86 gènes dont le niveau d’expression permet de discriminer entre les tumeurs de haut et de bas grade. Par une approche in silico originale utilisant la banque de données du NCI, nous avons identifié 382 corrélations entre le niveau d’expression de 50 gènes et la sensibilité à 139 agents antiprolifératifs. Parmi ces corrélations, nous avons identifié une signature de 9 gènes qui est spécifique de la réponse à l’oxaliplatine. Cette signature a été confirmée sur le plan fonctionnel dans les lignées cancéreuses prostatiques DU145 et LNCaP. Nous avons donc fourni la preuve de concept que notre approche permet d’identifier de nouvelles molécules pouvant être utilisées en alternative aux taxanes pour traiter spécifiquement les cancers de haut grade. Cette stratégie permet aussi d’identifier de nouveaux marqueurs (gènes) régulant la sensibilité à certains médicaments. Nos résultats démontrent par exemple le rôle des gènes SHMT, impliqués dans la régulation du métabolisme monocarboné, dans la sensibilité spécifique à l’oxaliplatine par un mécanisme qui fait intervenir, du moins en partie, une dérégulation du niveau de méthylation global de l’ADN. / Prostate cancers are classified in two categories. High grade cancers are distinguished from low grade cancers by their higher agressivity and worse prognostic. When they become refractory to hormone therapy, high grade cancers are treated with a taxane-based chemotherapy. However, response rates remain low. Therefore, there is a real need for the discovery of new therapeutic alternatives which are specific for this type of tumors. For that purpose, our work aimed at proposing such an alternative with a strategy that took into account the high grade genetic background. We exploited a signature of 86 genes for which expression level could distinguish between low grade and high grade tumours. With an original in silico approach, we searched the NCI databases and identified 382 correlations between 50 genes and the sensitivity to 139 antiproliferative agents. Among these, a signature of 9 genes was able to specifically predict cell response to oxaliplatin. This signature was validated at the functional level in two prostate cancer cell lines, DU145 and LNCaP. We have thus provided the proof-of-concept that our approach allows the identification of new drugs that can be used alternatively to taxanes in order to specifically treat high grade prostate cancers. This strategy also allows the identification of new markers (genes) regulating the sensitivity to various drugs. Our results demonstrate for example the implication of SHMT genes, which are involved in the regulation of the one-carbon metabolism, in the specific sensitivity to oxaliplatin, by a mechanism which involves, at least in part, the deregulation of the global level of DNA methylation.

Candida albicans est un pathogène opportuniste présent à l'état commensal chez 75% de la population. Il s'agit du premier pathogène d'origine fongique (4ème cause d'infections nosocomiales) responsable d'infections superficielles chez les personnes immunocompétentes ou d'infections profondes chez les personnes immunodéprimées. Les protéines à ancre GPI (Glycosyl Phosphatidyl Inositol) de C. albicans, situées à l'interface entre la levure et les cellules de l'hôte, semblent être les plus aptes à moduler la réponse immunitaire. Au cours de cette étude, une banque de surexpression et de sécrétion d'une vingtaine de domaines fonctionnels putatifs issus de protéines à ancre GPI potentiellement exposées à la surface a été construite. Le crible réalisé a permis d'identifier sept polypeptides impliqués dans la modulation de la réponse des cellules macrophages et trois polypeptides ayant des propriétés immunogènes. Dans un deuxième projet, nous avons démontré que la protéine à ancre GPI Rbt1 spécifique des hyphes de C. albicans avait des propriétés d'adhésines aux substrats abiotiques et contribuait à la formation de biofilm et d'agrégats. La caractérisation de cette protéine a permis d'apporter des données nouvelles concernant l'exposition en surface de protéines membranaires suivant la forme morphologique de C. albicans. / C. albicans is an opportunistic pathogen present as commensal in 75% of the population. This is the first fungal pathogen (4th cause of nosocomial infections) responsible for superficial infections in immunocompetent patients or deep infections in immunocompromised patients. C. albicans GPI-anchored proteins (Glycosyl Phosphatidyl Inositol) present at the interface between the yeast and the host cells appear to be the proteins most capable of modulating the immune response. In this study, a library overexpressing and secreting twenty fonctionnal domains from GPI-anchored proteins potentially exposed to the surface was constructed. We identified seven polypeptides involved in the modulation of the macrophage response and three polypeptides with immunogenic properties. In a second project, we demonstrated the properties of the hyphae specific GPI-anchored protein Rbt1 in adhesion, biofilm formation and aggregation. The characterization of this protein gives us new data on surface exposure of membrane proteins depending to C. albicans morphological state.

Brucella est une bactérie à Gram négatif, responsable de la brucellose, une zoonose ré-émergente. Sans traitement efficace, la pathologie peut devenir chronique et atteindre une grande variété de cellules et d'organes. Il a été montré que cette capacité à persister dans l'organisme pourrait être facilitée par son aptitude à se répliquer dans les cellules dendritiques (DCs) et à contrôler leur maturation in vitro. Les DCs sont considérées comme les cellules présentatrices d'antigènes les plus efficaces du système immunitaire. Elles forment un réseau complexe de cellules composé de plusieurs populations qui différent par leur origine, leur fonction ou leur localisation. Ainsi l'étude des interactions entre Brucella et les DCs doit être approfondie à ces différents sous-types. Dans ce but, nous avons utilisé différents modèles d'obtention de DCs in vitro précédemment décrits dans la littérature. Ces différentes méthodes de culture nous permettent d'obtenir plusieurs populations de cellules qui partagent des caractéristiques phénotypiques et fonctionnelles avec les sous-types observés in vivo. Nous avons ensuite comparé l'infection par Brucella entre le modèle classique utilisant du GMCSF à des méthodes utilisant du Flt3l ou du GMCSF combiné au Flt3l, à l'IL15 encore à l'IL4. Les résultats obtenus montrent que le contrôle de la maturation des DCs n'est pas un phénomène retrouvé dans toutes les populations. Nous avons pu montrer que dans certaines conditions la réplication de Brucella est moins efficace. Le champ d'étude des interactions entre Brucella et les DCs reste étendu et la compréhension de ces mécanismes pourrait fournir des clés pour combattre cette bactérie. / Brucella is a facultative intracellular gram-negative bacterium, responsible for a re-emergent zoonosis called brucellosis. Without effective treatment, the pathology may become chronic and reach a wide variety of cells and organs. This ability to persist into the organism has been pointed out as being presumably facilitated by its aptitude to replicate into dendritic cells (DCs) and to control their in vitro maturation. These cells are regarded as the most efficient antigen-presenting cells of the immune system. They form a complex network of cells consisting of several populations differing from each other from their origin, function or location. As a consequence, the interactions between Brucella and DCs should be studied more deeply as regarding the different subset. For that purpose, we used different models of in vitro DCs from former descriptive studies. These various culture methods allow us to get different population sharing phenotypic and functional features with the subtypes examined in vivo. Then, we compared Brucella infection of classical model using GMCSF to methods using Flt3l or GMCSF combined with Flt3l, IL15 or IL4. The results demonstrate that the control of DCs maturation is not a phenomenon that we can find again in every population. Moreover, we showed that the replication of Brucella is less active under certain conditions. The scope of the study on the interactions between Brucella and DCs remains extensive, and the understanding of those mechanisms might open doors in the fight against this bacterium.

Résumé : Le carcinome hépatocellulaire (HCC) est la troisième cause commune de décès de cancer et affecte plus les hommes que les femmes. Le HCC résulte d’une dérégulation des voies de signalisation impliquées dans l’initiation de l’inflammation menant ainsi à des répercussions désastreuses. De part la complexité de ce type de cancer, les traitements qui existent à ce jour ne sont pas très prometteurs et ont un faible pourcentage de « rémission ». L’immunothérapie soulève beaucoup d’espoir quant à l’orientation vers un traitement efficace plausible. En effet, plusieurs suppresseurs de tumeur se retrouvent réprimés, parmi lesquels le SOCS1. C’est dans cette optique que nos recherches se sont orientées en mettant la lumière sur le SOCS1 «suppresseur de signalisation des cytokines 1 (SOCS1) » qui est réprimé au niveau du HCC et dont la restauration pourrait contribuer à un pronostic favorable à la rémission. La protéine SOCS1 a beaucoup attisé la curiosité des chercheurs de part son rôle suppresseur de tumeur. Pour comprendre les mécanismes d’action de SOCS1 et son implication dans la neutralisation de la tumeur, nous avons généré trois types stables de la lignée cellulaire du carcinome hépatocellulaire de souris Hepa1-6, une portant un vecteur vide, l’autre exprimant le type sauvage du gène SOCS1 (SOCS1-WT; Hepa-S) et une portant une mutation au niveau du domaine SH2 (SOCS1-R105K; Hepa-R). Le mutant ne peut plus inhiber la signalisation des cytokines. Lors de l'implantation sous-cutanée des cellules Hepa1-6 modifiées, chez des souris C57BL/6 et NOD.scid.gamma (NSG). Nous avons observé que les cellules Hepa1-6 exprimant le vecteur de contrôle (Hepa-V) formaient de grosses tumeurs tandis que les cellules Hepa-S formaient de petites tumeurs chez les deux types de souris. Les cellules Hepa-R quant à elles, formaient de grosses tumeurs seulement chez des souris immunodéficientes (NSG) mais montraient une croissance nettement retardée lorsqu’elles étaient greffées aux souris (C57BL/6) immunocompétentes. Partant de ce constat intrigant, nous avons postulé que SOCS1 favorise l'immunogénicité des cellules tumorales par son domaine SOCS Box. Par conséquent, les cellules Hepa-R offrent une occasion unique de démêler le potentiel pro-immunogène de SOCS1, et ceci dans le but d'élucider les fonctions immunogènes de SOCS1 dans le cancer du foie. Jusqu'à présent aucune précédente recherche ne s’est aventurée à chercher l’implication de SOCS1 dans l’augmentation de l’immunogénicité. / Abstract : Hepatocellular carcinoma (HCC) is the third common cause of cancer deaths and affects men more than women. HCC results from a disregulation that affects many factors including inflammation, leading to disastrous repercusions. Due to the complexity of this type of cancer, existing treatments nowadays are not promising and have a low remission percentage. Immunotherapy raises great hope regarding the direction towards a plausible effective treatment. It is in this context that our research has focused on shedding light on the SOCS1 "signaling suppressor of cytokine 1 '(SOCS1)" which was found to be suppressed in HCC and whose restoration could contribute to a favorable prognosis. The SOCS1 many fueled the curiosity of researchers due to its suppressor role in tumor. To understand the underlying mechanisms, we generated three types of stable mice cell line hepatocellular carcinoma Hepa1-6, one carrying an empty vector, the other expressing the wild-type gene SOCS1 (SOCS1-WT; hepatic S) and carrying a mutation in the SH2 domain (SOCS1-R105K; Hepa-R). These mutants cannot inhibit JAK-STAT cytokine signaling. Upon subcutaneous implantation of the modified Hepa1-6 cells in C57BL/ 6 and NOD.scid.gamma (NSG) mice, the Hepa1-6 cells expressing the control (Hepa-V) formed large tumors while the Hepa-S cells formed small tumors in both types of mice. Hepa-R cells in turn, formed large tumors only in immunodeficient mice (NSG), but showed a markedly delayed growth when transplanted into (C57BL / 6) immunocompetent mice. Based on this intriguing finding, we speculate that SOCS1 could promote immunogenicity of tumor cells, which was masked by the ability of SOCS1 to inhibit signaling of growth factors. Therefore, Hepa-R cells provide a unique opportunity to unravel the pro-immunogenic potential of SOCS1, and this in order to elucidate the immunogenic functions of SOCS1 in liver cancer. So far no previous research studied the potentiel of SOCS1 in increasing immunogenicity.

Plusieurs arguments de la littérature suggèrent l’importance de l’alimentation dans le développement tumoral et l’efficacité des traitements anti-cancereux. Dans différents modèles animaux, la restriction calorique (CR) supprime la prolifération des cellules tumorales et les sensibilise aux thérapies ciblées. Par conséquent, des approches non-pharmacologiques comme la restriction calorique ont un intérêt grandissant en clinique. Considérant l’addiction des cellules tumorales aux nutriments, nous nous sommes demandé quels macronutriments pouvaient avoir des propriétés anticancéreuses. A partir d’un modèle murin de lymphomes B (modèle transgénique Eµ-Myc) nous avons testé l’impact de deux régimes alimentaires : l’un pauvre en glucides (Low CHO, 25% de réduction en glucides) et l’autre pauvre en protéines (Low PROT, 25% de réduction en protéines). Des souris syngéniques C57BL/6 ont été injectées par voie intraveineuse avec des cellules primaires Eμ-Myc. Malgré un apport alimentaire équivalent entre les groupes, nous avons observé que le régime pauvre en protéines augmente la survie globale des souris C57BL/6 développant un lymphome B Eµ-Myc. De manière intéressante, nous avons démontré que cet effet pro-survie est dépendant du système immunitaire. En effet, la déplétion des cellules T CD8+ ou l’utilisation d’un modèle murin immunodéficient NSG (NOD-SCID il2rγ), empêche l’effet bénéfique du régime pauvre en protéines sur le développement tumoral. Nous avons reproduit et étendu nos observations en utilisant des lignées modèles de cancéreuses colorectaux (CT26) et de mélanome (B16) injectée dans des souris syngéniques, immunocompétente. Les cellules tumorales étant fortement dépendantes des nutriments, nous avons émis l’hypothèse qu’un régime pauvre en protéines pourrait induire un stress du réticulum endoplasmique (RE) dans ces dernières. En effet, nous avons observé une augmentation des protéines impliquées dans la signalisation du RE : CHOP et sXBP1. Par conséquent, nous avons traité les souris nourries en régime pauvre en protéines avec deux inhibiteurs du stress du RE : TUDCA, inhibiteur générique et MKC4485 qui cible l’activité ribonucléase d’IRE1. Dans les deux cas, ces inhibiteurs ont bloqué l’effet du régime faible en protéines sur le développement tumoral et l’infiltration des T CD8+ au sein de la tumeur. Pour s’affranchir, des potentiels effets secondaires des inhibiteurs chimiques, nous avons invalidé IRE1 dans la lignée CT26 et nous avons obtenus des résultats similaires, démontrant que la voie IRE1 dans les cellules tumorales est une voie centrale dans la réponse immunitaire anticancéreuse induite par un régime pauvre en protéines. En outre, nous avons découvert que l’activation de RIG-I est un événement en aval de l’activation d’IRE1 et que, par analyse bio-informatique nous avons pu corréler une signature IRE1 à une infiltration immunitaire élevée et à une immunogénicité accrue du cancer chez les patients atteints de mélanome, glioblastome et cancer colorectal. De ce fait, nous avons démontré que la réponse du système immunitaire induite par un régime pauvre en protéines est une conséquence de l’activation accrue de IRE1 dans les cellules cancéreuses. / Several arguments from the literature suggested the importance of diets in cancer development and in the efficacy of anti-cancer therapies. Calorie restriction (CR) suppresses cancer growth in various animal models and sensitizes tumor cells to targeted therapies (Meynet & Ricci, 2014). Thus, non-pharmacologic approaches such as CR have a growing interest in the clinic. Considering the nutrient addiction of cancer cells, we wondered which specific macronutrients contribute the most to anti-cancer effects. Therefore, we tested the reduction in specific macronutrient without decrease in general calorie intake on tumor development. We used two diets: reduced in carbohydrates (Low CHO, -25% carbohydrates) and diet reduced in protein (Low PROT, -25% proteins) on the Eµ-Myc transgenic mouse model of B-cell lymphoma. Syngeneic C57BL/6 mice were intravenously injected with primary Eμ-Myc cells. We observed that low PROT-diet, in spite of equal calorie intake among the groups, resulted in increase of the overall survival of Eµ-Myc-bearing C57BL/6 mice. Very importantly, we established that this pro-survival effect is immune system-dependent as both depletion of CD8+ T cells and use of immunodeficient NSG (NOD-SCID il2rγ) mouse model prevented the beneficial effect of the low PROT-diet on the tumor development. We reproduced and further extended our observations using subcutaneous injection of CT26 colorectal cancer cells in syngeneic immunocompetent BALB/c mice and B16 melanoma in C57BL/6 mice. As tumor cells are highly dependent on nutrients, we speculated that low PROT diet could induce ER stress in tumor cells. Indeed, we observed increase in proteins implicated in ER stress signaling – CHOP and sXBP1. Therefore, we treated low PROT-diet fed mice with two ER stress inhibitors, the general inhibitor TUDCA or MKC4485, which targets IRE1 RNAse activity. In both cases, inhibitors significantly prevented the effect of the Low PROT-diet on tumor development and on intratumoral number of CD8+ T cells. To eliminate any side effects of chemical inhibitors, we invalidated IRE1 in CT26 cells and obtained similar results, demonstrating that IRE1 signaling in tumor cells is a central event in the low PROT-diet induced anti-cancer immune response. In addition, we have uncovered RIG-I activation as a downstream event of IRE1 activation and by bioinformatic analysis correlated high-IRE1 signature with high immune infiltration and enhanced immunogenicity of cancer in patients bearing melanoma, glioblastoma and colorectal cancer. Hence, we have shown that the immune system response elicited under a Low PROT diet is a consequence of increased IRE1 activation in cancer cells.

Les migrants, en particulier ceux originaires d'Afrique sub-Saharienne, représentent une part importante des personnes infectées par le VIH en France. Bien que le dépistage et la prise en charge soient de plus en plus précoces en France, un sur-risque de diagnostic tardif et d'initiation retardée du traitement est rapporté chez les migrants, particulièrement chez les hommes, par rapport aux autres personnes infectées par le VIH. Les objectifs de ce travail de thèse étaient d'étudier le délai d'initiation du traitement antirétroviral puissant en dehors de l'urgence thérapeutique (CD4>200/µL et pas de statut clinique définissant le SIDA) et d'évaluer l'efficacité biologique et clinique après initiation du traitement, selon l'origine géographique, le sexe et le groupe de transmission à VIH. Pour ce faire, les données issues de la base de données hospitalière française sur l'infection à VIH (FHDH ANRS CO4) ont été utilisées. Par rapport aux hommes nés en France ayant des rapports sexuels avec des hommes (HSH non migrants), seuls les hommes migrants originaires d'Afrique sub-Saharienne et des Antilles non Françaises avec des CD4>350/µL à l'entrée dans le soin ont une probabilité plus faible de démarrer le traitement ARV. Les délais nécessaires à l'obtention d'une couverture de santé une fois entré dans le soin ne suffisent pas à expliquer cette différence. Après initiation du traitement antirétroviral, quel que soit le stade d'avancement de la maladie et malgré la prise en compte des caractéristiques démographiques, biologiques, cliniques et thérapeutiques à l'initiation du traitement, comparé aux HSH non migrants, les migrants ont une probabilité plus faible de remonter leurs CD4. En revanche, les hommes hétérosexuels quelle que soit leur origine géographique, ont une probabilité plus élevée de moins bonne réponse virologique et d’avoir un premier évènement clinique. Un rôle majeur du niveau de CD4, du statut clinique et de l’âge à l’initiation du traitement est observé. Ces différences pourraient également être influencées par des facteurs socio-économiques, des facteurs de risques comportementaux ou le mode de vie, pour lesquels nous n’avons pas d’information dans la FHDH. Les évènements ne définissant pas le SIDA sont responsables d’une grande morbidité, avec la survenue de beaucoup d’évènements infectieux notamment. Cependant une fois entrés dans le soin et traités, hormis pour les risques d’infections ne définissant pas le SIDA plus élevés chez les migrants hétérosexuels par rapport aux non migrants hétérosexuels, il n’y a pas de différence de risque de comorbidités entre migrants et non migrants chez les hommes hétérosexuels et chez les femmes hétérosexuelles. / Migrants, mainly from sub-Saharan Africa (SSA), represent an important part of people living with HIV in France. Despite early screening and access to care have both increased in France, an excess risk of late diagnosis and delayed treatment initiation is reported among migrants, particularly in men, compared with other HIV-infected individuals. The objectives of this thesis were to study time between entry into care and combined antiretroviral therapy (cART) initiation, excluding late access to care, and to evaluate biological and clinical outcome after cART initiation, according to geographic origin, sex and transmission group. Data from the French Hospital Database on HIV (FHDH ANRS CO4) were used. Compared with French native men who have sex with men (MSM), only men originating from SSA and non-French West Indies with CD4>350/µL at entry into care are more likely to begin cART later. Administrative delays in obtaining healthcare coverage do not appear to be the only one responsible. After cART initiation, whatever the CD4 cell count at cART initiation, and after taking into account demographic, immunovirological, clinical and therapeutic characteristics at cART initiation, compared with French native MSM, migrants have a lower likelihood of CD4 cell recovery. However, heterosexual men, whatever the geographic origin, are more likely to have worse virological and clinical outcomes. Older age, a lower CD4 cell count and pre-existing AIDS status at cART initiation had the biggest impact on outcomes of cART but socio-economic level, and lifestyle or behavioral risk factors which are not available in the FHDH could also influence outcomes of cART. Non-AIDS defining events are responsible for a higher morbidity, with a higher incidence of severe infections. After entry into care and cART initiation, except for the risk of non-AIDS infections in heterosexual migrants than in heterosexual nonmigrants, there is no difference of comorbidities between migrants and non migrants among heterosexual men and heterosexual women.

Quercus robur et Quercus petraea sont deux espèces de chêne sympatriques occupant des niches écologiques distinctes et présentant des différences de sensibilités à la sécheresse. La littérature disponible suggère qu’il existe des différences inter-spécifiques stables de l’efficience d’utilisation entre ces deux espèces, Q.petraea présentant des valeurs supérieures à Q.robur. L’efficience d’utilisation de l’eau peut être étudiées à différentes échelles d’intégration spatiales et temporelle. Sur la base de mesures instantanées d’échanges gazeux foliaires, l’efficience d’utilisation de l’eau intrinsèque (Wi) peut être déterminée. D’autre part, l’efficience d’utilisation de l’eau peut être caractérisée par des mesures de composition isotopique du carbone (δ13C) au sein des tissus végétaux ou par l’estimation de l’efficience de transpiration plante entière (TE), permettant ainsi une estimation de l’efficience intégrée dans le temps. La caractérisation de l’efficience à travers ces différents estimateurs a permis de mettre en évidence chez des semis croissant en conditions contrôlées une efficience de transpiration supérieure chez Q.robur bien qu’aucune différence ne soit détectable entre les deux espèces sur la base des mesures instantanées (Wi). Ces variations de TE étaient essentiellement liées aux variations de la production de biomasse par les plants tandis que les variations de Wi qui ont été observées étaient principalement associées à la conductance stomatique. Les variations intra et inter espèces de la dynamique de réponse stomatique au changement abrupte d’un facteur environnemental (lumière, CO2, VPD) n’ont pu être clairement reliées aux variations des différents estimateurs de l’efficience ou leur composantes respectives. Par ailleurs, les conditions de stress hydriques impactaient la dynamique de réponse stomatique chez les deux espèces de chênes. Cet impact se traduit par des réponses stomatiques plus rapides. Les principales différences observées entre les espèces étaient liées à la production de biomasse. Les deux espèces affichaient en effet des stratégies d’allocation du carbone divergentes notamment au niveau du compartiment racinaire. Ainsi Q.petraea produisait un système racinaire plus fin et ramifié que Q.robur. Par ailleurs, cet état de fait était plus marqué sous conditions de stress, conditions à laquelle Q.robur est plus sensible que Q.petraea en terme de production de biomasse. La complexité des relations entre efficience d’utilisation de l’eau et l’ensemble des traits physiologiques et anatomiques étudiés ainsi que leurs possibles implications dans la tolérance à la sécheresse des deux espèces de chênes sont discutées dans cette synthèse. / Quercus robur L. and Quercus petraea (Matt.) Liebl. are two sympatric oak species occupying distinctive ecological niches as well as presenting disparate drought tolerances. Available litterature reports the existence of stable inter-specific differences of water use efficiency (WUE) between the two species, Q. petraea displaying higher values than Q. robur. Water use efficiency can be studied at several integration scales both spatially and temporally. Based on instantaneous foliar gaz exchange, the intrinsic water use efficiency can be determined (Wi). On the other hand, water use can be characterised by measurements of the carbon isotopic composition of plant tissues (13C) or by estimation of the whole plant transpiration efficiency (TE), thus allowing a time-integrated estimate of water use. The characterisation of WUE through these different estimators allowed us to put in evidence in oak seedlings grown under controlled conditions a higher transpiration efficiency in Q. robur even though no differences were observed between the two species regarding instantaneous measurements (Wi). TE variations were mainly linked to the variations of the biomass production by the plants while Wi variations were essentially associated to the stomatal conductance. Both intra and inter specific variations of the dynamics of stomatal response to step changes of environmental factors (light, CO2, VPD) could not be clearly linked to the variations of the different WUE estimates nor their respective components. Nevertheless, drought conditions impacted the stomatal dynamics in both species towards faster stomatal responses, especially for stomatal closing. Furthermore, the main observed differences between species were linked to biomass production. Both species displayed different carbon allocation strategies, especially regarding the root compartment. Thus, Q. petraea produced a significantly more ramified and thinner root system than Q. robur. Such behaviour was accentuated under drought stress, under which Q. robur was more sensitive than Q. petraea in term of biomass production. The complexity of the relationships between water use efficiency and all of these morphological and physiological traits as well as the possible drought tolerance implications in both oak species are discussed in this PhD thesis.

Legionella pneumophila est un pathogène opportuniste avec un cycle de vie intracellulaire obligatoire, ils arrivent à se répliquer dans leurs cellules hôtes comme des protozoaires, en exploitant les protéines et les voies de signalisation de l’organisme infecté pour échapper à sa réponse immunitaire. L. pneumophila est décrite comme un organisme sans oscillations circadiennes, pourtant elle possède des gènes homologues aux gènes circadiennes kaiBC de cyanobactéries. En appliquant un système d’infections in vitro et in vivo ainsi qu’une approche de génomique comparative et fonctionnelle sur l’ organisme modèle Legionella pneumophila mon projet a pour objectif de caractériser le rôle des gènes kaiBC de L. pneumophila. Les protéines KaiABC de cyanobactéries encodent un oscillateur circadien permettant la coordination et l’optimisation temporelle de divers processus biologiques ainsi que l’adaptation aux fluctuations quotidiennes (comme la production d’oxygène via la photosynthèse pendant le jour et la fixation d’azote dans l’obscurité). Notre étude montre que kaiC, kaiB, avec le lpp1114 (codant pour une protéine à plusieurs domaines), l’ensemble constitue une unité transcriptionnelle sous la commande du facteur sigma RpoS. Les souches mutantes de l'opéron kai affichent une haute sensibilité sous conditions de stress par le paraquat ou le sel en comparaison avec la souche sauvage. En effect, nos données provenant d’une expérience utilisant des systèmes de double hybride suggèrent que les proteines KaiC et KaiB de L. pneumophila n’interagissent pas comme ceux de cyanobactéries. Cependant, une version étendue de L. pneumophila KaiB contenant des résidus de C-terminal de T. elongatus est capable d’interagir avec KaiC. Nous démontrons aussi que la structure cristalline de KaiB de L. pneumophila révèle un pliage pareil a ceux de thiorédoxine (protéine d'oxydoréduction) mais manque les résidus de l'extrémité C-terminale important pour l'interaction avec KaiC. En revanche, L. pneumophila KaiC conserve l'activité d'autophosphorylation, mais KaiB ne declénche pas la phosphorylation de KaiC comme chez les cyanobacteries. L'analyse phylogénétique des protéines de Kai indique qu'elles ont été transférés à L. pneumophila et ont évolué de Synechosystis KaiC2B2 et pas du copie circadienne KaiB1C1. Il semble que les protéines Kai de L. pneumophila améliorent son adaptation à des conditions stressantes et aux changements environnementaux. / Legionella pneumophila is an opportunistic pathogen with an intracellular life cycle that uses aquatic protozoa as replication niche and protection from harsh environments. Although L. pneumophila is not known to have a circadian clock, it encodes homologues of the KaiBC proteins of Cyanobacteria that regulate circadian gene expression. By using a wide range of in vitro, in vivo and in silico approaches I characterized the KaiB and KaiC proteins of L. pneumophila The proteins KaiABC of cyanobacteria coordinate a circadian oscillator that regulates many physiological functions in the cells according to the day and the night time induce by the rotation of the Earth (e.g. they do photosynthesis during the day and nitrogen fixation during the night). We show that L. pneumophila kaiB, kaiC and the downstream gene lpp1114, are transcribed as a unit under the control of the stress sigma factor RpoS. Mutant analyses revealed that the kai operon-encoded proteins increase fitness of L. pneumophila in competitive environments, and confer higher resistance to oxidative and sodium stress. Indeed, KaiC and KaiB of L. pneumophila do not interact as evidenced by yeast and bacterial two- hybrid analyses. Fusion of the C-terminal residues of cyanobacterial KaiB to Legionella KaiB restores their interaction. The crystal structure of L. pneumophila KaiB suggests that it is an oxidoreductase-like protein with a typical thioredoxin fold. In contrast, KaiC of L. pneumophila conserved autophosphorylation activity, but KaiB does not trigger the dephosphorylation of KaiC like in Cyanobacteria. The phylogenetic analysis indicates that L. pneumophila KaiBC resemble Synechosystis KaiC2B2 and not the circadian KaiB1C1 copy. Thus, the L. pneumophila Kai proteins do not encode a circadian clock, but enhance stress resistance and adaption to changes in the environments.

L'objet de cette thèse est le développement d'un cadre unifié pour étudier la régularité de certains éléments caractéristiques des dynamiques chaotiques (pression/entropie topologique, mesure de Gibbs, exposants de Lyapunov) par rapport à la dynamique elle même. Le principal problème technique est la perte de régularité venant de l'utilisation d'un opérateur de composition, l'opérateur de transfert, dont les propriétés spectrales sont intimement liées aux "éléments caractéristiques" ci-dessus. Pour surmonter ce problème, nous établissons un théorème de régularité par rapport aux paramètres pour des points fixes, dans un esprit proche du théorème des fonctions implicites de Nash Moser. Nous appliquons ensuite cette approche "point fixe" au problème de la réponse linéaire (régularité de la mesure invariante du système par rapport aux paramètres) pour une famille de dynamiques uniformément dilatantes. Dans un second temps, nous étudions la régularité du plus grand exposant de Lyapunov d'un produit aléatoire d'applications dilatantes, s'appuyant sur notre théorème de régularité et la théorie des contractions de cônes. Nous en déduisons la régularité par rapport aux paramètres de la mesure stationnaire, de la variance dans le théorème limite central, et d'autres quantités dynamiques d'intérêt. / The aim of this thesis is the development of a unified framework to study the regularity of certain characteristics elements of chaotic dynamics (Topological presure/entropy, Gibbs measure, Lyapunov exponents) with respect to the dynamic itself. The main technical issue is the regularity loss occuring from the use of a composition operator, the transfer operator, whose spectral properties are intimately connected to the aformentionned "characteristics elements". To overcome this issue, we developped a regularity theorem for fixed points (with respect to parameter), in the spirit of the implicit function theorem of Nash and Moser. We then apply this "fixed point" approach to the linear response problem (studying the regularity of the system invariant measure w.r.t parameters) for a family of uniformly expanding maps. In a second time, we study the regularity of the top characteristic exponent of a random prduct of expanding maps, building from our regularity theorem and cone contraction theory. We deduce from this regularity w.r.t parameters for the stationanry measure, the variance in the central limit theorem, and other quantities of dynamical interest.

La bactérie Deinococcus radiodurans se distingue par sa résistance exceptionnelle aux rayonnements γ, UV, à la dessiccation et au stress oxydant. La radiorésistance de D.radiodurans résulte de l’association de plusieurs mécanismes, dont des systèmes efficaces de réparation de l’ADN et de détoxification des ROS, la protection des protéines contre l’oxydation, une structure compacte du nucléoïde et des protéines spécifiques aux Deinococcaceae, qui sont fortement induites après l’exposition des cellules au rayonnement γ. Le gène ddrI (DNA damage response) est fortement induit après exposition des cellules au rayonnement γ et code un régulateur transcriptionnel appartenant à la sous-famille CRP (cAMP receptor protein). Comparée à la souche sauvage, la souche privée de DdrI présente des défauts de division cellulaire et/ou de ségrégation de l’ADN, et est sensible aux agents génotoxiques, au stress oxydant et au choc thermique. La prédiction in silico des cibles potentielles de DdrI suggère que cette protéine régule l’expression d’une centaine de gènes impliqués dans la réplication, la réparation de l’ADN, la transduction de signal, la réponse au stress oxydant et au choc thermique. La séquence consensus 5’TGTGA(N6)TCACA3’, extrapolée à partir des 115 séquences cibles potentielles de DdrI, est spécifiquement fixée par DdrI uniquement en présence d’AMPc. Après un choc thermique, DdrI induit directement ou indirectement l’expression de nombreux gènes codant des protéases, des protéines du métabolisme de l’ADN, des lipides, des carbohydrates ainsi qu’un inhibiteur de la traduction. PprA, une protéine spécifique aux Deinococcaceae, joue un rôle crucial dans la radiorésistance et est impliquée dans la ségrégation des chromosomes et/ou la division cellulaire après réparation de l’ADN. De manière intéressante, l’absence de RecN, une protéine de la famille SMC, supprime la sensibilité du mutant ΔpprA aux agents génotoxiques, aux inhibiteurs de l’ADN gyrase et les défauts de ségrégation observés dans le mutant ΔpprA après irradiation des cellules. Après exposition des cellules au rayonnement γ, l’absence de RecN réduit la fréquence de recombinaison entre ADN chromosomique et plasmidique, suggérant que RecN intervienne dans la réparation de l’ADN par recombinaison homologue. Nous proposons un modèle, dans lequel RecN, en favorisant la réparation de l’ADN par recombinaison homologue, nécessite la présence de PprA pour favoriser le recrutement des ADN topoisomérases et la résolution des contraintes topologiques engendrées par ce mécanisme de réparation d’ADN. / The Deinococcus radiodurans bacterium exhibits resistance to γ and UV radiation, desiccation and oxidative stress. The molecular mechanisms contributing to the radioresistance of D. radiodurans include very efficient DNA repair mechanisms and ROS detoxification systems, protein protection against oxidation, a compact nucleoid structure and a subset of Deinococcus specific genes which are strongly induced after γ radiation. The ddrI (DNA damage response) gene is highly up-regulated after exposure to γ radiation and encodes a transcription factor belonging to the CRP (cAMP receptor protein) family. Compared to wild type cells, cells devoid of DdrI display defects in cell division and/or DNA segregation and is sensitive to DNA damaging agents, oxidative stress and heat shock treatment. In silico predictions of putative DdrI targets suggest that hundreds of genes,belonging to various cellular processes (DNA replication and repair, oxidative stress and heat shock responses, regulation of transcription and signal transduction) may be regulated by DdrI. The pseudopalindromic 5’TGTGA(N6)TCACA3’ consensus sequence, extrapolated from 115 potential DdrI binding sites, is specifically bound by DdrI only in presence of cAMP. After heat shock treatment, DdrI is involved directly or indirectly, in the induction of heat shock response genes coding proteases, proteins involved in DNA, lipid, carbohydrate metabolism and a translation inhibitor. Among the Deinococcus specific proteins required for radioresistance, the PprA protein was shown to play a major role for accurate chromosome segregation and cell division after completion of DNA repair. Here, we analyzed the cellular role of the RecN protein belonging to the SMC family and, surprisingly, observed that the absence of the RecN protein suppressed the sensitivity of cells devoid of the PprA protein to γ- and UV-irradiation and to treatment with mitomycin C or DNA gyrase inhibitors. The absence of RecN also alleviated the DNA segregation defects displayed by the ΔpprA cells recovering from irradiation. After irradiation, the absence of RecN reduced recombination between chromosomal and plasmid DNA, indicating that the RecN protein is important for recombinational repair of DNA lesions. Here, we propose a model in which RecN, by favoring recombinational repair of DNA double strand breaks, requires the PprA protein to facilitate the recruitment of the DNA topoisomerases to resolve the topological constraints generated by DNA double strand break repair through homologous recombination.