Afin de caractériser les voies de signalisation du système immunitaire inné, nous étudions l'interaction entre le ver C. elegans et le champignon Drechmeria coniospora. Une des réponses du ver à l'infection consiste en une augmentation de la production de peptides antimicrobiens (PAM) dans l'épiderme. Des vers transgéniques exprimant le gène rapporteur de la GFP sous le contrôle du promoteur d'un PAM, fluorescent vert après infection. Si un gène nécessaire à l'expression des PAM est inactivé, alors les vers transgéniques ne fluorescent plus après infection. Nous avons effectué un crible pour identifier les molécules de signalisation nécessaires à l'expression des PAM en utilisant une approche quantitative et semi-automatique par ARN interference (ARNi). Deux banques d'ARNi couvrant 95% du génome, soit 20 000 gènes, ont été criblées et 360 candidats bloquant l'induction de la GFP après infection ont été obtenus, correspondant à 343 gènes. Une caractérisation phénotypique a permis de placer les candidats dans différentes catégories fonctionnelles et permis d'identifier d'une part un récepteur agissant en amont de la voie de signalisation p38 nécessaire à l'activation des gènes PAM, d'autre part une implication des granules de stress lors de l'infection. Ces analyses sont le fondement pour l'établissement d'une description compréhensive du réseau génétique régulant le système immunitaire inné du ver et permettront de révéler les interactions complexes entre l'immunité et les processus physiologiques au niveau moléculaire, cellulaire et au niveau de l'organisme. / To investigate innate immune signaling, we study the interaction of C. elegans with the fungus Drechmeria coniospora. One of the responses of the worm to this infection is the up-regulation of a variety of antimicrobial peptide (AMP) genes in the epidermis. Transgenic worms carrying a GFP reporter gene under the control of an AMP promoter fluoresce green after infection by D. coniospora. If a gene required for AMP gene expression is inactivated, the reporter strain will not turn green upon infection. Using this fluorescent read-out, we have been able to screen for signaling molecules required for AMP gene expression using a quantitative semi-automated RNAi approach. We have screened two RNAi libraries that together cover 95% of the ca. 20,000 genes in the C. elegans genome and we obtained 360 high-confidence candidates that reduced the level of induction of green fluorescence after infection, and correspond to 343 genes. A further phenotypic characterization allowed the candidates to be grouped into distinct functional categories and allowed the identification of both a receptor acting upstream the p38 MAPK pathway necessary for the activation of the AMPs, and the implication of stress granules during infection. Altogether, the screen data and its analysis represent the foundation for the establishment of a comprehensive description of the signaling network regulating the innate immune system of the worm and will shed light on the complex interactions between immunity and other physiological processes at the molecular, cellular and organismal level.

Cette thèse est dédiée aux développements méthodologiques et applications de la métabolomique par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) à très hauts champs. La première partie de ce manuscrit est dédiée à une présentation générale de la métabolomique par RMN. Nous décrivons ensuite les résultats obtenus concernant l’introduction d’une technique à dimensionnalité réduite pour la caractérisation des mélanges complexes, dénommée spectroscopie RMN par projections ciblées. La seconde partie de ce manuscrit décrit les résultats de trois études métabolomiques portant sur des populations humaines. La première analyse démontre que les échantillons de sérum collectés dans le cadre de la cohorte européenne prospective internationale EPIC sont appropriés pour une étude métabolomique. Les deux études suivantes recherchent une signature métabolique dans le sérum du cancer du sein métastatique et une signature plasmatique potentielle pour différentes pathologies hépatiques comme le carcinome hépatocellulaire. La troisième partie de cette thèse est dédiée à l’étude d’organismes modèles. La première étude caractérise les différences métaboliques systémiques entre quatre souches de rats couramment utilisées comme contrôles en génétique. Dans la seconde analyse, nous étudions les effets du vieillissement physiologique chez Caenorhabditis elegans (C. elegans), observons que le processus de restriction alimentaire tamponne les modifications métaboliques associées au vieillissement et que des perturbations du métabolisme de la phosphocholine corrèlent avec l’espérance de vie. La troisième étude caractérise des modifications métaboliques importantes chez un mutant de C. elegans, pour le gène ahr-1, suggérant un rôle dans le développement et le vieillissement. Enfin, nous étudions les effets au niveau métabolique de l’interaction entre la protéine endogène E4F1 et la protéine virale HBx dans des cellules hépatiques infectées par le virus de l’hépatite B. / This thesis is dedicated to developments and applications of metabolomics, exploiting high field NMR spectroscopy. The first part is dedicated to a general presentation of metabolomics. We also report results about the introduction of reduced dimensionality techniques for the characterization of complex mixtures, coined targeted projection NMR spectroscopy. The second part of this manuscript reports results about three different metabolomic studies carried out in human populations. The first analysis demonstrates the suitability for metabolomics of serum samples collected in the framework of the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC) study. The second study investigates a serum metabolic signature of metastatic breast cancer. The last analysis establishes potential plasma metabolic signatures for different liver pathologies, like hepatocellular carcinoma. The third part of this thesis is dedicated to the characterization of various model organisms. The first study presents a characterization of plasma and urine metabolic differences between four rat strains commonly used as controls in genetic studies. In the second study, we investigate the effects of physiological aging in Caenorhabditis elegans (C. elegans) and observe that dietary restriction buffers metabolic changes associated with aging. We further identify that perturbations in phosphocholine metabolism correlate with life expectancy. The third analysis of this part characterizes the ahr-1 C. elegans mutant, showing strong metabolic changes in ahr-1 mutants, which suggest an involvement in development and aging processes. We finally investigate in the last study the effects at the metabolic level of the interaction between an endogenous protein E4F1 and a viral protein HBx in liver cells infected by hepatitis B virus.