Les propriétés du bois de pin maritime varient aux niveaux chimique, anatomique et mécanique. Six types de bois peuvent être trouvés au sein d’un même arbre : bois précoce, bois tardif, bois de couronne, bois de base, bois de compression et bois opposé. Au cours de cette thèse, nous avons testé l’hypothèse selon laquelle la variabilité phénotypique des propriétés de bois, serait liée à l’expression différentielle des protéines lors de la xylogénèse. Par une approche protéomique basée sur l’électrophorèse bidimensionnelle et la spectrométrie de masse en tandem (LC ESI MS/MS), nous avons identifié 165 protéines différentiellement exprimées le long d’un gradient d’âge cambial (bois juvénile vs. bois mature) ainsi que 93 protéines différentiellement exprimées au cours de la saison de végétation (bois de printemps vs. bois d’été) chez le pin maritime. Une analyse chimique complémentaire des échantillons a été réalisée par pyrolyse analytique. Nos résultats montrent que le xylème secondaire formé en début de saison ainsi que celui qui est initié par un cambium jeune présentent une sur-expression de protéines participant à la division cellulaire. Dans le xylème issu d’un cambium âgé ou formé à la fin de l’été nous avons mis en évidence des protéines impliquées dans la défense cellulaire (dont le rôle serait de retarder la mort cellulaire programmée), ainsi que des protéines impliqués dans la biosynthèse des éléments constitutifs de la paroi. Cette étude contribue à renforcer nos connaissances sur les acteurs moléculaires intervenant lors de la xylogénèse. Elle ouvre par ailleurs des pistes de recherche sur la détection de gènes impliqués dans le contrôle génétique des propriétés du bois dans un objectif de sélection assisté par marqueurs. / Wood properties in maritime pine are highly variable at chemical, anatomical and mechanical levels. Six types of wood can be found in a single tree, early wood, late wood, crown wood, base wood, compression wood and opposite wood. In this thesis report, we tested the hypothesis that the observed variability at the phenotypic level, can be bound to the differential expression of proteins during the process of wood formation. We use the tools of proteomics, Bidimensional electrophoresis and LC ESI MS/MS for the discovery of 165 proteins differentially expressed in a cambial age gradient, (from base wood to crown wood), an 93 overexpressed proteins in a seasonal gradient (from early wood collected at the beginning of the growing season, to late wood, collected at summer) Complementary, chemical characterization of the samples was performed using analitycal pyrolisis. Our results showed that the secondary xylem formed at the beginning of the growing season, and the xylem formed by a young cambium, present a overexpression of proteins participating in the intense cell division, characteristical of those tissues, e.g. Biogenesis of cytoskeleton and hemicelluloses, RNA transcription, synthesis, folding and modification of proteins. In the xylem formed at the base of the trunk and at the end of the growing season we have found an over-expression of proteins from cell defense (they role will be to delay programmed cell death) and cell wall formation related proteins e.g. lignin biosynthesis. This study contributes to reinforce our knowledge over the molecular actors involved in the xylogenesis process. It opens, in another hand , research guides for the detection of genes involved in the genetic control of wood properties towards an objecive of marker assisted selection.

Différents facteurs sont connus pour affecter les paramètres de qualité du foie gras. Parmi ces paramètres, la fonte est considérée comme étant la plus critique du point de vue des producteurs et des consommateurs. Outre les facteurs déjà connus, le but de ce travail est d’étudier si les activités protéolytiques hépatiques pourraient jouer un rôle dans le déterminisme de la qualité du foie gras. Pour atteindre cet objectif, trois expérimentations ont été menées, dans lesquelles nous avons utilisé des approches biochimiques et protéolytiques ainsi que des mesures de qualité. Dans ces trois expériences nous avons évalué : 1) l’effet du gavage chez deux types génétiques de canards, 2) l’effet de la vitesse de refroidissement et du stockage post mortem et 3) l’effet de la variabilité de taux de fonte sur les activités protéolytiques. Nos résultats montrent que les activités protéolytiques restent constantes ou baissent avec le gavage. De plus, malgré des différences connues quant à leur capacité à développer une stéatose hépatique, les canards de Barbarie et les canards Pékin ont réagis de la même façon en ce qui concerne leurs activités protéolytiques. En ce qui concerne l’effet des différentes vitesses de refroidissement, nous avons montré que plus le refroidissement est lent, plus le foie fond et que ceci est –au moins partiellement- due à des activités protéolytiques plus élevées. Finalement, nous avons montré que les foies à fonte élevée présentés également des activités protéolytiques supérieures à celles des foies à fonte faible. Dans cette thèse, nous avons pu mettre en évidence certaines relations existantes entre la protéolyse hépatique et les qualités du foie gras de canard. Cependant, d’autres études seront nécessaires pour mieux comprendre les mécanismes responsables de ces relations dans le but d’exploiter le potentiel des protéases dans la maîtrise de la qualité du foie gras. / Different factors are known to affect the quality parameters of « foie gras ». Among those parameters, the cooking loss is considered to be the most critical one in the eyes of both producers and consumers. Besides already known factors, the objective of this work is to investigate whether proteolytic activities might play a role in the determinism of « foie gras» cooking losses. To achieve this objective three experiments were conducted in which we used biochemical and proteomic approaches as well as quality analysis. In these three different experiments we evaluated: 1) the effect of overfeeding in two breeds of ducks (Muscovy and Pekin ducks) 2) the effect of chilling rate and post mortem storage and 3) the effect of cooking loss variability on proteolytic activities. Our results show that overfeeding either does not affect proteases activities, either causes their decrease. In addition, despite the known differences regarding their ability to develop hepatic steatosis, in our study Muscovy and Pekin ducks’ proteolytic activities responded similarly to overfeeding. Concerning the effect of chilling rates, we showed that the slower the chilling rate the higher the melting after cooking. This result is - at least partially- due to higher proteolytic activities. Finally we showed that livers with a high melting rate presented higher proteolytic activities than those with a low melting rate. In this thesis, we were able to expose certain relations between hepatic proteolysis and fatty liver qualities. However, more studies are required to better understand the mechanisms underlying these relations in the goal of exploiting the potential of proteases in fatty liver quality control.

La maladie du sommeil ou Trypanosomose Humaine Africaine (THA) est une parasitose vectorielle due à un protozoaire flagellé sanguicole du genre Trypanosoma et d'espèce brucei. Deux sous-espèces de ce parasite sont pathogènes pour l'Homme : T. b. gambiense et T. b. rhodesiense ; transmis par les mouches Tsé-Tsé présentes en Afrique subsaharienne. Cette maladie évolue classiquement en deux stades : le stade hémolyphatique qui est marqué par la présence du parasite dans le sang et la lymphe et le stade nerveux caractérisé par la présence du trypanosome dans le Système Nerveux Centrale. En l’absence de traitement cette maladie est mortelle. Actuellement les traitements accessibles à la population sont stades-dépendants. Pour contrôler un jour cette pathologie, la recherche et l’amélioration des outils de diagnostic de la maladie et le diagnostic de stade sont essentielles. C’est dans ce but que nous avons exploité une biobanque d’échantillons composée de patients infectés par T. b. gambiense et d’individus non-infectés pour : 1) Évaluer l’efficacité de biomarqueurs de stade déjà existants -Néoptérine et CXCL-13- et nous avons évalué leur potentiel sur les échantillons recueillis lors du suivi des patients post-traitements. 2) Rechercher de nouveaux biomarqueurs protéiques par spectrométrie de masse LCMS/MS. Notre étude a permis d’identifier, grâce à l’établissement d’un nouveau catalogue protéomique un grand nombre de biomarqueurs potentiels dans le liquide céphalo-rachidien, l’urine et la salive de patients. Certaines de ces protéines pourraient améliorer la prise en charge et le suivi des patients à l’avenir. / Sleeping sickness, or Human African Trypanosomiasis (HAT), is a parasitic disease caused by a flagellar protozoan of the genus Trypanosoma and brucei species. Two subspecies of this parasite are pathogenic for humans: T. b. gambiense and T. b. rhodesiense; transmitted by Tsé-Tse flies present in sub-Saharan Africa. This disease classically evolves in two stages: the hemolymphatic stage which is define by the presence of the parasite in the blood and lymph and the nervous stage characterized by the presence of trypanosome in the central nervous system. Without treatment, this disease is lethal. Currently the available treatments for patients are stage-dependent. In order to control this pathology one day, research and improvement of tools for the diagnosis of the disease and the staging is fundamental. In this context, we have exploited a samples biobank composed of T. b. gambiense-infected patients and uninfected controles to: 1) evaluate the efficacy of existing stage biomarkers -Neopterin and CXCL-13- and we assessed their potential on the samples collected during post-treatment followup of patients. 2) determine new protein biomarkers using LC-MS/MS mass spectrometry. Our study identified a large number of potential biomarkers in cerebrospinal fluid, urine and saliva through the establishment of a new proteomic catalogue. Taking into account some of these proteins may improve patient management and follow-up in the future.

Le cancer colorectal (CCR) reste encore aujourd'hui une cause majeure de mortalité dans le monde, avec une incidence annuelle d'environ 1 million de cas et une mortalité d'environ 700 000 personnes. La stratégie de dépistage du CCR se base sur la détection de sang occulte dans les selles par le test iFOBT. Malgré une spécificité acceptable, la sensibilité de détection reste toujours insuffisante dans une population asymptomatique (27% de sensibilité pour un adénome, 65% pour un CCR). Aujourd'hui, il existe un réel besoin de trouver de nouveaux biomarqueurs spécifiques du CCR ainsi que de développer des tests de diagnostic faciles à mettre en oeuvre dans les laboratoires de biologie médicale. Les progrès récents de l'analyse protéomique à haut débit permettent aujourd'hui d'identifier et de quantifier un nombre toujours plus grand de protéines. C'est pourquoi, nous avons développé des stratégies en protéomique quantitative pour la recherche et la validation de biomarqueurs du cancer colorectal. L'approche iTRAQ et Label-free ont permis l'identification d'environ 800 protéines et la quantification de 214 protéines. Nous avons entrepris avec succès, la validation de 4 protéines par des tests ELISA et de nouvelles technologie en protéomique quantitative ciblée (LC-SRM). Au Final, nous proposons un test multiplex de 3 protéines qui permettra d'affirmer ou d'infirmer les résultats obtenus par le test iFOBT. L'ajout du test pourrait réduire de manière significative le nombre de coloscopies inutiles, potentiellement dangereuses pour les patients et onéreuses pour les autorités de santé. / Colorectal cancer (CRC) remains a major cause of cancer mortality throughout the world with an annual incidence of approximately 1 million cases and an annual mortality around 700 000. CRC outcome is highly dependent upon the stage of detection. The 5-year survival rate of patients with metastases is less than 20% while patients with localized adenomatous polyps have an excellent outcome with 90% survival rate. Current screening methods of CRC include the iFOBT and colonoscopy. The iFOBT has an acceptable 95% specificity but always an unsatisfactory sensitivity of detection in the asymptomatic population (27% sensitivity for adenoma, 65% for carcinoma). That is why, there is a real need to find new biomarkers and develop new diagnostic test, specific and easy to implement in clinical research. Recent advances in the analysis of biological fluids by high throughput mass spectrometry allow us now to identify and quantify a large number of proteins. Due to these improvements of proteomic strategies, it seems to be a promising way to find new potential proteins markers in the CRC disease. The quantitative iTRAQ & Label-free approaches allowed the identification of 800 proteins and the quantification of 200 proteins. Therefore, we have successfully validated four proteins by targeted proteomics using mass spectrometry (LC-SRM) and ELISA assays. Finally, we suggest a multiplex test of 3 proteins which confirm or contradict the FOBT outcome. The addition of the test could significantly reduce the number of unnecessary colonoscopies which are potentially dangerous for patients and expensive for public health authorities.

Moorella thermoacetica est une bactérie d’altération anaérobie thermophile sporulée produisant les spores les plus thermorésistantes isolées à ce jour en industrie agroalimentaire. Les spores de M. thermoacetica peuvent survivre aux traitements d’appertisation appliqués dans l’industrie de la conserve et représente la principale cause d’altération de conserves peu acides après incubation à 55 °C. Les mécanismes mis en place pendant la sporulation, ainsi que l’impact des facteurs environnementaux sur la sporulation et les propriétés des spores de Moorella sont largement méconnus.L’objectif de ces travaux était donc de caractériser l’impact de la température sur les caractéristiques de sporulation et de résistance des spores ainsi que de déterminer les mécanismes moléculaires impliqués dans la sporulation. Nous avons montré que la capacité de sporulation est meilleure lorsque la sporulation est effectuée à la température optimale (55 °C) en comparaison avec les températures limites basse et haute (45 °C et 65 °C, respectivement). De plus, les spores de M. thermoacetica produites à 45 °C sont plus sensibles à la chaleur humide et aux biocides que les spores produites à 55 °C. La structure des spores ainsi que leur composition protéique varient en fonction de la température de sporulation. Une étude RNAseq menée au cours de la sporulation de M. thermoacetica en conditions optimales régulées a montré que la plupart des 167 gènes de sporulation, identifiés in silico dans le génome de M. thermoacetica ATCC39073, est sur-exprimée pendant la sporulation. Ces résultats suggèrent que les mécanismes décrits chez d’autres espèces endosporulées sont conservés chez Moorella.L’ensemble des données acquises montrent que la température joue un rôle essentiel dans les caractéristiques de sporulation et de résistance des spores de M. thermoacetica mais également que les mécanismes moléculaires impliqués dans la sporulation semblent conservés au regard des données disponibles pour d’autres espèces. / Moorella thermoactica is a spoilage anaerobic and thermophilic spore-former producing the most highly heat-resistant spores isolated so far in food industry, which enables the bacteria to survive the sterilization process applied in cannery. M. thermoacetica is the main cause of low acid canned food spoilage after incubation at 55 °C. Little is known about sporulation mechanisms and spore properties according to environmental conditions.In this work, we aimed at characterizing the impact of environmental conditions on sporulation and spore resistance properties, as well as describing the molecular mechanisms underlying sporulation. We showed that sporulation capacities are higher when sporulation is performed at the optimal temperature (55 °C) that at limit temperatures (45 °C and 65 °C). Besides, spores are less resistant to wet heat and biocides when formed at 45 °C than at 55 °C. We showed that the ultrastructure and spore protein composition varied according to sporulation temperature. Moreover, the study of gene expression by RNAseq during sporulation in optimal regulated conditions showed that most of the 167 genes involved in the sporulation process and identified in silico in M. thermoacetica ATCC 39073 genome, were up-regulated during sporulation, suggeting that the mechanisms described in other endospore-formers are conserved in Moorella.Altogether, our results showed that sporulation temperature strongly impacts sporulation and spore properties of M. thermoacetica and that sporulation mechanisms tend to be conserved in Moorella considering data available on other endospore-formers.

Le processus de biominéralisation confère aux organismes qui le développent une valeur adaptative. La coquille carbonatée des mollusques intègre les fonctions de protection biomécanique à différentes échelles. La coquille résulte de l'association de composés inorganiques et d'une matrice organique protéique, médiatrice du contrôle biologique de la minéralisation. L'analyse du protéome de la coquille chez 4 espèces de bivalves met en évidence deux patrons fonctionnels et leur degré de conservation phylogénétique : l'un lié au contrôle de la minéralisation stricto sensu ; l'autre à la protection immune. L'étude de populations vivant à l'état naturel en mer Baltique, dont les eaux présentent localement de fortes variations ioniques montre que le protéome intègre également l'impact de conditions environnementales limitantes. L'anthropocène impose un rythme adaptatif pressant aux organismes et la modification acido-basique des eaux océaniques est susceptible d'impacter sensiblement les organismes calcifiants. La signature de mécanismes adaptatifs du contrôle biologique de la biominéralisation se traduit dans le protéome de la coquille. Les implications sont particulièrement signifiantes dans un contexte d'intérêt de développement aquacole grandissant. / In this study, the SMPs from four commercially important and divergent bivalve species crassostrea gigas (pacific oyster), Mya truncata (soft shell clam), Mytilus edulis (blue mussel) and Pecten maximus (king scallop) were extracted and analysed using standardized extraction protocol and proteomic pipeline. This enables us to identify critical elements of basic biomineralization tool kit for calcification process irrespective of their shell morphology, mineralogy and microstructure. In addition, it enables the identification of SMPs that are specific to calcite and aragonite mineralogies. The signifiant numbers of SMPs found species-specific were hypothesized as adaptation to their modus vivendi. In fact, the latter proteins possess immunity-related functions and fit into specific pathway, phenoloxidase, suggesting their role in defense against pathogen. The comparative study of shell proteome of mussels living in full marine condition, North Sea and the Iow saline Baltic Sea showed the modulation of the SMPs that constitute the basic biomineralization tool kit. Higher modulation of chitin related proteins and non-modulated protein such as carbonic anhydrase, EGF and fibronectin domain containing proteins points out the impaired scaffold and mineral nucleation process in Baltic mussel. The modulation of immunity related proteins denote the influence of biotic components. These investigations show the functional diversity of SMPs and their roles beyond shell formation in the bivalvesand put forth the idea that shell is dynamic, endowed with both biochemical and mechanical protection.

Les huîtres présentent un cycle de vie en deux phases : les larves pélagiques s’adhérent avant de se métamorphoser pour une vie benthique.L’adhésion larvaire se fait au stade pédivéligère par sécrétion d’un bioadhésif produit par un organe spécialisé : le pied. Bien que l’huître Crassostrea gigas soit un organisme d’importance économique et écologique, et un modèle d’étude en biologie marine, le phénomène d’adhésion chez la larve pédivéligère est peu documenté. Une étude morphologique des larves pédivéligères par histologie et microscopie électronique a été réalisée, afin de décrire les glandes responsables de la sécrétion de l’adhésif. Une composition majoritairement protéique de l’adhésif a été révélée par histochimie et spectroscopie FTIR.Une analyse in silico des données transcriptomiques disponibles chez C. gigas a permis d’identifier des gènes probablement impliqués dans l’adhésion.Deux analyses protéomiques, menées sur les larves entières et l’adhésif sécrété ont permis de caractériser des protéines en lien avec la biosynthèse et la structure de l’adhésif. Une protéine de type collagène apparaît impliquée dans la structure de l’adhésif de C. gigas. Cette première approche de l’étude de l’adhésion de C. gigas, permet d’envisager la valorisation biotechnologique des molécules identifiées. Le développement d’adhésifs biomimétiques, élaborés sur le principe des bioadhésifs marins, autoriserait le collage en milieu humide, et serait une alternative aux adhésifs synthétiques qui malgré leur toxicité, dominent le marché mondial. / Oysters show a two-phase life cycle: pelagic larvae adhere before metamorphosis into benthic life. Larval adhesion occurs at the pediveliger stage by secretion of a bioadhesive produced by a specialized organ: the foot. The oyster Crassostrea gigas is an organism of economic and ecological importance, and a model for study in marine biology, but the phenomenon of adhesion in the pediveliger larvae is poorly documented. A morphological description of the pediveliger larvae by histology and electron microscopy was performed to describe the glands responsible for the secretion of the adhesive.A predominantly proteinaceous composition of the adhesive was revealed by histochemistry and FTIR spectroscopy. An in silico analysis of available transcriptomic data from C. gigas was made to identify genes probably involved in adhesion. Two proteomic analyses, performed on whole larvae and on the secreted adhesive, characterizing proteins related to biosynthesis and adhesive structure. A collagen-like protein appears to be involved in the adhesive structure of C. gigas. This first approach to the study of the adhesion of C. gigas makes it possible to consider the biotechnological enhancement of the identified molecules. Despite their toxicity, synthetic adhesives dominate the world market. The development of biomimetic adhesives, based on marine bioadhesive strategies could be an alternative, and allowing furthermore bonding in wet condition.

La polarité cellulaire est une caractéristique commune à tous les organismes. Jusqu’à récemment, il était assumé que la sécrétion de protéines vers des domaines polaires de la cellule végétale se faisait de façon non polarisée, mais ce point de vue a été re-étudié, la sécrétion est polarisée mais la dynamique, les voies de traficempruntées et les mécanismes sont toujours inconnus. Précédemment, mon laboratoire d’accueil a caractérisé un enrichissement en sphingolipides contenant des acides gras à très longues chaines (VLCFAs) au niveau d’un sous-domaine du trans-Golgi Network (TGN) appelé Vésicules de Sécrétions (SVs). Plus précisément, il a été montré que la longueur des acides gras des sphingolipides jouait un rôle critique dans la sécrétion du transporteur d’auxine PIN2 des SVs vers des domaines polaires de la membrane plasmique. Pendant ma thèse, je me suis intéressé à la question suivante : comment les sphingolipides agissent-t-ils au TGN? En identifiant le protéome des SVs, ainsi qu'en utilisant des outils génétiques et pharmacologiques en combinaison avec la visualisation de marqueurs lipidiques, j'ai pu identifier que les sphingolipides agissent sur l’homéostasie des phosphoinositides en mettant en avant un lien fonctionnel entre ces deux classes de lipides au sein de la cellule végétale. En utilisant un set de marqueurs des phosphoinositides (PIPs), j’ai pu montrer que les sphingolipides ciblent principalement le phosphatidyl-inositol-3-phosphate, PI(3)P et le phosphatidylinositol- 4-phosphate, PI(4)P. De plus, mon analyse protéomique a montré que la localisation d'un ensemble de protéines liées aux PIPs était diminuée dans les SVs/TGN immunopurifiées quand la composition des sphingolipides est altérée. Mes résultats nous forcent à revoir notre vision de la dynamique des lipides au niveau des membranes, et suggère l’idée que la dynamique de remodelage de la composition d’une classe de lipide, les phosphoinositides, peut être modulée par une autre classe de lipide, les sphingolipides. / Cell polarity is a defining feature of all organisms. Until very recently, it was thought that delivery of proteins to polar domains of root epidermal cells plasma membrane was non-polar, but this view has been re-examined, the delivery is polar but the dynamics, the paths taken, and the mechanisms are unknown. My host team previously characterised an enrichment of Very-Long-Chain-Fatty-Acids (VLCFAs)-containing sphingolipids at the site of secretory vesicles (SVs) sub-domain of the trans-Golgi Network (TGN). Moreover, the length of sphingolipids acyl-chain was found to play a critical role in secretory sorting of the auxin carrier PIN2 from SVsassociated TGN to apical polar domain of the plasma membrane (PM). During my PhD, I addressed the following question: how sphingolipids act at SVs/TGN? Using proteomics of SVs, genetics and pharmacological tools in combination with visualisation of lipid probes we could identify that sphingolipids act on phosphoinositides (PIPs) homeostasis establishing a new functional link between these two lipids in plant cells. Using a set of multi-affinity fluorescent PIPs probes I could show that sphingolipids target phosphatidylinositol-3-phosphate (PI3P) and phosphatidylinositol-4-phosphate (PI4P). Moreover, my proteomic analyses show that several PIPs-related proteins are downregulated in immuno-purified TGN-associated SVs when the sphingolipid composition is altered pharmacologically. My results force the reassessment of our view of lipid membranes dynamics and highlight the idea that dynamic remodelling of the composition of one lipid class, the phosphoinositides, can be modulated by another lipid class, the sphingolipids.

Aux synapses Fibres Parallèles - Cellules de Purkinje, le récepteur mGluR4 est le seul mGluR du groupe III à moduler la neurotransmission en inhibant les influx calciques qui régulent la libération de glutamate. Dans des systèmes hétérologues, il a été montré que mGluR4 était lié à des protéines G de type Gi/o couplées négativement à l'adénylate cyclase (AC). Afin de rester au plus proche des interactions physiologiques, nous avons débuté notre étude par la définition du réceptosome des récepteurs mGluR4 natifs dans le cervelet de rat. Nous avons identifié 184 partenaires putatifs du récepteur. Afin de confirmer ces interactions, mais aussi de recenser d'autres interacteurs éventuels, nous avons réalisé une approche complémentaire et indépendante de chromatographie d'affinité. Nombre de protéines ont été retrouvées par cette deuxième approche, en particulier des protéines appartenant aux familles de l'exocytose et du trafic cellulaire. Nos résultats suggèrent que le contrôle de la neurotransmission par mGluR4 pourrait s'effectuer, au moins partiellement, par une interaction avec ce type de protéines. D'autre part, nos approches biochimiques n'ont pas mis en évidence de protéines de la voie AC, mais au contraire plusieurs protéines identifiées appartiennent à la voie Phospholipase C/ Protein Kinase C (PLC/PKC). Ces résultats biochimiques corroborent certains résultats fonctionnels du laboratoire et ouvrent de nouvelles pistes quant à la modulation négative de la neurotransmission par les récepteurs mGluR4 natifs dans le cervelet / At Purkinje Cell - Parallel Fiber synapses, mGluR4 receptors are the only glutamatergic metabotropic receptors of group III to modulate glutamatergic transmission by inhibiting calcium presynaptic influx controlling glutamate release. In heterologous systems, mGluR4 has been shown to activate G proteins of type Gi/o that would be negatively linked to adenylate cyclase (AC). In order to conserve most of physiological interactions, we first studied the receptosome of native mGluR4 in rat cerebellum. We identified 184 putative partners of the receptor. Moreover, in order to confirm these interactions, but also to find other partners, we decided to perform an independent and complementary approach of chromatography affinity. Numerous proteins have been found by this method, particularly proteins belonging to exocytosis and cellular trafficking families. Our results suggest that a partial control of neurotransmission could be due to interaction of mGluR4 with these kinds of proteins. On the other hand, biochemical approaches did not reveal interactions of mGluR4 with some proteins belonging to AC pathway, but with proteins of PLC/PKC pathway. These results are consistent with some functional studies of our lab and gave the way for elucidating the native molecular mechanisms of the cerebellar neurotransmission modulation by mGluR4.

Le premier acide aminé incorporé dans une chaîne polypeptidique naissante est toujours la méthionine. On identifie donc toujours ce premier résidu à la méthionine N-terminale. Cependant, les deux tiers des protéines accumulées à l’état stationnaire ne présentent plus leur méthionine initiatrice. Cet enlèvement résulte essentiellement d’une maturation protéolytique affectant chaque protéine. Ainsi, l’Excision de la Méthionine N-terminale (NME) concerne la majorité des protéines et ce dès que les premiers résidus émergent du ribosome. Ce mécanisme est retrouvé dans tous les compartiments cellulaires où une synthèse protéique a lieu : le cytoplasme, les plastes et les mitochondries. Les enzymes responsables du clivage de la méthionine initiatrice sont les METhionine AminoPeptidases (METAPs) ; les METAPs sont conservées dans le Règne vivant. Des études fonctionnelles de délétions géniques ont montré le caractère létal du maintien de la première méthionine dans tous les organismes. Il y a plus de dix ans, les METAPs ont été identifiées comme étant la cible de composés naturels ayant des effets anticellulaires. Aujourd’hui un nombre croissant d’études rapportent que la NME est une cible prometteuse pour le traitement de nombreuses pathologies. Néanmoins, les bases moléculaires qui expliquent le caractère essentiel de la NME restent très peu comprises, en particulier dans le cytoplasme des eucaryotes supérieurs. Grâce à un système inductible permettant de moduler finement la NME cytoplasmique dans la plante modèle Arabidopsis thaliana et différentes approches incluant des analyses protéomiques et métabolomiques, j’ai pu étudier les événements moléculaires précoces associés à l’inhibition de la NME cytoplasmique. J’ai également caractérisé la contribution relative des deux types de METAP cytoplasmiques au processus. Dans ce contexte, j’ai pu démontrer chez A. thaliana que la NME cytoplasmique agit sur deux voies de signalisation fréquemment dérégulées lors de conditions pathologiques : le statut des composés thiolés et la protéolyse. La diminution de la NME cytoplasmique induit une protéolyse accrue principalement via une augmentation du nombre de protéines destinées à une dégradation rapide. Ainsi, l’activité de la NME, en modulant la sensibilité de nombreuses protéines à subir la protéolyse, est un élément fondamental de la régulation de la demi-vie protéique. Finalement, mes résultats simialires obtenus également chez les Archées, levures et les lignées de cellules humaines suggèrent l’existence d’un mécanisme ubiquitaire associé à la NME. / The first amino acid incorporated in nascent polypeptide chain is always methionine so called N-terminale methionine. However, in a given proteome, more than fifty percent of proteins have not this first methionine. Indeed, the early proteolytic event affecting a majority of proteins is N-terminal Methionine Excision (NME) as soon as few residues exit from the ribosome. Enzymes ensuring NME process are conserved along species. This mechanism takes place in all compartments where protein synthesis occurs including cytoplasm, plastids and mitochondria and the enzymes responsible of N-methionine excision are METhionine AminoPeptidases (METAP). Early functional studies of gene deletion has quickly showed that NME is an essential process. Ten years ago, METAPs have been identified as the molecular target of natural compounds with anticancer activities. Now, a growing number of studies suggest that NME is a promising target for treatment of various deseases. Nevertheless, molecular mechanisms making NME an essential process is poorly understood in particular in higher eukaryote cytoplasms.Using a dedicated inducible system in the model organism Arabidopsis thaliana and multiple approaches, including proteomics and metabolomics, I examined the earliest molecular events associated with the inhibition of this process and the contribution of both METAP to NME process. In this context, I demonstrated that cytoplasmic NME in A. thaliana orchestrates a cross-talk between two fundamental signaling pathways frequently deregulated in pathological conditions: thiol status and proteolysis. In these studies, we demonstrated that developmental defects induced by cytoplasmic NME inhibition are associated with an increase of the proteolytic activity due to an increase of the proteins available for rapid degradation. Thus, NME activity that modifies the availability of several proteins for degradation is an integral and fundamental element protein turnover regulation. Finally my preliminary results obtained in Archea, Fungi and human cells seem to suggest the existence of a ubiquitous mechanism associated with NME process.