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Bien que l'initiation de la traduction soit un processus conservé entre les bactéries, nous avons montré que le mécanisme par lequel les ARNm structurés sont reconnus et adaptés sur le ribosome diffère chez Staphylococcus aureus, un micro-organisme avec un bas taux de G+C et chez Escherichia coli. Une particularité du ribosome de S. aureus est l'absence de la protéine ribosomale S1, qui non seulement est plus courte que celle de E. coli mais qui possède également une organisation distincte des domaines. Mes expériences suggèrent que la protéine S1 (SauS1) favorise spécifiquement l'initiation de la traduction de l'opéron α-psm 1-4 en liant son ARNm hautement structuré. En outre, il influence aussi l'expression et la production de facteurs de virulence comme les exotoxines (α-haemolysine, δ-hémolysine et γ- hémolysine) et les exoenzymes (protéases et lipases). En plus de son rôle dans la traduction, SauS1 pourrait être impliquée dans d'autres processus cellulaires tels que le métabolisme de l'ARN et la régulation par des ARN non-codants (ARNnc). Elle forme des complexes in vivo avec plusieurs ARNnc dont la stabilité serait affectée dans la souche délétée du gène rpsA codant S1. SauS1 a donc une activité chaperonne favorisant la cinétique d’appariement entre deux molécules d'ARN et au moins dans un cas, elle stimule la reconnaissance entre un ARNnc et son ARN cible. Ainsi, SauS1 appartient à une nouvelle classe de chaperons d'ARN qui jouent un rôle clé dans la régulation du virulon de S. aureus. / Even if translation initiation is a conserved process among bacteria, we have recently shown that low G+C content Gram-positive, such as Staphylococcus aureus, differ from E. coli on the mechanism by which structured mRNAs are recognized and adapted on the ribosome. One peculiarity of the S. aureus ribosome is the absence of ribosomal protein S1, which is shorter than E. coli S1 and has different domains organization. My work could demonstrate that S. aureus S1 (SauS1) specifically promotes translation initiation of the α-psm 1-4 operon by binding its highly structured mRNA. Moreover, it influences the expression and production of other exotoxins (α-haemolysin, δ-haemolysin and γ-haemolysins) and exoenzymes (proteases and lipases). Besides its role in translation, SauS1 could be implicated in other cellular processes such as RNA maturation/degradation and sRNA-mediated regulation. It forms in vivo complexes with several sRNAs whose level is affected in a strain deleted of rpsA gene, coding for S1. Preliminary results show that SauS1 has a chaperone activity promoting the kinetic of annealing of two model RNA molecules and at least in one case, we could demonstrate that it stimulates the recognition between a sRNA and its target RNA. Taken together, SauS1 belongs to a new class of RNA chaperones that play key roles in the regulation of S.aureus virulon.

Le développement embryonnaire précoce des mammifères femelles s’accompagne de l’inactivation transcriptionnelle d’un de leurs deux chromosomes X. Cet évènement est initié suite à l’expression mono-allélique de l’ARN non codant Xist, qui est contrôlée par de nombreux éléments cis-régulateurs présents dans le centre d’inactivation du chromosome X (Xic) – tel son anti-sens répresseur Tsix. Mon travail de thèse a consisté à développer des approches permettant d’appréhender le paysage structural dans lequel s’exerce cette régulation. La caractérisation de l’architecture tridimensionnelle du Xic, par des techniques basées sur la capture de conformation chromosomique (3C) et l’hybridation in situ en fluorescence (FISH), m’a permis de mettre en évidence que les promoteurs respectifs de Xist et Tsix sont engagés dans des interactions physiques intimes avec des loci distaux, localisés au sein du Xic, et de montrer qu’au moins certaines de ces régions exercent un effets régulateurs à longue-distance. Les éléments du Xic contactés par les régions promotrices de Xist et de Tsix sont en outre fondamentalement différents, chacune engageant des associations chromosomiques sur plusieurs centaines de kilobases dans leur direction 5’ respective.Ce travail a également permis de révéler des propriétés insoupçonnées de l’architecture chromosomiques. En effet, le Xic apparaît scindé en plusieurs sous-régions, couvrant chacune entre 200kb et 1Mb, à l’intérieur desquelles les interactions chromosomiques sont préférentiellement établies. L’existence de ces domaines d’interaction s’intègre avec d’autres propriétés structurales du génome, tels la composition de la chromatine sous-jacente et l’association à la lamine nucléaire, mais n’apparaît pas en dépendre directement. En étudiant la dynamique de la conformation chromosomique du Xic au cours de la différenciation cellulaire, j’ai pu constater la robustesse de cette organisation, sauf sur le chromosome X inactif, qui se distingue par la perte des contacts chromosomiques préférentiels détectables sur son homologue actif.Enfin, j’ai pu mettre en évidence que la variabilité du repliement général du chromosome X amène à un instant donné chaque allèle de Tsix à contacter physiquement des jeux de séquences distales différents, suggérant que l’environnement structural instantané de chacun de ces allèles à l’orée de l’activation mono-allélique de Xist est différent. Ce travail, combinant des approches à l’échelle de la population cellulaire d’une part et de la fibre de chromatine unique d’autre part, apporte une nouvelle vision du paysage structural et régulateur dans lequel s’inscrit le contrôle de l’activité transcriptionnelle de Xist, et fourni de nouvelles perspectives concernant les principes fondamentaux de l’organisation topologique des chromosomes chez les mammifères. / Early development of female mammals is accompanied by transcriptional inactivation of one of their two X chromosomes. This event is initiated following mono-allelic expression of the Xist non-coding RNA – what is achieved by the interplay of numerous cis-regulatory elements present within the X inactivation center (Xic), such as its repressive antisense Tsix. Our work aimed at throwing light on the structural landscape that underlies such long-range regulation. Characterization of the three-dimensional architecture of the Xic, by the means of Chromosome Conformation Capture (3C)-based techniques and in situ fluorescence hybridization (FISH), revealed that the respective promoters of Xist and Tsix contact many distal genomic elements within the Xic, and that at least one of such interacting region exerts long-range cis-transcriptional control. Noticeably, Xist and Tsix promoters associate with different sets of elements in their respective 5’ direction that are spread out over several hundreds of kilobases These experiments also revealed unforeseen properties of chromatin architecture. Indeed, the Xic appears to be partitioned in several sub-regions, each spanning between 200kb and 1Mb, inside which chromosomal interactions are preferentially established. The existence of these interaction domains integrates with other structural features of the genome, such as underlying chromatin composition and association with the nuclear lamina, but does not seem to directly depend on them. By analyzing chromosome conformation of the Xic during cell differentiation we document the robustness of this organizational principle, with the noticeable exception of the inactive X chromosome that assumes a folding pattern that is more random than its active homolog. Finally we also bring evidence that variability in the folding pattern of the two X chromosomes in the same cell brings each Tsix allele in association with different sets of chromosomal partners at a given moment, suggesting that the instantaneous structural environment of each allele at the onset of mono-allelic Xist up-regulation is different.By combining approaches at the scale of cell populations on the one hand, and at the single chromatin fiber level on the other, this study provides a first vision of the structural landscape in which Xist regulation takes place, and brings new insights concerning fundamental properties of chromosome organization in mammals.

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Pseudomonas aeruginosa est un pathogène opportuniste responsable du développement de maladies nosocomiales. Il provoque des infections en employant différents facteurs de virulence dont le principal, associé aux infections sévères, est le système de sécrétion de type 3 (SST3). Les souches de type PA7, taxonomiquement marginales, sont dépourvues de SST3 et leur pouvoir pathogène repose sur le nouveau système de virulence ExlBA. Ce SST5b, ou TPS, est composé du transporteur ExlB qui permet la translocation d’ExlA, une toxine induisant la perméabilisation de la membrane plasmique des cellules eucaryotes.Ce travail représente la première investigation des mécanismes de régulation du système ExlBA. Ainsi, il a été mis en évidence que la déplétion en fer est un signal d’activation de l’expression des gènes exlBA. De plus, les deux principaux messagers secondaires, AMPc et di-GMPc, sont impliqués dans la régulation du TPS. En effet, la voie CyaB-AMPc/Vfr, connue pour réguler le SST3, contrôle la toxicité des souches de type PA7 grâce à une activation transcriptionnelle directe des gènes exlBA, qui peut être stimulée par la chélation du calcium extracellulaire. Parallèlement, alors qu’ExlA était supposée être sécrétée pour agir sur les cellules eucaryotes, cette étude a montré que la toxine doit être exposée à la surface de la membrane bactérienne pour provoquer la lyse de ces cellules, ceci par un mécanisme dépendant du di-GMPc. Effectivement, une forte concentration en di-GMPc empêche la sécrétion d’ExlA en induisant de façon post-traductionnelle son maintien au niveau du transporteur ExlB, ce qui favoriserait l’action de la toxine sur les membranes eucaryotes. / Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen responsible for nosocomial diseases. It provokes infections due to several virulence factors. Among them the most aggressive is the type 3 secretion system (T3SS), associated with severe infection. PA7-like strains, that are taxonomic outliers, lack the T3SS but are still pathogenic thanks to the novel virulence system ExlBA. This T5bSS, or TPS, is composed by the transporter ExlB that allows translocation of ExlA toxin to induce permeabilisation of eukaryotic cell membrane.This study is the first investigation of regulatory mechanisms that modulate ExlBA. It provided evidence that iron depletion is an activator signal of exlBA gene expression. Furthermore, the two main second messengers, cAMP and c-di-GMP, are involved in ExlBA regulation. CyaB-cAMP/Vfr pathway, known to regulate T3SS, controls toxicity of PA7-like strains through direct transcriptional activation of exlBA. This pathway may be stimulated by an extracellular calcium chelation. At the same time, while ExlA was supposed to be secreted to kill eukaryotic cells, this work showed that the toxin must be exposed at the surface of the bacterial membrane to cause lysis of these cells, by a mechanism dependent on c-di-GMP. Indeed, a c-di-GMP high concentration prevents ExlA secretion by inducing its maintenance at the ExlB transporter, that would promote the action of the toxin on eukaryotic membranes.

Du fondamental à la clinique, cette thèse a été construite autour d’un seul mot clefs : KCC2, grâce à plusieurs projets collaboratifs. Ce co-transporteur d’ion est une molécule à plusieurs facettes dont la multiplicité des rôles et ses implications dans diverses pathologies font d’elle un élément clef de l’organisme vivant. En plus des études phylogénétiques et thérapeutiques effectuées au cours de cette période, mon principal travail a été de déterminer le rôle physio-pathologiques in vitro et in vivo d’un mécanisme de régulation post-traductionnelle de KCC2. Nous avons dans un premier temps montré que la déphosphorylation des Thréonines (Thr) 906 et 1007 in vitro était un puissant activateur de la protéine. En effet, nous avons montré que l’état de phosphorylation des sites dicté par la voie Wnk-Spak/OSR1 était impliqué dans le niveau d’expression en surface de la protéine. Par la suite, nous avons pu révéler que les souris porteuses d’une mutation phospho-mimétique Glu906 et Glu1007 “(KCC2E/+)” sur un allèle de la protéine, présentaient un décalage de l’émergence de la force inhibitrice GABAergique, une altération de la balance excitation/inhibition, ainsi qu’une augmentation de la susceptibilité à générer des crises. De plus, ces même souris développent des troubles de la communication chez le jeune ainsi qu’un défaut de sociabilité chez l’adulte, deux symptômes clefs des TSA. Ces résultats suggèrent que la régulation post-traductionnelle est un mécanisme physio-pathologique clef de la protéine. / From basic to clinical aspects, this thesis comprises different collaborative projects focusing on KCC2. KCC2 is a complex protein with multiple roles and implications in various pathologies that makes this molecule a key element of living organisms. In addition to the phylogenetic and therapeutic studies performed during this period, my main work has been to determine the in vitro and in vivo physio-pathological role of a KCC2 post-translational regulatory mechanism. We first showed in vitro that dephosphorylation of Threonines (Thr) 906 and 1007 was a potent activator of the protein. We have shown that phosphorylation state by the Wnk-Spak/OSR1 pathway of these two residues is implicated in the level surface expression of KCC2. Subsequently we have revealed that mice carrying in one allele a phospho-mimetic mutations Glu906 and Glu1007 “(KCC2E/+)”, preventing the developmental dephosphorylation at these sites, exhibited a delayed onset of fast synaptic GABA inhibition, a decreased ratio of spontaneous GABA- to glutamate-driven post-synaptic responses, and a significantly reduced flurothyl-induced seizure threshold. Furthermore, KCC2E/+ pups and adult mice, respectively, exhibited impaired communication and sociability, classic ASD phenotypes. These results suggest that post-translational regulation is a key physio-pathological mechanism of KCC2.

La faculté d’adaptation aux conditions environnementales des bactéries provient de lacomplexité de leur réseau de régulation génique, impliquant de nombreux régulateursspécifiques et la machinerie d’expression génique. Nous avons montré que le gène crl, codantun régulateur global d’Escherichia coli, est exprimé de façon transitoire lors de laphase exponentielle. Notre étude a permis d’identifier deux régulateurs responsables dece profil parmi une centaine testés. Ainsi, le complexe CRP-AMPc, réprime de façon indirectel’expression de crl, tandis que la nucléoprotéine Fis se fixe sur le promoteur de crlet active sa transcription directement. Le profil d’expression de crl étant similaire à celuide nombreux régulateurs globaux, nous nous sommes intéressés au rôle de la machinerieglobale d’expression des gènes et à son impact sur la croissance. Dans ce but, nous avonsconstruit un système nous permettant de contrôler la croissance d’E. coli en modulantl’expression des sous-unités _ et _’ de l’ARN polymérase et donc le niveau de transcriptiondans la cellule. Lorsque l’ARN polymérase est en faible concentration, le taux decroissance devient quasiment nul et les cellules filamentent. Ce contrôle de la croissanceest dose dépendant et a été mis en évidence autant à l’échelle de la population qu’à cellede la cellule unique. Nous avons enfin étudié par RNA-seq l’impact du niveau d’ARNpolymérase sur la transcription de l’ensemble du génome de cette souche. Cette étudemontre que toutes les classes fonctionnelles de gènes sont affectées par notre système, àl’exception des gènes qui codent les protéines ribosomales. / Bacteria can adapt to many different environmental conditions. This capacity of adaptationis conferred to the organism by a complex regulatory network, composed of specificregulators and the global gene expression machinery. We have studied the expression dynamicsof Crl, a global regulator of Escherichia coli, and observed a peak of transcriptionduring the exponential phase of growth. In order to identify potential regulators of crlexpression, we have measured the expression profile of crl in about one hundred differentmutant strains. This screen has revealed that CRP-cAMP represses indirectly the transcriptionof crl and the nucleoprotein Fis activates transcription of the crl promoter bybinding to the crl promoter region. We noted that the expression of most global regulatorsof E. coli have an expression profile similar to the one of Crl. We have thereforestudied the relationship between global gene expression machinery and cellular growth.We constructed a bacterium where the transcription of the two large subunits of RNApolymerase, _ et _’, is under external control. A small concentration of RNA polymeraseleads to a small growth rate of this engineered bacterium and the cells start to filament,whereas a high concentration of RNA polymerase produces phenotypically wild-type cells.We have characterized the control of growth rate by our system at the population level andin single cells. An analysis of the global transcription pattern of this strain by RNA-seqshows that the transcription of genes in all functional classes, with the possible exceptionof genes coding for ribosomal proteins, are almost equally affected by the modificationsof the intracellular concentration of RNA polymerase.

Au lendemain de la pire crise financière mondiale depuis les années 1930, plusieurs gouvernements réunis sous la coupe du G20 se sont accordés sur la réforme du système financier international. La régulation des marchés financiers fut étendue à de nouveaux territoires. Toutefois, si la crise est une condition du changement, elle ne montre ni l’étendue ni la séquence d’événements qui expliquent ce revirement de politique publique. Dès lors, une question se pose: quels sont les éléments qui peuvent expliquer cette évolution de la réglementation financière internationale ? Cette dissertation démontre que la politique domestique des États-Unis et des pays majeurs de l’Union Européenne ont directement influencé ce changement de politique publique. En se focalisant sur les marchés de dérivés de gré à gré, cette recherche démontrera que l’extension de la régulation financière à de nouveaux marchés est le produit de l’augmentation de l’attention du public ou « salliance politique » dans des pays influents sur la scène internationale. Toutefois, les trajectoires historiques uniques qui caractérisent ces États nous informent sur les contours uniques de ces nouvelles réglementations qui ne sont pas écrites sur une page blanche. Cette recherche examine en particulier l’évolution de la régulation financière sur les marchés de dérivés de crédit ou « credit-default swaps » aux États-Unis avec l’adoption de la loi Dodd-Frank et, en Europe, avec l’adoption de la régulation European Market Infrastructure Regulation (EMIR). Cette argumentation et cette étude empirique contribuent à l’étude de l’évolution des préférences des états dans le domaine de la réglementation financière internationale. / In the aftermath of the global financial crisis of 2007-2010, international policymakers agreed to reform international financial regulation. New areas of financial markets were placed for the first time under the direct oversight of public regulators. However, the financial crisis explains neither the scope nor the sequence of the regulation that followed in its wake. Thus, the question remains: what explains these international financial regulation outcomes after the crisis? This dissertation argues that domestic politics within the United States and the major European Union member states explain the shift and form of that financial regulation. It focuses on over-the-counter credit derivative markets to show that previously unregulated markets were brought under greater supervision when public salience increases in influential states. However, a nation’s unique historical circumstances determine the concrete regulation policy that develops. This research examines the evolution of credit-default swaps regulation in the US under the Dodd–Frank Wall Street Reform and Consumer Protection Act and in the EU, with special attention to the European Market Infrastructure Regulation (EMIR). With its argument and case study, this dissertation contributes to the study of state preference formation over-time with regard to international financial regulation.

Après la prise de conscience, du rôle que peut jouer le système financier dans la promotion de la croissance et le développement, nous proposons d'analyser dans la présente thèse, la situation des systèmes financiers dans les pays du sud de la Méditerranée et la problématique de leur développement. Ce rôle moteur du système financier revêt encore plus d'importance dans un contexte de mondialisation financière galopante qui incite les pays émergents de la périphérie à s'intégrer et à y faire partie. L'analyse de la situation du développement financier dans les pays de la région révèle une qualité « médiocre » de l'environnement légal qui prive le système financier de se développer et de se prémunir des risques inhérents à une ouverture financière hâtive. Nous insistons, dans la présente thèse, sur le rôle des institutions et d'un environnement légal et institutionnel favorable à la formation d'une assise à un développement financier sain. Nous montrons, ensuite, par une étude économétrique comprenant les dix pays du bassin sud de la Méditerranée sur la période 1980-2005, qu'une ouverture financière dans l'état actuel de l'environnement institutionnel et légal est préjudiciable. En profitant de cette étude, nous calculons des seuils de développement institutionnel à partir desquels une ouverture financière peut produire du développement financier. Par ailleurs, nous testons la nature de la relation qui existe entre le développement institutionnel, la régulation bancaire et le développement bancaire. De même, nous testons la nature de la relation qui existe entre le développement bancaire et le développement économique par la méthode du GMM (General Method of Moments) en panel dynamique pour les dix-neuf pays d'Afrique du Nord et du Moyen-Orient durant la période 1982-2005.

Les réseaux de régulation biologiques sont des systèmes complexes dans lesquels les entités biologiques interagissent entre elles, faisant ainsi émerger des comportements particuliers. Dans cette thèse, nous proposons une méthodologie générale afin de mieux comprendre les mécanismes en jeux dans ces réseaux de régulation et tout particulièrement dans ceux ayant un comportement oscillatoire. De façon générale, les différentes parties de cette méthodologie ont pour but, soit d'analyser des systèmes biologiques de plus en plus grands, soit de raffiner les analyses sur des modèles moins conséquents. Ces travaux utilisent les propriétés temporelles des modèles biologiques qui sont souvent abondantes mais encore relativement peu exploitées. Pour parvenir à intégrer les données temporelles, nous avons développé des modélisations hybrides qui combinent dans leurs comportements des aspects purement qualitatifs ainsi que des aspects continus (dans les notions temporelles quantitatives). La première partie de cette méthodologie générale consiste à utiliser une modélisation hybride nommée TEM (pour modélisation d'évolution temporelle) qui permet une pré-analyse du système biologique. L'avantage de cette modélisation est qu'elle utilise des paramètres qui sont très proches des données biologiques et qu'elle peut fournir des résultats d'intérêt à partir d'un nombre réduit d'hypothèses simples. Néanmoins, plus nous fournissons de données sur le modèle biologique dans l'approche TEM et plus les résultats obtenus sont précis. La seconde partie de notre méthodologie générale consiste à reprendre des modélisations existantes et couramment utilisées (la modélisation par équations différentielles par morceaux (PLDE) et la modélisation discrète de R. Thomas) et d'y ajouter de nouvelles méthodes conjointes. La première méthode permet d'obtenir l'ensemble des contraintes nécessaires et suffisantes pour le paramétrage d'un modèle d'après des spécifications. Ceci peut permettre de découvrir des caractéristiques communes à l'ensemble des paramétrages validant les spécifications du modèle mais également d'obtenir l'ensemble de ces paramétrages grâce à un solveur de contraintes. La seconde méthode permet de décomposer les dynamiques obtenues à partir du paramétrage d'un modèle. Cette méthode peut servir à mieux comprendre les dynamiques ainsi obtenues en sachant si un comportement correspond à un ensemble de sous-comportements et si oui lesquels. La méthode peut également servir à travailler sur un sous-ensemble de la dynamique en ne prenant en compte que les sous-comportements intéressants, par rapport à certaines préoccupations. Enfin, la dernière partie de cette thèse consiste en une modélisation nommée modélisation TDD (pour modélisation par décomposition des domaines temporels) et permettant de raffiner les analyses précédentes. Cette modélisation est basée sur la modélisation PLDE et la modélisation discrète de R. Thomas afin de profiter pleinement des méthodes que nous avons développées. En fait, cette modélisation, tout comme dans la première modélisation présentée dans cette thèse, est une modélisation hybride qui utilise également la notion de temps via des paramètres temporels.