Les espèces bactériennes exhibent plusieurs états de structure de populations pouvant varier de clonale à panmictique selon l'importance des transferts horizontaux et la nature de leur écosystème. Dans mon travail de thèse, je me suis intéressé à trois espèces bactériennes, Staphylococcus aureus, Legionella pneumophila et Pseudomonas aeruginosa qui reflètent trois situations différentes. Afin de pouvoir décrire de façon rapide de grandes collections de souches, j'ai utilisé comme marqueurs de diversité le polymorphisme de séquences répétées en tandem appelées VNTRs, pour Variable Number Tandem Repeat. La méthode MLVA, ou Multiple Loci VNTR Analysis, est une méthode de typage moléculaire qui s'appuie sur l'étude concomitante du polymorphisme de plusieurs loci VNTRs. Dans un premier temps, j'ai conçu des protocoles de typage automatisés pour les trois espèces considérées, puis j'ai appliqué ces outils pour traiter de questions d'épidémiologie. S. aureus, espèce à structure clonale, est un pathogène majeur responsable notamment de toxi-infections alimentaires collectives (TIAC). Les travaux réalisés ont permis de démontrer la spécificité d'hôte de certains complexes clonaux et l'origine humaine des cas de TIAC. L. pneumophila est un pathogène de l'environnement dont la structure de population est atypique : présumée panmictique dans la nature, la bactérie semble connaitre une évolution clonale lorsque son écosystème est restreint, dans un milieu anthropique par exemple. L'étude épidémiologique menée sur la population de L. pneumophila dans la ville de Rennes a mis en évidence la présence d'un écotype, non impliqué dans les cas cliniques épidémiques, particulièrement adapté aux réseaux d'eau. P. aeruginosa, modèle de bactérie panmictique, colonise les bronches de patients atteints de mucoviscidose. Le suivi longitudinal de patients indique que les souches installées sont persistantes et quasi-exclusive de la niche qu'elles occupent. L'exploration de cette diversité du monde bactérien est un préalable à l'investigation épidémiologique des maladies infectieuses. Avec un même outil moléculaire de première intention, cette thèse retrace l'épidémiologie et la structure de trois espèces bactériennes très différentes. L'adaptation à un nouvel environnement (hôte animal, niche écologique, organe) est l'occasion d'expansions clonales.

Cette thèse s'articule autour de la détection de similarités globales et locales dans les structures protéiques. Premièrement les structures sont comparées, mesurées en termes de distance métrique dans un but de classification supervisée. Cette classification des domaines structuraux au sein de classifications hiérarchiques se fait par le biais de dominances et d'apprentissages permettant d'assigner plus rapidement et de manière exacte de nouveaux domaines. Deuxièmement, nous proposons une méthode de manière de traduire un problème biologique dans les formalisme des graphes. Puis nous résolvons ce problème via le parcours de ces graphes pour extraire les différentes sous-structures similaires. Cette méthode repose sur des notions de compatibilités entre éléments des structures ainsi que des critères de distances entre éléments. Ces techniques sont capables de détecter des événements tels que des permutations circulaires, des charnières (flexibilité) et des répétitions de motifs structuraux. Finalement nous proposons une nouvelle approche dans l'analyse fine de structures afin de faciliter la recherche de régions divergentes entre structures 3D fortement similaires. / This thesis focusses on local and global similarities and divergences inside protein structures. First, structures are scored, with criteria of similarity and distance in order to provide a supervised classification. This structural domain classification inside existing hierarchical databases is possible by using dominances and learning. These methods allow to assign new domains with accuracy and exactly. Second we focusses on local similarities and proposed a method of protein comparison modelisation inside graphs. Graph traversal allows to find protein similar substructures. This method is based on compatibility between elements and criterion of distances. We can use it and detect events such that circular permutations, hinges and structural motif repeats. Finally we propose a new approach of accurate protein structure analysis that focused on divergences between similar structures.

Cette thèse questionne les manifestations de la convergence (i.e. le rapprochement entre les productions des participants) au niveau interactionnel. Pour cela, les termes d'alignement (défini en rapport avec l'activité en cours) et d'affiliation (l'expression d'un même stance par les participants) sont empruntés à l'Analyse Conversationnelle. Le corpus utilisé est le CID-Corpus of Interational Data, corpus de conversation (interaction non-contrainte, hautement coopérative et globalement symétrique).Nous interrogeons le lien entre la convergence et la similarité lexicale, grâce à l'analyse d'une collection de 300 hétéro-répétitions (recueillie grâce à un outil d'aide au repérage des répétitions). Nous proposons ensuite une analyse quantitative de l'évolution des réponses des auditeurs, puis une analyse qualitative de discours rapportés directs, phénomènes susceptibles de faire émerger de l'affiliation. Nous montrons que les hétéro-répétitions lexicales et les discours rapportés « en écho » (discours rapportés produits par l'auditeur de la narration) peuvent être utilisés (entre autres) pour exprimer l'alignement et l'affiliation, ce qui, en cas de ratification, crée les conditions propices à l'émergence d'un moment de convergence interactionnelle. Nous montrons également que ces mêmes phénomènes peuvent servir à créer le désalignement temporaire nécessaire à l'engagement dans une séquence oblique convergente. Ainsi, ce travail décrit l'établissement et le fonctionnement de séquences convergentes, à travers l'étude de phénomènes interactionnels méconnus. / This thesis investigates the manifestations of convergence (i.e. the rapprochement between the participants' productions) at the level of interaction. With this aim, the terms of alignment (defined in relation to the current activity) and affiliation (display of the same stance by both participants) are borrowed from Conversation Analysis. The conversational corpus (non-constrained, highly cooperative and globally symmetrical interaction) used is the CID-Corpus of Interactional Data. Firstly, the link between convergence and lexical similarity is investigated thanks to the analysis of a collection of 300 other-repetitions (collected using a tool to assist in the detection of OR). Secondly, storytelling is studied and a quantitative analysis of the evolution of listeners' responses is proposed together with a qualitative analysis of direct reported speech phenomena, which are likely to make affiliation emerge. These analyses show that lexical other-repetitions and "echo" reported speech (reported speech which is produced by the listener of the narrative) can be used by participants to, inter alia, express alignment and affiliation, which, in case of ratification, creates the adequate conditions for the emergence of interactional convergence. The same phenomena can be used to create the temporary disalignment necessary to engage in an oblique (and potentially convergent) sequence. This work then describes the establishment and the conduct of convergent sequences through the analysis of interactional phenomena.

Le vieillissement est un processus complexe déterminé par des facteurs génétiques et environnementaux qui varie d’un individu à l’autre. Bien que le vieillissement soit la cause principale de nombreuses maladies, nos connaissances sur le sujet sont relativement limitées. Tout au long de ce travail, j’ai utilisé la levure bourgeonnante Saccharomyces cerevisiae pour identifier les facteurs génétiques et environnementaux influant sur le vieillissement et pour comprendre les interactions qu’ils entretiennent entre eux. Jusqu’à présent, les approches classiques de génétique ont permis de découvrir un certain nombre de gènes impliqués dans la régulation du vieillissement chronologique de la levure (CLS), basé sur la longévité de celle-ci en conditions non-prolifératives. Or, ces approches se sont essentiellement centrées sur des souches de laboratoire et n’ont que très peu exploité les richesses de la biodiversité. Dans une première partie, j’ai utilisé une large cohorte de levures composée de plus de 1000 souches naturelles de S. cerevisiae afin d’estimer la variabilité de longévité existant au sein de l’espèce. Leur longévité a été étudiée dans différentes conditions connues pour freiner le vieillissement : sous restriction calorique ou en présence d’un agoniste de la restriction calorique, la molécule rapamycine, qui inhibe directement la voie de signalisation TOR. Les microorganismes passent la majeure partie de leur vie dans des environnements défavorables, pauvres en ressources nutritives. Leur capacité à survivre à ces périodes de restriction (CLS) est donc primordiale. J’ai observé que les souches sauvages ont tendance à spontanément initier le programme de méiose aboutissant à la formation de spores lorsque les conditions environnementales deviennent restreintes. En revanche, les souches domestiques préfèrent entrer en quiescence, ce qui leur confère une viabilité et une résistance accrues. De plus, en ayant recours à une approche basée sur des gènes présélectionnés et à une étude d’association pangénomique, j’ai observé que la variabilité de longévité entre les différentes souches est déterminée par un large spectre de polymorphismes génétiques, tels que des mutations non-synonymes ou non-sens, et par l’absence ou la présence de certains gènes. Toutes ces composantes génétiques interagissent pleinement avec l’environnement. Dans une deuxième partie, j’ai réalisé une analyse de liaison génétique grâce à 1056 souches descendantes de deux souches parentales. La longévité (CLS) de ces 1056 souches a été mesurée dans le but d’identifier des locus de caractères quantitatifs (QTLs). Le vieillissement chronologique a été déterminé à la fois à partir d’un milieu riche, d’un milieu restreint en calories, ou en présence de rapamycine. J’ai identifié 30 QTLs distincts, certains d’entre eux sont communs et récurrents dans plusieurs environnements, tandis que d’autres sont plus spécifiques et occasionnels. Les deux QTLs principaux, associés aux gènes HPF1 et FLO11, codent tous deux des protéines du mur cellulaire, et sont jusqu’à présent non reconnus comme régulateurs du vieillissement. Etonnement, ces deux gènes contiennent des répétitions d’ADN en tandem qui s’avèrent être massivement amplifiées dans une des deux souches parentales d’origine. Alors que les allèles courts de HPF1 et FLO11 n’ont pas d’effet sur le vieillissement, les allèles longs sont relativement délétères, hormis en présence de rapamycine. Après investigation, il semble que la forme allongée de HPF1 provoque la flottaison des cellules de levure au cours de la phase de croissance, les exposants à des taux plus élevés d’oxygène. / Aging is a classical complex trait varying quantitatively among individuals and affected by both the genetic background and the environment. While aging is the highest risk factor for a large number of diseases, little is known about the underlying molecular mechanisms. Identifying the causal genetic variants underlying natural variation in longevity and understanding their interaction with the genetic background and the environment remains a major challenge. In this work, I used the budding yeast, Saccharomyces cerevisiae, to identify environmental and genetic factors contributing to aging. While extensive classical genetic studies discovered several genes involved in the regulation of chronological lifespan (CLS), which measures cell viability dynamic in non-dividing condition, using laboratory strains in standard conditions, there are only few studies exploiting variations in natural populations. In the first part, I used a large cohort of more than 1000 sequenced natural S. cerevisiae strains to provide a species-wide overview of CLS variability. Longevity was measured in different environments, including calorie restriction (CR), a natural intervention known to increase lifespan, and in the presence of rapamycin (RM), a drug that mimics CR by downregulating the TOR pathway. Unicellular microorganisms spend most of their lifetime in harsh restricted environments interrupted by short windows of growth, making CLS an important and likely adaptive trait. I found that wild strains subjected to CLS tend to trigger the meiotic developmental process leading to the formation of gametes wrapped into a very resistant cell wall. In contrast, domesticated strains tend to enter quiescence state when starved and display a tremendous variability in their survival capacity. Moreover, using both candidate gene approach and genome-wide association studies (GWAS), I demonstrated that variability in CLS is determined by a full spectrum of genetic variant that include gene presence/absence, copy number variation, non-synonymous SNPs and loss of function. All these genetic features were strongly regulated by the environment. In the second part, I performed linkage analysis using 1056 diploid segregants derived from a two parent advanced intercross. These 1056 diploid segregants were phenotyped for CLS to map quantitative trait loci (QTLs). The CLS was measured in complete media, CR and RM environments across multiple time points. I mapped 30 distinct QTLs, with some shared across different environments and time points, while others were unique to a specific condition. The two major effect size QTLs were linked with natural variation in the cell wall glycoproteins FLO11 and HPF1, previously unknown to regulate CLS. Interestingly, both genes presented massive intragenic tandem repeat expansions in one of the founder strain used in the crossing scheme. While the short versions of FLO11 and HPF1 alleles did not impact CLS, tandem repeat expansions within those genes were sufficient to confer a dominant detrimental effect that was partially buffered by rapamycin treatment. Further investigation revealed that the extended form of HPF1 makes cells floating during exponential phase, exposing them to higher oxygen rates, and leading to perturbation of redox homeostasis, activation of misfolded protein response, and alteration of multiple genes involved in methionine, ribosome and lipid biosynthesis, eventually contributing to CLS shortening. Taken together, my work provided an unprecedented overview of natural variation in CLS in a genetic model system and revealed multiple genetic and environmental factors that shape the species phenotypic variation.

L'informatique quantique, ce surprenant mariage entre informatique et physique, est un domaine riche en nouvelles idées, autant pour la technologie future qu'une meilleure compréhension de notre univers. C'est le phénomène de l'intrication qui est au coeur de cette nouvelle façon de voir l'information. Ce mémoire porte sur l'étude des corrélations quantiques observées dans la nature, mises de l'avant, entre autres, par John Bell. Plus particulièrement, deux jeux non signalants, dans lesquels ces corrélations se manifestent, sont étudiés: le jeu CHSH, probablement l'exemple le plus connu à ce jour, et le jeu de pseudotélépathie du carré magique. Pour ce faire, deux points de vue seront adoptés, soit probabiliste et algorithmique. Le premier est motivé par la prédiction (ce qui aurait pu se passer), tandis que le second s'intéresse à l'information intrinsèque contenue dans un objet (ce qui s'est passé). Les concepts «aléatoire» et «information» seront donc abordés premièrement à la Shannon (approche probabiliste) puis à la Kolmogorov (approche algorithmique). C'est la complexité de Kolmogorov qui sera utilisée pour quantifier l'information de façon factuelle. De plus, le cas particulier où plusieurs répétitions d'un jeu sont jouées en parallèle dans un monde classique sera examiné. Le théorème des répétitions parallèles, résultat important sur le sujet démontré par Ran Raz, sera présenté et utilisé par la suite dans l'étude algorithmique des jeux CHSH et du carré magique. / Quantum information, this intriguing marriage between computer science and physics, is a promising field of research for future technologies as well as a better understanding of our universe. Entanglement is at the very heart of this new way of understanding information. This thesis focuses on quantum correlations that are observed in nature. They have been studied in great detail by, among others, John Bell. More specifically, two non-signaling games, in which these correlations arise, are studied: the CHSH game, which is probably the best-known example of such games, and the magic square pseudotelepathy game. To do so, two points of view will be adopted: probabilistic and algorithmic. The first is motivated by prediction (what could have happened) and the second focuses on the intrinsic information about an object (what happened). Therefore, the concepts of randomness and information are first addressed from Shannon’s point of view (probabilistic approach) and second from Kolmogorov’s point of view (algorithmic approach). Kolmogorov complexity is used to quantify information in a factual way. Furthermore, the particular case in which multiple repetitions of a game are played in parallel in a classical world is considered. The parallel repetition theorem, an important result on the subject proven by Ran Raz, is presented and used in the algorithmic study of the CHSH game and the magic square game.

The subject of this thesis is Emile Zola’s novel Thérèse Raquin (1867). The principal aim is to examine lexical repetitions and their importance for semantic networks. The thesis studies the use of the noun cou and certain of its co-occurrences, as well as the use of colours and their derivatives. Employing the methods of Greimas and Rastier, the study is based upon two analyses, one narratological and the other thematic, an approach which allows us not only to study the importance of lexical repetitions, but also to study another aspect of the writing, Zola’s various sources of inspiration. This approach aids in showing the stylistic profile of the novel from a new perspective. Our second aim concerns the Swedish translations of the text. The degree of equivalence of lexical repetitions and their transmission has been studied in three versions (Wilson, 1884, Bjurman, 1911, and Bouleau, 1953). Our analysis draws on Berman’s and Heldner’s ideas about the critical evaluation of translated literary texts. The results of this thesis show that Zola, in Thérèse Raquin, uses lexical repetitions to create a stylistic effect that not only draws inspiration from literary and artistic sources, but that is also inspired by real events of the time. These stylistic properties, such as the system of colour leitmotivs, must be conveyed in a translation that is to be considered faithful to the original. The findings of this study suggest that there is a dependency between two of the examined versions and that it would be desirable to produce a new Swedish translation of the novel, equivalent to Zola’s text. / Le roman Thérèse Raquin (1867) d’Émile Zola est l’objet d’étude de la présente thèse. Le premier but est d’y examiner des répétitions lexicales et leur importance pour des réseaux sémantiques. Nous y étudions l’emploi du nom cou et certaines de ses co-occurrences, ainsi que des couleurs et leurs dérivés présents. Suivant des méthodes de Greimas et Rastier, l’étude s’effectue au moyen de deux analyses, l’une narratologique, l’autre thématique, ce qui nous permet non seulement d’examiner l’importance des répétitions lexicales, mais aussi d’étudier un aspect supplémentaire de l’écriture, les diverses sources d’inspiration de Zola. Cette approche contribue à montrer, dans une perspective nouvelle, le profil stylistique du roman. Notre deuxième but concerne des traductions suédoises du texte. Dans trois versions (Wilson, 1884, Bjurman, 1911, et Bouleau, 1953), est évalué le degré d’équivalence des répétitions lexicales et la transmission des répétitions lexicales examinées. Pour notre analyse, nous nous servons des idées de Berman et de Heldner, qui traitent le sujet d’évaluation critique de textes littéraires traduits.  Les résultats de la présente thèse montrent que Zola, dans Thérèse Raquin, utilise les répétitions lexicales pour créer un effet de style qui puise son inspiration non seulement dans des sources littéraires et artistiques, mais aussi dans des événements de la réalité de son époque. Ces propriétés stylistiques, comme la systématique des leitmotivs des couleurs, doivent être rendues dans une traduction censée être fidèle à l’original. Les analyses de notre étude évoquent qu’il y a une dépendance entre deux des versions examinées et qu’il est souhaitable de produire une nouvelle traduction suédoise du roman, équivalente au texte de Zola.

Les maladies à expansion de polyglutamine sont un ensemble de troubles neurodégénératives héréditaires se développant lorsqu’il y a répétitions de trinucléotides CAG dans les gènes causatifs au-delà d’un certain seuil. L’expansion des répétitions de trinucléotides CAG entraîne des désordres neurologiques héréditaires précoces, dont de multiples formes d’ataxie spinocérébelleuse (SCA). Parmi celles-ci, le type le plus commun et dominant est l’ataxie spinocérébelleuse de type 3 (SCA3), aussi connue sous le nom de la maladie de Machado-Joseph (MMJ). Ce dernier est un désordre neurologique progressif autosomique dominant. Le gène causatif de MMJ est ATXN3 (ATAXINE-3). Plusieurs études récentes suggèrent une association entre ce gène et la modulation du stress du réticulum endoplasmique (RE). Lors de ce travail de maîtrise, des souches transgéniques de C. elegans exprimant les formes sauvage et mutante du gène ATXN3 humain ont été générées. Les résultats suggèrent des phénotypes importants chez la souche transgénique mutante associés à la pathologie humaine: défaut de motilité, longévité réduite et profil neurodégénératif considérable. Ceci dit, ces résultats nous ont poussé à vouloir déterminer si l’utilisation des composés chimiques, connus en tant que modulateurs du stress du RE et possédant des rôles neuroprotecteurs, sont capables de restaurer les phénotypes notés. Les composés utilisés, c’est-à-dire le Bleu de Méthylène, le Salubrinal et le Guanabenz, ont démontré une capacité de corriger les phénotypes rapportés dans la souche transgénique mutante. De plus, ces composés ont aussi été en mesure de prévenir une augmentation du niveau du stress oxydatif et de la réponse au stress du RE exhibé chez les vers mutants. Par le développement de nouveaux modèles C. elegans pour la MMJ, où il y a expression du gène ATXN3 complet dans les motoneurones, il a été possible de trouver qu’une modulation chimique du stress du RE peut réduire considérablement la neurodégénérescence et par conséquent, être une possible nouvelle approche thérapeutique pour traiter cette pathologie. / Polyglutamine expansion diseases are a class of dominantly inherited neurodegenerative disorders that develop when a CAG repeat in the causative genes is unstably expanded above a certain threshold. The expansion of trinucleotide CAG repeats causes hereditary adult-onset neurodegenerative disorders such as multiple forms of spinocerebellar ataxia (SCA). The most common dominantly inherited spinocerebellar ataxia is the type 3 (SCA3) also known as Machado-Joseph disease (MJD), an autosomal dominant, progressive neurological disorder. The gene causing MJD is ATXN3 (ATAXIN-3): MJD is caused by an abnormal CAG trinucleotide repeat expansion in the ATXN3 gene. Several recent studies have shown that this gene is associated with endoplasmic reticulum (ER) stress. In this study, we generated transgenic C. elegans strains expressing wild type or mutant human ATXN3 genes and tested them for recovery of locomotor phenotype, lifespan and neurodegeneration phenotypes upon treatment with compounds known to modulate ER stress and having neuroprotective roles. We observed differences between both transgenic lines and found that the motility defects, the reduced lifespan and the neurodegeneration can be rescued by methylene blue, guanabenz and salubrinal. These compounds were also able to prevent the oxidative stress and the ER stress response induced by mutant transgenic worms. We introduce novel C. elegans models for MJD based on the expression of full-length ATXN3 in GABAergic motor neurons. Using these models we discovered that chemical modulation of the ER unfolded protein response reduced neurodegeneration and could be a new therapeutic approach for the treatment of MJD.