La signalisation calcique joue un rôle crucial dans la réponse des cellules aux signaux extracellulaires. Ces dernières années, les progrès des techniques de microscopie ont permis de montrer que l’organisation spatio-temporelle du signal calcique était un élément fondamental de la réponse des cellules. L'organisation temporelle du signal calcium se caractérise ainsi par l'observation d'oscillations de calcium dont la fréquence varie en fonction du stimulus. Pour de nombreux types cellulaires, et notamment pour les hépatocytes, modèle cellulaire de notre étude, l’amplitude et la fréquence des oscillations de calcium sont très régulières et finement régulées. Les nombreux facteurs qui interviennent pour assurer cette régulation rendent l'étude de ce processus difficile. Ceci explique que l’étude des oscillations de calcium est un des domaines dans lequel l’aspect expérimental est communément complété avec la modélisation mathématique.Parmi les nombreux éléments qui participent à la régulation du signal calcique, les mitochondries qui ont longtemps été considérées comme ayant un rôle passif, pourraient jouer un rôle important. En effet il a été établi que les mitochondries étaient capables d’accumuler de façon active le calcium libéré par le reticulum endoplasmique. Notre objectif a donc été d’étudier l’importance des mitochondries dans la régulation des oscillations de calcium dans les hépatocytes, et grâce à nos résultats expérimentaux, de mettre au point un modèle mathématique. Pour cela nous avons choisi de modifier la prise de calcium par les mitochondries en altérant le moins possible leur fonctionnement normal. Nous avons utilisé une protéine altérant directement la prise de calcium par les mitochondries (HINT 2) et une autre protéine altérant l’interaction entre le reticulum endoplasmique et les mitochondries (R-1). Nos résultats expérimentaux et computationnels démontrent que la protéine HINT 2 augmente l’activité de la chaine respiratoire, ce qui a pour effet d’accélérer l’accumulation de calcium par les mitochondries et d’augmenter la fréquence des oscillations de calcium cytosolique dans les hépatocytes. En effet le modèle élaboré permet à la fois de reproduire les observations expérimentales mais également de prédire avec succès que l’absence de la protéine Hint 2 rend les mitochondries plus sensibles à l’ouverture du pore de transition mitochondrial (mPTP). Nous avons également démontré que le R-1 n’affecte pas significativement la prise de calcium par les mitochondries mais que sa surexpression aboutit à une élévation de la concentration calcique de base des cellules hépatocytaires. A la lumière de nos résultats, cette élévation de la concentration de calcium basale semble être due à son interaction physique avec la pompe ATPase SERCA 2. Nos résultats nous ont permis de mettre en évidence à la fois la contribution des mitochondries dans la régulation des oscillations de calcium dans les hépatocytes grâce à la protéine Hint 2, mais aussi le lien direct entre la surexpression du R-1 et l’élévation de la concentration en calcium de base dans les cellules HepG2. / Calcium signaling plays a crucial role in cell response to external stimuli. These last years, the progress of the microsocopy techniques allowed demonstrate that spatio-temporal organisation of the calcium signal is fundamental for cell physiology. This spatio-temporal organization is characterized by the observation of calcium oscillations whose frequency varies according to the stimulus. For many cell types in particular hepatocytes, calcium oscillations amplitude and frequency are regular and finely regulated. The large range of actors involved in this regulation explains the complexity of studying this process. This explains why the calcium oscillations studies are one of the area in which the experimental approach is commonly associated with computational approaches.Among all the elements participating in the regulation of calcium signaling, mitochondria that have been thought for many years to play a passive role may have a greater role. Indeed it has been shown that mitochondria are able to accumulate actively calcium from the endoplasmic reticulum.Our goal was to study the importance of mitochondria in calcium oscillations regulation in hepatocytes and to elaborate a model based on these experimental results. For that purpose we choose to change the calcium uptake by mitochondria using techniques that didn’t kill them. We used a protein that alters directly mitochondrial calcium uptake (Hint 2), and a protein involved in the interaction between endoplasmic reticulum and mitochondria (R-1).Our experimental and computational results show that HINT 2 enhances the electron transport chain activity, which lead to faster mitochondrial calcium uptake and faster calcium oscillations in the cytosol of hepatocytes. The model allows us not only to reproduce experimental data but also to successfully predict that the loss of HINT 2 lead the mitochondria to be more sensitive to the mitochondrial transition pore opening (mPTP).We also demonstrate that R-1 doesn’t change mitochondrial calcium uptake, but its over expression lead to a higher calcium concentration in resting cells. In the light of our results, this higher calcium concentration seems to be the result of R-1 interaction with ATPase pump SERCA 2.Our results allowed us to show not only the role of mitochondria in the regulation of hepatocytes calcium oscillations by HINT 2, but also the link between R-1 over expression and a higher calcium concentration in the cytosol of HepG2 cells.

L'apoptose est le processus principal d'autodestruction d'une cellule en réponse à divers stimuli. Cette forme de mort cellulaire, conservée à travers l'évolution est nécessaire au développement embryonnaire, à l'éducation du système immunitaire et à l'homéostasie des organismes pluricellulaires. Ce processus est débalancé dans plusieurs pathologies prolifératives et dégénératives. Durant l'apoptose, un groupe de protéases à cystéine nommées caspases jouent [joue] un rôle essentiel dans l'exécution du signal de mort cellulaire. Ces enzymes clivent une multitude de substrats dans des cascades d'activation menant au démantèlement de la cellule. Un de ces substrats est le récepteur de l'inositol 1,4,5-trisphosphate de type 1 (IP[indice inférieur 3]R-1). Il s'agit d'un canal calcique intracellulaire situé sur la membrane du réticulum endoplasmique jouant un rôle primordial dans la régulation du Ca[indice supérieur 2+] intracellulaire. Le clivage de l'IP[indice inférieur 3]R-1 perturberait ainsi l'homéostasie calcique, essentielle à la survie de la cellule. Afin d'étudier l'importance du clivage de l'IP[indice inférieur 3]R-1 par la caspase-3 dans le processus de l'apoptose, des mutants du récepteur ont été générés et leurs propriétés ont été comparées à celles du récepteur de type sauvage. Le site de reconnaissance par les caspases (DEVD[flèche vers le bas]R) a été aboli dans les mutants IEVA[flèche vers le bas]R et DEVA[flèche vers le bas]R, alors qu'une courte séquence (ENLYFQ[flèche vers le bas]S) reconnue par la protéase TEV du virus de la mosaïque du tabac a été introduite dans un troisième mutant qui ne peut être clivé par les caspases (DEVA[flèche vers le bas]R). Avec ces mutants, nous avons obtenu des résultats qui confirment que l'IP[indice inférieur 3]R-1 est clivable par la caspase-3 (et aussi par la caspase-7), mais sous des conditions extrêmes (en présence de plus de dix fois le niveau physiologique des caspases). Par contre, le clivage de l'IP[indice inférieur 3]R-1 ne se produit pas in cellulo, dans des conditions apoptotiques normales où la caspase 3 est activée. Ces résultats suggèrent que l'IP[indice inférieur 3]R-1 n'est pas un bon substrat de la caspase 3, parce que son clivage n'est pas efficace, et surtout parce qu'il n'a pas lieu à chaque fois que la mort cellulaire par apoptose est induite. Ces résultats montrent que l'IP[indice inférieur 3]R-1 ne possède pas le profil d'un substrat de caspase dont le clivage est fondamental pour le bon déroulement de l'apoptose.

La signalisation calcique joue un rôle crucial dans la réponse des cellules aux signaux extracellulaires. Ces dernières années, les progrès des techniques de microscopie ont permis de montrer que l'organisation spatio-temporelle du signal calcique était un élément fondamental de la réponse des cellules. L'organisation temporelle du signal calcium se caractérise ainsi par l'observation d'oscillations de calcium dont la fréquence varie en fonction du stimulus. Pour de nombreux types cellulaires, et notamment pour les hépatocytes, modèle cellulaire de notre étude, l'amplitude et la fréquence des oscillations de calcium sont très régulières et finement régulées. Les nombreux facteurs qui interviennent pour assurer cette régulation rendent l'étude de ce processus difficile. Ceci explique que l'étude des oscillations de calcium est un des domaines dans lequel l'aspect expérimental est communément complété avec la modélisation mathématique.Parmi les nombreux éléments qui participent à la régulation du signal calcique, les mitochondries qui ont longtemps été considérées comme ayant un rôle passif, pourraient jouer un rôle important. En effet il a été établi que les mitochondries étaient capables d'accumuler de façon active le calcium libéré par le reticulum endoplasmique. Notre objectif a donc été d'étudier l'importance des mitochondries dans la régulation des oscillations de calcium dans les hépatocytes, et grâce à nos résultats expérimentaux, de mettre au point un modèle mathématique. Pour cela nous avons choisi de modifier la prise de calcium par les mitochondries en altérant le moins possible leur fonctionnement normal. Nous avons utilisé une protéine altérant directement la prise de calcium par les mitochondries (HINT 2) et une autre protéine altérant l'interaction entre le reticulum endoplasmique et les mitochondries (R-1). Nos résultats expérimentaux et computationnels démontrent que la protéine HINT 2 augmente l'activité de la chaine respiratoire, ce qui a pour effet d'accélérer l'accumulation de calcium par les mitochondries et d'augmenter la fréquence des oscillations de calcium cytosolique dans les hépatocytes. En effet le modèle élaboré permet à la fois de reproduire les observations expérimentales mais également de prédire avec succès que l'absence de la protéine Hint 2 rend les mitochondries plus sensibles à l'ouverture du pore de transition mitochondrial (mPTP). Nous avons également démontré que le R-1 n'affecte pas significativement la prise de calcium par les mitochondries mais que sa surexpression aboutit à une élévation de la concentration calcique de base des cellules hépatocytaires. A la lumière de nos résultats, cette élévation de la concentration de calcium basale semble être due à son interaction physique avec la pompe ATPase SERCA 2. Nos résultats nous ont permis de mettre en évidence à la fois la contribution des mitochondries dans la régulation des oscillations de calcium dans les hépatocytes grâce à la protéine Hint 2, mais aussi le lien direct entre la surexpression du R-1 et l'élévation de la concentration en calcium de base dans les cellules HepG2.

Abstract: This thesis studies five kinds of graph colorings: the circular coloring, the total coloring, the (d; 1)-total labeling, the circular (r; 1)-total labeling, and the acyclic list coloring. We give upper bounds on the circular chromatic number of graphs with small maximum average degree, mad for short. It is proved that if mad(G)<22=9 then G has a 11=4-circular coloring, if mad(G) < 5=2 then G has a 14=5-circular coloring. A conjecture by Behzad and Vizing implies that £G+2 colors are always sufficient for a total coloring of graphs with maximum degree £G. The only open case for planar graphs is for £G = 6. Let G be a planar in which no vertex is contained in cycles of all lengths between 3 and 8. If £G(G) = 6, then G is total 8-colorable. If £G(G) = 8, then G is total 9-colorable. Havet and Yu [23] conjectured that every subcubic graph G ̸=K4 has (2; 1)-total number at most 5. We confirm the conjecture for graphs with maximum average degree less than 7=3 and for flower snarks. We introduce the circular (r; 1)-total labeling. As a relaxation of the aforementioned conjecture, we conjecture that every subcubic graph has circular (2; 1)-total number at most 7. We confirm the conjecture for graphs with maximum average degree less than 5=2. We prove that every planar graph with no cycles of lengths 4, 7 and 8 is acyclically 4-choosable. Combined with recent results, this implies that every planar graph with no cycles of length 4;k; l with 5 6 k < l 6 8 is acyclically 4-choosable.