Le génome est sans cesse menacé dans sa structure par des stress génotoxiques d’origine endogène (stress oxydant, blocage de la réplication…) ou exogène (irradiations, produits chimiques, métaux lourds…). La voie de réponse aux dommages de l’ADN coordonne un réseau d’événements en cascades qui incluent les points de surveillance du cycle cellulaire, la réplication/réparation/recombinaison de l’ADN et la mort cellulaire programmée. Ces voies collaborent pour assurer la transmission fidèle du génome et empêcher la prolifération des cellules qui aurait accumulé des altérations génétiques. En général, des défauts dans une de ces voies entraînent un changement de sensibilité aux agents génotoxiques, une instabilité génétique et une prédisposition au cancer. La recombinaison homologue (RH) est une voie essentielle pour la réparation de l’ADN ; elle joue un rôle fondamental dans le maintien de la stabilité du génome. Le stress oxydant, résultant d’une augmentation de la concentration intracellulaire de ERO, est une des causes majeures de dommages aux lipides, aux protéines et à l’ADN et pour cela, il représente un défi pour la survie cellulaire et pour la stabilité du génome. Les ERO apparaissent physiologiquement lors de la respiration cellulaire ou résultent d’un stress environnemental, comme l’exposition aux radiations UV ou agents chimiques oxydants. Elles contribuent à certains processus comme la croissance cellulaire, l’activité et au repliement des protéines, la sénescence et la mort cellulaire programmée. Il est important de souligner qu’un état redox altéré est souvent associé à un fonctionnement anormal des cellules, comme il est observé pour les cellules cancéreuses et les cellules sénescentes. L’objectif de ce projet a été d’analyser l’interface entre les voies DDR et SAPK (Stress activated protein kinase) évolutivement conservées et d’en étudier les conséquences sur la stabilité du génome en utilisant comme organisme modèle la levure à fission. Nos résultats montrent que la voie SAPK joue un rôle sur la RH en promouvant la phosphorylation de Rad52, une protéine impliquée dans différentes sous-voies de la RH. Nous avons aussi montré que Rad52 est phosphorylée sur différents acides aminés, parmi lesquels certains sont les cibles de kinases inconnues qui n’ont aucun lien avec la voie SAPK. Nous avons observé que Rad52 est phosphorylée soit après un stress oxydant, soit dans des cellules génétiquement sujettes à des perturbations de la RH. Nous avons identifié deux sites de phosphorylation de la protéine Rad52, dont un seul est dépendant de la voie SAPK. En étudiant la phosphorylation de Rad52 dans les cellules invalidées pour la voie SAPK ou mutées pour un des sites de phosphorylation de Rad52, nous avons pu montrer que la RH est modulée par la voie SAPK même en absence de insulte externe. Notre travail ouvre le chemin vers une nouvelle compréhension des mécanismes fondamentaux du maintien de l’intégrité du génome. / Genomes are routinely submitted to injuries from either endogenous stress (oxidative stress, DNA replication block…) or from exogenous sources (radiations, chemicals, heavy metals…). The DNA damage response (DDR) coordinates a network of pathways including cell cycle checkpoints, DNA replication/repair/recombination, and programmed cell death, ensuring faithful genome transmission and preventing from the proliferation of cells bearing genetic alterations. Defect in one of these pathways generally results in altered sensitivity to genotoxins, genetic instability and cancer predisposition. Homologous recombination (HR) is an essential DNA repair pathway playing pivotal role to maintain genome stability.Oxidative stress, resulting from increased intracellular concentration of ROS, is one of the major causes of lipid, protein and DNA damage, and therefore a challenge for cell survival and genome stability. ROS are generated physiologically as by-products of cellular respiration, or as result of environmental stresses, such as exposure to solar UV radiations or to oxidant chemicals, and they actively participate in processes such as cellular growth, protein activity and folding, senescence and programmed cell death. It is noteworthy that an altered redox homeostasis is often associated to abnormally functioning cells, such as cancer and senescent cells. The aim of this project was to study the interface between two major evolutionarily conserved pathways, DDR and SAPK (Stress activated protein kinase) and the consequences on genome stability using fission yeast as a model organism. We report data showing that SAPK pathway impinges on HR by promoting phosphorylation of Rad52, a key protein involved in all sub-pathways of HR. We also revealed that Rad52 is phosphorylated at multiple different sites some of which are substrate for unidentified kinases unrelated to the SAPK pathway. Rad52 phosphorylation occurs either after oxidative stress or in cells genetically prone to HR perturbation. We identified two sites of phosphorylation, one of which is dependent on functional SAPK pathway. By studying Rad52 phosphorylation in cells mutated in the SAPK pathway or mutated at the Rad52 site of phosphorylation, we showed that HR is modulated by SAPK even in the absence of external insults. Our work pave the way to a novel understanding of fundamental mechanisms required for genome integrity maintenance.

La recombinaison homologue est essentielle à la réparation des lésions de l’ADN ainsi qu’à la ségrégation correcte des chromosomes en méiose. Une étape importante de la recombinaison méiotique est la formation des crossovers (CO). Au cours de ma thèse, j’ai mis en évidence un nouveau mécanisme de régulation de la recombinaison méiotique. J'ai montré que les cycles d'activation et de désactivation des cullin-RING ligases (CRL) sont absolument nécessaires à la recombinaison méiotique. Les CRL sont activées par neddylation et désactivées par la deneddylation. De plus, elles peuvent aussi être inhibées par la séquestration via la protéine CAND1. Mon travail a démontré que ces trois niveaux de régulation des CRL jouent des rôles cruciaux dans la recombinaison homologue méiotique chez A. thaliana. J’ai montré qu'AXR1, un composant clé de la machinerie de neddylation, est nécessaire à la localisation correcte des CO méiotiques et à la recombinaison homologue somatique. J’ai aussi prouvé que le processus de deneddylation médié par CSN5A est nécessaire à la formation des CO. J'ai obtenu des données montrant que cette régulation de la localisation des CO agit à travers la régulation d’un complexe CRL4. Enfin, j’ai pu montrer que l'inhibiteur des CRL, CAND1, est requis pour la formation de plus de 90 % des CO. En utilisant des outils génétiques et cytologiques, j'ai montré que CAND1 agit probablement sur la régulation du biais inter-homologue. L’ensemble de ces données, met l’accent sur un nouveau mécanisme de la régulation de la recombinaison homologue, connectant pour la première fois la méiose et l’ubiquitination via les cullin-RING Ligases. / Homologous recombination is essential to all living organisms in order to repair DNA damages. In addition, a large majority of organisms use homologous recombination in meiosis to ensure proper chromosome segregation. A main step of meiotic recombination is crossover (CO) formation. During my PhD, I was able to highlight a new pathway controlling meiotic recombination. I showed that cycles of activation and deactivation of cullin-RING ligases (CRLs) are absolutely required for correct meiosis. CRLs are activated by neddylation, and deactivated by deneddylation. In addition, they can also be inhibited by sequestration by the CAND1 protein. My work demonstrated that these three levels of CRL regulation play crucial roles in meiotic homologous recombination in A. thaliana. First, I showed that AXR1, a key component of the neddylation machinery, is required for the correct localisation of meiotic COs and for somatic homologous recombination. Second, I showed that the deneddylation process mediated by CSN5A is also necessary for normal CO formation. I obtained evidence that this regulation of CO position is likely to be mediated by a CRL4 complex. Last, I could show that the CRL inhibitor, CAND1, is required for the formation of up to 90% of the COs. Using genetic and cytological tools, I showed that CAND1 probably acts on the regulation of the inter-homolog bias. Considering all these data, my work draws the attention to a new mechanism regulating meiotic homologous recombination, connecting for the first time meiosis to CRL-mediated ubiquitylation.

Évolution de la recombinaison méiotique: variation et fonction du gène Prdm9 chez la souris. L’espèce M. musculus est divisée en trois sous-espèces dont deux en Europe, M. m. musculus et M. m. domesticus. Lorsque certaines lignées de souris venant de ces différentes sous-espèces (PWD de M. m. musculus et C57BL/6 de M. m. domesticus) sont croisées, on observe une stérilité chez les descendants mâles, due à un arrêt en prophase de la première division de méiose. Cette stérilité est liée à des incompatibilités génétiques qui impliquent une combinaison spécifique d’allèles du gène Prdm9, une hétérozygotie génomique ainsi qu’une région du chromosome X. Le gène Prdm9, qui est l’un des gènes évoluant le plus rapidement chez les rongeurs et les primates, a ainsi été proposé être un gène impliqué dans la spéciation. Au niveau moléculaire, Prdm9 spécifie la localisation des événements de recombinaison méiotique en des sites qui peuvent différer selon les allèles. Lors de ma thèse, j’ai entrepris de tester l’hypothèse du rôle de Prdm9 dans la spéciation en évaluant la généralité des incompatibilités dues à Prdm9. J’ai testé la fertilité de 32 croisements réalisés à partir de 8 lignées de souris issues de la nature, 4 de chaque sous espèce et portant des allèles de Prdm9 distincts. L’analyse du poids testiculaire et de la spermatogénèse par histologie et immuno-cytochimie a révélé un phénotype sauvage chez tous ces hybrides. Par contre, en croisant la lignée C57BL/6 avec les 4 lignées de M. m. musculus utilisées précédemment, j’ai observé une corrélation entre la présence d’un allèle spécifique de M. m. musculus (PWD) et la stérilité, avec des variations des phénotypes indiquant que les facteurs impliqués n’ont pas été fixés.J’ai donc démontré que la stérilité hybride est restreinte à des combinaisons spécifiques d’allèles Prdm9 et de fonds génétiques, ce qui définit de manière précise le contexte dans lequel Prdm9 pourrait jouer un rôle dans la spéciation. Compte tenu du phénomène d’érosion des sites de PRDM9 par conversion génique et que leur hétérozygotie peut conduire à des défauts de recombinaison et à la stérilité, mes données conduisent également à des prédictions sur la fréquence et l’activité de différents allèles de Prdm9 sur les génomes de M. m. musculus et M. m. domesticus.En parallèle, j’ai également initié une étude portant sur 300 souris sauvages d’origines géographiques et phylogénétiques variées : par capture et séquençage de régions génomiques d’intérêt, nous chercherons à déchiffrer les modes de sélection régissant l’évolution de la région génomique du gène Prdm9. Lors de ma thèse, j’ai entrepris de tester l’hypothèse du rôle de Prdm9 dans la spéciation en évaluant la généralité des incompatibilités dues à Prdm9. J’ai testé la fertilité de 32 croisements réalisés à partir de 8 lignées de souris issues de la nature, 4 de chaque sous espèce et portant des allèles de Prdm9 distincts. L’analyse du poids testiculaire et de la spermatogénèse par histologie et immuno-cytochimie a révélé un phénotype sauvage chez tous ces hybrides. Par contre, en croisant la lignée C57BL/6 avec les 4 lignées de M. m. musculus utilisées précédemment, j’ai observé une corrélation entre la présence d’un allèle spécifique de M. m. musculus (PWD) et la stérilité, avec des variations des phénotypes indiquant que les facteurs impliqués n’ont pas été fixés.J’ai donc démontré que la stérilité hybride est restreinte à des combinaisons spécifiques d’allèles Prdm9 et de fonds génétiques, ce qui définit de manière précise le contexte dans lequel Prdm9 pourrait jouer un rôle dans la spéciation. Compte tenu du phénomène d’érosion des sites de PRDM9 par conversion génique et que leur hétérozygotie peut conduire à des défauts de recombinaison et à la stérilité, mes données conduisent également à des prédictions sur la fréquence et l’activité de différents allèles de Prdm9 sur les génomes de M. m. musculus et M. m. domesticus. / Meiotic recombination evolution: Prdm9 gene variation and evolution in miceHouse mouse Mus musculus is divided into three sub species, two of which are found in Europe, M. m. musculus and M. m. domesticus. Male hybrids from some mouse strains derived from these sub-species (PWD from M. m. musculus and C57BL/6 from M. m. domesticus) are sterile with a meiotic arrest during the first meiotic prophase. This sterility is due to genetic incompatibilities involving heterozygosity at Prdm9 and in the genome as well as a locus on the X chromosome. Prdm9, which one of the fastest evolving gene in primates and rodents, was thus proposed to be a speciation gene. At the molecular level, Prdm9 is known to specify the sites of meiotic recombination which can be distinct in different Prdm9 alleles.During my thesis, I tested the hypothesis of the role of Prdm9 in speciation by evaluating the generality of incompatibilities due to Prdm9. I tested the fertility of 32 hybrids made by crossing 8 wild-derived mouse strains from both sub-species and carrying distinct Prdm9 alleles. Based on the analysis of testis weight and of spermatogenesis by histological and cytological analysis, I observed a wild type phenotype in all hybrids. Instead when C57BL/6 was crossed with the four M. m. musculus strains used in previous crosses, I observed a correlation between the presence of the PWD allele and sterility, with variations in the strength of the phenotype.I have thus shown that hybrid sterility is limited to specific combinations of Prdm9 alleles together with specific genomic backgrounds which define contexts in which Prdm9 could act as a speciation gene. Given that PRDM9 sites are eroded by gene conversion and that heterozygosity at PRDM9 sites can lead to defects in meiotic recombination and to sterility, my observations lead to predictions about Prdm9 allele frequencies and Prdm9 historical activities on the genomes of M. m. musculus and M. m. domesticus.Simultaneously, I initiated a study on nearly 300 mice of various geographic and phylogenetic origins: using genomic sequence capture technology, we are aiming to decipher selection forces affecting the evolution of Prdm9 gene genomic region.

La compréhension des mécanismes régissant la recombinaison méiotique chez le blé tendre (Triticum aestivum L.) devient essentielle puisqu’elle est le levier principal utilisé par les sélectionneurs pour le brassage génétique et obtenir de nouvelles variétés élites comportant des introgressions de régions d’intérêt provenant de ressources génétiques exotiques. A cette fin, l’utilisation chez le blé tendre d’une nouvelle biotechnologie de ciblage de la recombinaison méiotique développée chez la levure par la société Meiogenix semble être prometteuse. Cette biotechnologie, nommée SpiX, fait intervenir un domaine protéique de liaison à l’ADN couplé à la protéine SPO11 responsable des cassures double-brins de l’ADN, initiatrices de la recombinaison méiotique ou crossovers (CO). Le développement d’une nouvelle technique de conservation des embryons immatures a permis d’améliorer les conditions de transformation par biolistique du blé tendre pour l’application de la technologie SpiX. L’exploitation de la séquence du génome du blé a permis d’isoler les gènes codant pour les protéines SPO11 du blé tendre. La complémentation hétérologue inédite de mutants pour les protéines SPO11 d’Arabidopsis thaliana avec les orthologues ainsi découverts chez le blé tendre montre leur grande conservation de séquence et de fonction au sein des plantes et leur potentielle fonctionnalité pour la biotechnologie SpiX. Enfin le test de différents domaines de liaison à l’ADN et de différentes cibles le long du chromosome 3B de blé tendre montre que la biotechnologie SpiX requiert des ajustements en fonction de l’espèce chez laquelle celle-ci doit fonctionner. Ces résultats sont ainsi l’opportunité de lever un premier voile sur le ciblage de la recombinaison méiotique chez une espèce de grande culture et de mieux comprendre les mécanismes de détermination des sites de cassures double-brins initiatrices de la recombinaison méiotique chez le blé tendre. / Understanding the mechanisms governing meiotic recombination in bread wheat (Triticum aestivum L.) is essential since it is the main tool used by breeders for genetic admixing and obtaining new elite varieties with introgression of regions of interest from exotic genetic resources. To this end, the use in bread wheat of a new biotechnology targeting meiotic recombination developed in yeast by Meiogenix seems to be promising. This biotechnology, named SpiX, involves a DNA-binding domain fused to the SPO11 protein responsible for DNA double-strand breaks, initiating meiotic recombination or crossovers (CO). The development of a new conservation protocol for wheat immature embryos has improved the conditions for bread wheat transformation through biolistic, and thus for the application of SpiX technology. The exploitation of the wheat genome sequence made it possible to isolate the bread wheat genes for SPO11 proteins. A novel heterologous complementation of Arabidopsis thaliana mutants for SPO11s with the bread wheat orthologous freshly discovered shows their great conservation of sequence and function within plants and their potential functionality for SpiX biotechnology. Finally, the testing of different DNA-binding domains and different targets along bread wheat 3B chromosome shows that SpiX biotechnology requires adjustments depending on the species in which it has to function. These results are the opportunity to uncover the targeting of meiotic recombination in a widely cultivated crop species and to understand the mechanisms determining sites for double-strand breaks prior to meiotic recombination in wheat.

La méiose est une étape de la différenciation germinale qui permet la formation des gamètes. Elle est composée de deux divisions successives. La ségrégation des chromosomes homologues à la première division nécessite des connexions entre homologues, mises en place par des événements de crossing-over (CO). Les CO augmentent également la diversité génétique, et leur fréquence et leur distribution sont étroitement régulées. Ils sont générés par un mécanisme de formation et réparation de cassures double brins de l'ADN (CDBs), catalysées par la protéine SPO11 et préférentiellement localisées dans des régions de 1-2 kb appelées points chauds de recombinaison méiotique. Une question majeure est de comprendre comment sont régulés ces CO, ce qui détermine leur fréquence et leur distribution, car toute altération de cette régulation peut conduire à des anomalies chromosomiques graves.Dans ce travail de thèse, pour la première fois chez les mammifères, nous avons montré que des modifications de la chromatine sont associées à l'initiation de la recombinaison méiotique (formation des CDBs par SPO11). Ces résultats ont été obtenus par des analyses d'immunoprécipitation de chromatine (ChIP) sur des spermatocytes purifiés ou non, isolés de différentes lignées de souris. Une des modifications associées à l'activité de deux points chauds testés est la triméthylation de la lysine 4 de l'histone H3 (H3K4Me3). Une analyse fonctionnelle et temporelle de cette modification a permis de montrer qu'elle ne dépend pas de SPO11 et apparaît avant la formation de CDBs. Nous avons montré ici que c'est la protéine PRDM9, récemment identifiée comme un déterminant majeur des points chauds de recombinaison chez les mammifères et possédant une activité méthyltransférase, qui appose H3K4Me3. Nous proposons un modèle où H3K4Me3 et d'autres caractéristiques inconnues constitueraient un substrat pour la machinerie d'initiation et recruteraient SPO11 en des points précis du génome, qui deviendront des points chauds. / Meiosis is a specialized cell division to produce haploid gametes from a diploid cell. It segregates parental genomes by two successive divisions. The faithful segregation of homologous chromosomes is achieved during the first unique division via formation of crossovers (COs). COs establish physical connections between homologs by the reciprocal exchange of genetic material and require the formation and subsequent repair of SPO11-dependent DNA double-strand breaks (DSBs). Studies in many organisms revealed that COs are distributed in highly localized regions (1-2Kb) of genomes called recombination hotspots. The mechanisms of COs regulation are elusive and a main question in the field is to understand how the frequency and distribution of CO are regulated, because either absence or defects of recombination can lead to aneuploidy or reduced fertility. In the present study, for the very first time in mammals, we investigate whether recombination hotspots are associated with any chromatin modifications. We performed chromatin immunoprecipitation (ChIP) on spermatocytes isolated from different mice strains harbouring either active or inactive hotspots. Comparison of hot and cold spots revealed that a specific histone modification i.e. trimethylation of the lysine 4 of histone H3 (H3K4Me3) is enriched at two tested hotspots in mice. Temporal and functional analysis show that H3K4Me3 is not dependent on SPO11 and appears before DSBs formation. Furthermore, we demonstrate here that H3K4Me3 is methylated via the histone methyltransferase activity of PRDM9, recently identified as a major determinant of recombination hotspots in mammals. We propose a model that H3K4Me3 and other unknown chromatin features may specify recruitment of SPO11 initiation machinery to initiate meiotic recombination at the hotspots.

Ce travail s’est intéressé à l’influence de contaminations par le cuivre (Cu) et le titane (Ti) sur les performances des cellules solaires photovoltaiques (PV) au silicium (Si) cristallin. Le Cu et le Ti sont des impuretés souvent présentes dans les plaquettes à l’issue de l’étape de croissance des lingots, et peuvent être considérées comme des impuretés modèles respectivement pour les difuseurs rapides et les diffuseurs lents. Des lingots monocristallins Czochralski (Cz) et multicristallins (mc), certains volontairement contaminés et d’autres sans contaminations volontaires ont été cristallisés. Leurs propriétés électriques et compositionnelles ont été caractérisées, et des cellules ont été fabriquées. Les influences du Cu et du Ti sur le rendement de conversion PV (η), sa stabilité sous éclairement, et la tension de claquage (Vbd) de la jonction, ont pu être évaluées. La contamination par le Ti, même à une concentration de 6 ppm pds ajoutée à la charge de Si, affecte significativement le η. Cela est lié au fort pouvoir recombinant des atomes de Ti (malgré un traitement d’hydrogénation) et au faible coefficient de diffusion du Ti, qui ne permet pas son extraction du volume par l’effet getter externe développé par la diffusion P. La contamination par le Ti cependant n’a pas d’influence significative sur la Vbd et est compatible avec des η stables sous éclairement. D’un autre côté, nous avons montré que la contamination par le Cu, pourtant importante (concentration de 90 ppm pds ajoutée au Si charge), n’affecte pas le η des cellules mc. Cela s’explique par le faible pouvoir recombinant des atomes de Cu, par ailleurs efficacement extraits du volume au cours de la diffusion P, en raison du coefficient de diffusion élevé du Cu. Par contre la contamination par le Cu influencerait de façon négative le claquage des jonctions. Un point important est que le η des cellules contaminées Cu diminue sous éclairement. Nous avons montré que cette dégradation est activée par l’étape de recuit rapide des métallisations. Cela confirme de façon indirecte que ces effets de dégradation sont liés à des mécanismes de précipitation du Cu sous éclairement. / This thesis focuses on the influence of copper (Cu) and titanium (Ti) contaminations on the photovoltaic (PV) performances of p-type crystalline silicon (Si) solar cells. These impurities are common in Si and can be considered as model elements since they behave differently and their properties are similar to those of other transition metals. For these studies, deliberately contaminated and uncontaminated single-crystalline Czochralski (Cz) and multicrystalline (mc) ingots were grown. The compositional and electrical properties of these ingots were extensively characterized. Then wafers from these ingots were transformed into solar cells in order to assess the impact of Cu and Ti on the PV conversion efficiency (η), its evolution under illumination, and the p-n junction breakdown voltage (Vbd). We showed that Ti strongly affects the η, for both Cz and mc Si solar cells (even if only 6 ppm wt of Ti were added into the feedstock). This is due to the high recombination strength of interstitial Ti atoms (even after an hydrogenation step), which are not efficiently extracted by the external gettering effect developped by the phosphorus (P) diffusion, due to their low diffusivity. However, the Ti contamination did not significantly influence the Vbd and was compatible with stable η under illumination. On the other hand, we unexpectedly showed that a strong contamination of the Si feedstock by Cu (90 ppm wt of Cu added to the feedstock) do not affect the η of the mc cells. This is essentially due to the lower recombination strength of Cu atoms, which are in addition efficiently extracted by external gettering effects due to their high diffusivity. Nevertheless, we showed that Cu could slighty enhance the junction breakdown. Above all, the mc Cu contaminated cells were affected by light-induced degradation (LID) effects. We showed that these Cu-related LID were activated by the metallization firing step (rapid annealing), which indirectely confirmed that these LID effects would be due to the precipitation of Cu atoms under illumination.

Les décharges filamentaires obtenues dans l'Argon et les gaz rares, à faible intensité (I < 1 A) et haute pression (pression atmosphérique et pressions supérieures) sont caractérisées par un petit diamètre (quelques dixièmes de millimètre), un champ électrique élevé (E = 10 kV/m) et une grande différence de température entre les électrons (Te = 10000 K) et les atomes (T0 = 1500 K). Pour étudier ces décharges encore mal connues, intermédiaires entre l'arc électrique et la décharge luminescente, nous avons élaboré un modèle capable, à partir de la connaissance d'un petit nombre de paramètres qui conditionnent le fonctionnement de la décharge (intensité du courant, champ électrique, diamètre, pression) de déterminer les principales grandeurs physiques (températures des électrons et des atomes, densités des électrons et des ions atomiques et moléculaires, densités des états excités) caractérisant le plasma ; ce modèle a été construit à partir des équations de conservation des particules chargées, des atomes excités et de l'énergie des électrons en prenant en compte l'ensemble des niveaux 4s et 4p de l'argon dont les sections efficaces d'excitation et d'ionisation par chocs électroniques sont bien connues. Le principal processus de disparition des électrons est la recombinaison dissociative des ions moléculaires A2+ (A2+ + e → A* + A) dont la formation par une réaction à trois corps (A+ + A + A → A2+ + A) est favorisée par la basse température et la haute pression du milieu ; les atomes excités A* sur un niveau 4p facilement ionisable, provenant de la recombinaison des ions A2+ permettent d'obtenir des densités électroniques importantes à des températures électroniques et atomiques relativement basses ; on a également pris en comte l'absorption partielle par le plasma des raies rouges de l'Argon issues des niveaux 4p. L'étude de ces décharges présente de l'intérêt sur le plan tant fondamental qu'appliqué (amorçage des décharges à haute intensité, caractérisation des régions périphériques des arcs électriques, lasers à excimers).

De nombreux analyseurs de surface d'onde ont été proposés. Parmi eux, l'interféromètre à décalage latéral est un outil à présent bien connu pour mesurer les aberrations classiques. L'objet de l'étude est de mesurer des surfaces d'ondes plus complexes : le premier degré de complexité a été d'ajouter des discontinuités (par exemple, un saut de phase) à la surface d'onde. Ce type de surface a été mis en oeuvre dans une application de recombinaison cohérente de fibres laser, dans le cadre du projet CAN (Coherent Amplification Network) visant à démontrer la mise en phase de 64 fibres passives. D'autre part, les propriétés particulières de l'interféromètre ont permis d'établir théoriquement et expérimentalement un mode de mesure soustractif séparant les discontinuités des aberrations lentement variables dans le cas d'une analyse d'une onde présentant ces deux défauts superposés. Enfin, en exploitant toute l'information fournie par l'interféromètre, il est possible de mesurer à la fois l'amplitude et la phase d'une onde, et par conséquent de la connaître de manière complète à un endroit de l'espace. L'interféromètre est donc, bien plus qu'un simple analyseur de surface d'onde, un analyseur d'amplitude complexe, c'est-à-dire de champ électromagnétique. Cette capacité de mesure a été illustrée par la caractérisation de structures sub-longueur d'onde. D'autre part, nous avons montré que la présence de dislocations de phase (ou vortex) dans le champ électromagnétique n'était pas problématique. Ceci laisse donc envisager de nouvelles applications, comme le contrôle non-intrusif de surfaces ou d'écoulements conduisant à des modifications violentes de la phase d'un faisceau incident.

Un des objectifs principaux de l'expérience PHENIX est l'étude de la matière nucléaire soumise à des conditions extrêmes de température et de densité d'énergie. Dans les collisions ultra-relativistes Au+Au à 200 GeV par paires de nucléon, il serait possible de former un état de la matière pour lequel les quarks et les gluons ne seraient plus liés au sein des nucléons mais pourraient évoluer de façon quasi-libre sur des distances plus grandes que la taille caractéristique de ces derniers. Cet état est dénommé le Plasma de Quarks et de Gluons (QGP). L'étude de la production du J/psi, particule lourde formée d'une paire de quarks charme (c et c_bar), est une des sondes initialement proposée pour étudier le QGP. Une suppression de la production du $\jpsi$ était en effet attendue en présence d'un QGP, en raison de l'écrantage du potentiel de liaison entre les quarks charme le constituant par la présence du milieu dense coloré environnant. De nombreuses mesures du $\jpsi$ ont eu lieu depuis au SPS (CERN) et à RHIC (BNL). Elles ont permis de mettre en évidence non seulement l'existence d'une telle suppression, mais également la présence de mécanismes supplémentaires, rendant plus difficile l'interprétation des résultats correspondants. L'expérience PHENIX est la seule des quatre expériences de RHIC capable de mesurer le J\psi à rapidité positive via sa désintégration en deux muons. En 2007 des collisions Au+Au à une énergie par paire de nucléons dans le centre de masse \sqrt{s_{NN}}=200 GeV ont été réalisées à BNL, ce qui a permis d'augmenter d'un facteur quatre la statistique disponible pour l'étude du $\jpsi$ par rapport aux résultats publiés précédemment. Cette augmentation, ajoutée à la mise en oeuvre de nouveaux détecteurs dans PHENIX, a permis de préciser les mesures précédentes, et de mesurer des observables jusqu'alors inaccessibles telles que l'asymétrie azimutale de la production du J\psi, une grandeur qui devrait permettre de distinguer certains des mécanismes de cette production. Ce manuscrit présente la compréhension actuelle de la production de quarkonia et l'utilisation de cette sonde dans l'étude du QGP. En particulier, la mesure du flot elliptique peut contraindre notre connaissance du milieu formé. L'analyse conduisant à la première mesure de l'anisotropie azimutale du $\jpsi$ à rapidité positive dans les collisions Au+Au à 200~GeV par paire de nucléons est détaillée. Cette mesure devrait permettre de préciser le mécanisme de production du méson, en particulier en ce qui concerne la part de recombinaison des quarks $c$ en $\jpsi$.

6000 nouveaux cas de tumeurs du système nerveux sont dépistés chaque année en France et leur pronostique reste incertaine. Nos travaux visent à éclaircir la réponse moléculaire et cellulaire de cette pathologie suite aux traitements radio-chimiothérapiques. Une nouvelle voie de réparation des cassures double-brin de l'ADN dépendant de la protéine MRE11 mais indépendante de la phosphorylation de H2AX a été mise en évidence. Les caractéristiques radiobiologiques des 3 modèles de gliomes de rongeurs et de 7 modèles de gliomes humaines ont été analysées. Des dysfonctionnements de la protéine BRCA1 en réponse aux radiations ou au cisplatine ont été observés dans la majorité de ces modèles testés, soulevant la question du rôle de cette protéine dans les traitements anti-gliomes ainsi que dans la gliomagenèse. Nous avons étudié l'effet de quelques drogues inhibitrices de protéine kinases sur la qualité de réparation par la recombinaison ou par la suture. Le défaut de réparation résulte du blocus de voies de signalisation causé par ces traitements ciblés. Les caractéristiques radiobiologiques d'un syndrome génétique associé aux tumeurs du système nerveux périphérique et central, la neurofibromatose de type 1 (NF1), ont été analysées. La NF1 a montré une radiosensibilité modérée, associée à une faible déficience de réparation de l'ADN par suture mais une forte activité de MRE11.