La cellule lutte à chaque instant contre les perturbations afin de maintenir l'équilibre de son milieu intérieur, et permettre sa survie. L'apparition d'espèces oxydantes ou l'augmentation de la température sont autant de perturbations auxquelles la cellule doit faire face. Mon travail de thèse s'est articulé autour de la dynamique temporelle des stress oxydant et thermique en cellules vivantes. L’originalité de l’équipe où j’ai effectué ma thèse est de proposer une alternative aux photothérapies dynamiques en produisant directement, sans photosensibilisant, de l’oxygène singulet considéré comme l’agent cytotoxique principal. Cette façon de produire directement l’oxygène singulet permet non seulement d’adresser plus directement des questions de dosimétrie qui sont importantes en thérapie mais aussi d’identifier les macromolécules impliquées dans le stress oxydant. Dans une première partie je présenterai des études de cinétique photochimique qui ont permis de déterminer dans différents solvants et en cellule, le taux de production et la réactivité de l'oxygène singulet avec un partenaire spécifique. Dans une seconde partie, je présenterai mes travaux sur la dynamique temporelle de réponse au stress thermique en cellules vivantes. Le développement d’un modèle mathématique minimal de titration du stress thermique couplé à des expériences associant un facteur de transcription clef dans la régulation du stress, nous ont permis de mettre en évidence les contributions des principales réactions impliquées dans le mécanisme de réponse cellulaire au stress thermique. / The cell fight everytime against disturbances to maintain the balance of its internal environment and ensure its survival. The appearance of oxidative species or increasing the temperature are all major perturbations which the cell has to face. My thesis is structured around the temporal dynamics of oxidative and thermal stress in living cells. The originality of the team where I did my thesis, is to propose an alternative way to phototherapy dynamic in producing directly, without photosensitizer, singlet oxygen which is considered as the main cytotoxic agent. This way of producing singlet oxygen directly allows to address dosimetry issues that are important in therapy but also, to identify the macromolecules involved in oxidative stress more directly. In the first part ,I will present photochemical kinetic studies that have enable to determine in different solvents and in cells, the production rate and the reactivity of singlet oxygen with a specific partner. In the second part, I will present my work on the temporal dynamics of heat stress response in living cells. The development of a minimal mathematical model of titration of thermal stress coupled with experiments involving a key transcription factor in the regulation of stress, allowed us to identify the main reactions involved in the mechanism of cell response to heat shock.

EXP. 1 Les objectifs étaient d'étudier l'impact potentiel d'un stress thermique dans différentes régions de Thaïlande, de déterminer la répartition mensuelle des vêlages au cours de l'année et de déterminer les sources de variation environnementales de l'intervalle vêlage fécondation (IVF) chez des vaches primipares. Les données climatiques ont été obtenues dans les 25 stations météorologiques provinciales officielles couvrant les 33 provinces inclues dans cette étude. Les données de reproduction ont été fournies par le bureau de " Biotechnology in Livestock Production, Department of Livestock Development, Ministry of Agriculture and Cooperatives ". Ces données concernaient 13 548 lactations de 2004 à 2006. Le plus faible index température-humidité (ITH) a été obtenu en décembre (72) et le plus élevé en avril (80). L'ITH a différé suivant les régions (P<0,0001) et les mois (P<0,0001) et une interaction a été observée entre la région et le mois (P<0,0001). Les vêlages ont été les plus fréquents en septembre et octobre (13,1 - 14,91%) et les moins fréquents en février (4,14 %). L'intervalle moyen vêlage-fécondation était de 151,70 jours. Le mois de vêlage (P<0,0001) et la région (P<0,0001) ont eu un effet sur l'IVF. Les vaches ayant vêlé en février ont eu l'IVF le plus long (219 ± 11 jours) alors que les vaches ayant vêlé en octobre et novembre ont eu l'IVF le plus court (133 ± 7 et 133 ± 7 jours). EXP. 2 Les objectifs étaient 1) d'étudier les effets d'un stress thermique sur le retour de l'activité ovarienne et sur les concentrations plasmatiques en acides gras non estérifiés (AGNE), insulin-like growth factor-1 (IGF-1) et cortisol chez des vaches laitières primipares en post-partum, et 2) d'étudier les effets d'un stress thermique sur la perte embryonnaire de vaches laitières primipares. Cette étude a été réalisée dans une ferme laitière commerciale et comprenait 68 vaches primipares. La proportion de cyclicité ovarienne normale lors d'un stress thermique modéré (SM ; 72 ≤ ITH < 78) était plus élevée qu'en présence d'un stress thermique sévère (SS ; 78 ≤ ITH < 89) (P<0,01). L'intervalle vêlage - 1ère ovulation, l'intervalle vêlage - 1ère IA, l'IVF et la fertilité à la 1ère IA n'étaient pas différents suivant le niveau de stress thermique (SM ou SS). La note d'état corporel et le poids vif n'étaient pas influencés par les groupes d'ITH. Les concentrations plasmatiques en AGNE, IGF-1 et cortisol ne différaient pas entre les groupes d'ITH. La production de lait était différente entre groupes (SM > SS, P=0,03). Ni le nombre, ni les différents types de mortalité embryonnaire n'ont été affectés par le stress thermique. EXP. 3 L'objectif était d'étudier si la supplémentation en béta-carotène pendant le tarissement pouvait 1) augmenter les concentrations sanguines en béta-carotène post-partum 2) améliorer la fonction ovarienne et la progestéronémie 3) améliorer l'involution et la santé utérines 4) améliorer la production laitière et la composition du lait 5) modifier le statut hormonal et métabolique de la vache 6) augmenter la concentration colostrale en IgG 7) modifier le statut hormonal et métabolique et l'activité enzymatique chez le veau nouveau-né. Quarante vaches laitières hautes productrices de race Prim'Holstein ont été utilisées. Un supplément en beta-carotène à été donné individuellement à la moitié des vaches (1g/j ; groupe BC) à partir du tarissement et jusqu'au vêlage. Une supplémentation en béta-carotène pendant le tarissement a augmenté les concentrations en béta-carotène des vaches (P<0,0001). Vingt-huit jours post-partum, le pourcentage de neutrophiles était plus élevé dans le groupe BC que dans le groupe témoin (T) (frottis cervical ; T : 21.0 ± 3.22% vs BC : 9.7 ± 3.14%, P<0,05 et frottis utérin; T: 32.0 ± 3.86% vs BC: 20.9 ± 3.76% ; P<0,05). La concentration plasmatique en hydroxyproline était plus élevée dans le groupe BC que dans le groupe T 21 jours post-partum (T : 15.0 ± 1.33µmol/L vs. BC : 20.8 ± 1.33µmol/L ; P<0,01). La supplémentation en béta-carotène pendant le tarissement n'a pas eu d'effets sur l'activité ovarienne, la progestéronémie, les diamètres du cervix et des cornes utérines, la production laitière et la composition du lait, le statut métabolique et hormonal des vaches, la concentration colostrale en IgG, le statut hormonal et métabolique et l'activité enzymatique du veau nouveau-né.

Les écosystèmes marins constituent une cible majeure des changements globaux qui affectent de façon pérenne notre planète.Nous nous sommes intéressés à deux de ces changements susceptibles de menacer le milieu marin : le réchauffement climatique par le biais de l’étude de l’effet du stress thermique sur l’expression de ho-1 et la pollution via l’étude de l’impact des métaux lourds à effets perturbateurs endocriniens (le cadmium et le plomb) sur l’axe hypothalamo-hypophyso-gonado-hépatique (HHGH) chez le loup (Dicentrarchus labrax L.).Nos résultats montrent une réponse importante de ho-1 aux stress thermique et chimique dans le foie. Nous avons également démontré une forte accumulation hépatique du Cd, et à un degré moindre du Pb, accompagnée d’une sur-expression du gène mt codant pour les métallothionéines. Des variations dans l’expression de gènes clés le long de l’axe HHGH (arom b, fshß, arom a…) ont été observées après intoxication par les deux métaux sans pour autant induire des effets physiologiques observables.La question se pose de savoir si la synergie des stress physico-chimiques impacte la dynamique et l’état sanitaire des populations marines. / Marine ecosystems are a major target of global changes that continuously affect our planet. In the present study we investigated two of these changes that may threaten the marine environment: global warming, through the study of the effect of heat stress on ho-1 expression and marine pollution through the study of the impact of heavy metals acting as endocrine disruptors (cadmium and lead) on the hypothalamic-pituitary-gonadal-liver (HHGL) axis in the sea bass (Dicentrarchus labrax L.). Our results show an important response of ho-1 to both thermal and chemical stress in the liver. We also demonstrated a high hepatic accumulation of Cd, and to a lesser extent of Pb. This accumulation was correlated with an overexpression of mt gene coding for metallothionein. Changes in the expression of candidate genes (arom b, fshß, arom a…) along the HHGL axis were observed after metal intoxication but no physiological effects were observed.The question then arises to what extent the synergy of physicochemical stressors impacts the dynamics and the welfare of marine species.

L'objectif de ce travail de thèse était d'étudier les effets de l'hyperthermie sur la proprioception et leurs répercussions sur la cinématique de la course à pied. Nous avons élaboré un protocole expérimental composé de deux études pour répondre à cette question. La première expérimentation a exploré l'hyperthermie induite en mode passif et son effet sur la proprioception. Notre hypothèse était que les perturbations neuromusculaires induites par une hyperthermie passive générale pourraient affecter la proprioception et l'équilibre. 14 participants ont réalisé une série de tests de la fonction neuromusculaire ainsi que des tests de proprioception et d'équilibre statique et dynamique dans une chambre environnementale en conditions chaude (44°C-50°C) et contrôle (24°C). Les résultats de cette 1ère étude ont montré qu'une augmentation de la température rectale (39.0°C vs. 36.9°C) et cutanée (37.9°C vs. 32°C) en ambiance chaude par rapport à la situation de contrôle était associée à une réduction de l'amplitude du reflexe H, une diminution de l'acuité proprioceptive et des perturbations de l'équilibre statique et dynamique. Ces résultats suggèrent que l'hyperthermie passive détériore la proprioception et l'équilibre, ce qui pourrait affecter le geste sportif. Afin d'explorer les effets de l'hyperthermie active sur la proprioception, nous avons par la suite réalisé le test de proprioception active chez 12 coureurs entrainés avant et après un test de 30 minutes en course à pied dans des conditions chaude (39°C) et contrôle (22°C). Les résultats de cette étude ont montré une augmentation plus importante des contraintes thermiques, perceptives et cardiovasculaires en ambiance chaude comparé à la condition tempérée. En plus, nous avons observé une diminution de l'acuité proprioceptive suite à l'exercice en ambiance chaude mais pas tempérée. Ces résultats montrent que les altérations identifiées en situation d'hyperthermie passive lors de la première étude sont également spécifiques à un exercice en ambiance chaude. Lors de ce protocole expérimental, nous avons également exploré les répercussions de ces perturbations de la proprioception sur la cinématique de la course à pied. Pour ce faire, les paramètres spatio-temporels et cinématiques angulaires de la foulée ont été mesurés à vitesse constante (i.e., 70% de la vitesse maximale aérobie) lors de la première et dernière minute de l'exercice (la vitesse étant librement choisie de la 2ème à la 29ème minute). Nous avons ainsi montré une diminution de la fréquence et une augmentation de la longueur des foulées avec la fatigue dans les deux conditions ; accompagnée de changement des paramètres angulaires limités à un redressement du bassin et une diminution de l'angle de la cheville. Cependant, Il n'y avait aucun effet de la condition thermique ou d'interaction entre la fatigue et l'environnement thermique pour les paramètres spatio-temporels et cinématiques angulaires. Ces résultats suggèrent que l'hyperthermie induite par un exercice de course à pied affecte la proprioception de la cheville, mais que cette altération n'affecte pas la cinématique de la course à pied. Suite à ces travaux, nous pouvons donc conclure que la proprioception est affectée par l'hyperthermie induite soit par des méthodes passives ou actives. Ces altérations pourraient provenir des effets de l'hyperthermie sur les fonctions neuromusculaire et cognitive. Cependant, la dégradation de l'acuité proprioceptive avec une augmentation de la température rectale au-delà de 39°C n'affecte pas la cinématique de la course à pied, ce qui suggère une forte stabilité du pattern de course malgré une proprioception et des fonctions neuromusculaires affectées / The objective of this PhD was to investigate the effects of hyperthermia on proprioception and their impact on running gait kinematics. We developed an experimental protocol consisting of two studies to answer this question.The first experiment explored passive hyperthermia and its effects on proprioception and balance. We hypothesized that neuromuscular disturbances induced by passive hyperthermia would impair proprioception and balance. 14 participants performed a series of tests of neuromuscular function, proprioception, as well as static and dynamic balance in an environmental chamber under hot (44°C - 50°C) and control (24°C) conditions. The results of this first study showed that an increase in rectal (39.0°C vs. 36.9°C) and skin (37.9°C vs. 32°C) temperatures in hot compared to control ambient conditions was associated with a reduction in the amplitude of the Hoffman reflex, a decrease in the proprioceptive acuity and impairments in static and dynamic balance. These results suggest that passive hyperthermia deteriorates proprioception and balance, something that could potentially affect sports movement. ln order to explore the effects of active hyperthermia on proprioception, we subsequently performed the active discrimination test in 12 trained runners before and just after a 30-minute running time-trials under hot (39°C) and control (22°C) conditions. The results of this study showed a larger increase in thermal, perceptual and cardiovascular stresses when running in the heat as compared to running in a temperate environment. ln addition, we observed a decrease in proprioceptive acuity following exercising in the heat only. This showed that the proprioceptive impairments identified during the first study are also present following exercise-induced hyperthermia, but not exercise-induced fatigue without hyperthermia. During this study, we have also explored the impact of hyperthermia-induced alterations in proprioception on running gait kinematics. To do so, we measured angular kinematics and spatiotemporal stride parameters at a constant speed (i.e., 70% of the maximum aerobic speed) during the first and last minute of the exercise (whilst speed was freely chosen from the 2nd to the 29th minute). Results showed that fatigue decreased step frequency and increase step length under both conditions, along inducing a few little changes in the angular kinematic parameters limited to an increase of the PELVlS angle and a decrease of the ANKLE angle. However, no interaction effect was found for any of the spatiotemporal or angular stride parameters. These results suggest that exercise-induced hyperthermia impairs ankle proprioception, but that this alteration does not affect running kinematics. ln summary, proprioception is affected by hyperthermia induced either by passive or active methods. These alterations could be due to the effects of hyperthermia on neuromuscular and cognitive functions. However, the degradation of proprioceptive acuity with an increase in rectal temperature above 39 °C does not affect the kinematics of running, suggesting that running pattern remains stable despite proprioception and neuromuscular functions impairments

Dans cette thèse nous proposons l'analyse par l'expérimentation de l'effet de la charge sur les propriétés statistiques du champ électromagnétique mesuré dans le volume utile de la chambre réverbérante à brassage de modes (CRBM) ; mais aussi, le développement d'une nouvelle application de la CRBM permettant de réaliser des tests d'immunité rayonnée en conjuguant le stress thermique à l'agression électromagnétique. Dans un premier temps, nous nous intéressons à l'évaluation des principaux paramètres de calibrage dans le cas d'une chambre vide ou en présence d'un ou de plusieurs objets dissipatifs. Une attention particulière a été réservée au nombre de positions d'antenne choisi pour le relevé des mesures. En effet, les normes en vigueur traitant des mesures en chambre réverbérante apportent très peu d'explications quant au nombre de positions d'antenne requis, et un minimum d'informations sur l'influence de la charge sur le comportement électromagnétique de la chambre. Les lois de distribution des mesures de champ et de puissance, relevées au sein du volume de travail, sont évaluées à l'aide de tests statistiques d'ajustement (goodness-of-fit tests). Nous mettons en évidence de manière expérimentale la dégradation de l'indépendance des échantillons relevés sur un tour de brasseur après introduction d'objets dissipatifs faisant paraitre un meilleur ajustement des distributions statistiques aux lois de distributions idéales. Cette confusion est la source d'interprétations erronées quant à l'amélioration des propriétés statistiques du champ en CRBM en dessous de sa fréquence minimale d'utilisation. Nous apportons également un éclaircissement sur le nombre minimal de positions d'antenne à respecter pour les mesures en CRBM. Dans un second temps, nous mettons en œuvre un protocole expérimental permettant une meilleure compréhension de la variation de la charge en fonction des paramètres physiques ou position spatiale des objets introduits dans la CRBM. Cette investigation apporte des réponses sur la façon dont un équipement sous test charge la chambre, et met en évidence la relation entre la charge et la section efficace d'absorption de l'objet au lieu de son volume. Les études scientifiques récentes, préconisant de ne pas dépasser le ratio de 8% du volume total de la chambre pour l'équipement sous test, s'avèrent incomplètes. En effet, le paramètre du volume uniquement est insuffisant pour déterminer la quantité de charge. Dans un troisième temps, nous présentons une application des mesures en CRBM dans un contexte CEM (compatibilité électromagnétique) et mesures multiphysiques. Le développement d'un banc de test intégrable à la CRBM sans modifier notablement les propriétés statistiques du champ électromagnétique généré, en se basant en partie sur les résultats issus de cette thèse, permet notamment d'adapter celle-ci aux essais multiphysiques répondant aux exigences de qualification d'équipements mécatroniques intégrés dans les véhicules. Nous montrons les résultats de mesures d'immunité rayonnée d'un équipement automobile soumis au stress thermique et l'investigation de l'influence de la température sur l'immunité rayonnée de cet équipement.

Dans un contexte de réchauffement climatique et d'anthropisation, les organismes colonisant les espaces côtiers sont, et seront soumis, à des variations importantes de leur milieu de vie. Parmi ces organismes, la moule bleue Mytilus edulis constitue une espèce clé des écosystèmes intertidaux et est utilisée comme sentinelle. Au cours de cette thèse, des moules collectées sur des sites présentant des niveaux de contamination contrastés ont été conditionnées à deux niveaux de température différents avant une exposition à un stress thermique aigu. Des analyses protéomiques ont été réalisées pour explorer les effets de ces stress sur l'homéostasie des protéines. Une forte mortalité est observée exclusivement pour les individus issus du site pollué et conditionnés à des températures modérées. Chez les individus issus du site propre, une abondance de protéines de stress thermique et une sur-expression d'acteurs indiquant la mise en place d'un métabolisme anaérobie est observée. Les individus conditionnés à des températures plus élevées ont une meilleure réponse vis-à-vis des individus conditionnés aux températures modérées. Pour les moules provenant du site contaminé les réponses protéiques sont bien moins nettes et tendent à démontrer un effet additif délétère de la contamination et de la température. Là encore, les individus conditionnés aux températures les plus élevées répondent mieux. En conclusion, les individus au trait de vie non contaminés affichent de meilleures réponses physiologiques que les individus contaminés. De plus, les organismes dont l'historique thermique est favorable, i.e. conditionnés à des températures plus élevées, ont également des réponses améliorées. / Intertidal organisms live in a fluctuating environment. The blue mussel Mytilus edulis is a key species of those ecosystems and are largely use as sentinel species. Global warming associated with anthropization will expose mussels to contaminations together with increased temperatures. In addition, more frequent heatwaves are expected. In this work, mussels were collected at two sites depicting contrasted levels of contamination and thermal exposure in microcosm were conducted. Two acclimation scenarios were set up prior to exposure to an identical acute thermal stress. In order to decipher joint effects of acclimation and contamination on protein homeostasis, gill proteome comparisons were performed. High mortality was observed only for mussels collected at the contaminated site and acclimated to current temperatures. Concerning gill proteome analysis, organisms from the pristine site exhibit high abundance of thermal stress proteins. Proteoforms involved in anaerobic metabolism were also up-regulated. Interestingly, mussels acclimated to the higher temperatures show an enhanced response compare to the one acclimated to current temperatures. Concerning mussels from the contaminated site, the response appears more confusing, excepted for heat stress protein response. This may indicate deleterious effects of combined contamination and heat stress. Therefore, organisms acclimated to higher temperature display improved responses. In conclusion, mussels with a clean life history show better physiological abilities than individuals with contaminated life history. Moreover, organisms prepared to heat stress by higher acclimation temperatures also develop a more effective response.

Dans le contexte du changement climatique, l’augmentation de la fréquence et de l’intensité des canicules a un impact négatif sur la physiologie des plantes, du fait de la perturbation structurale des protéines et des membranes par les fortes températures. Au cours de cette thèse, nous avons développé et caractérisé un système expérimental original dans lequel des plantules d’Arabidopsis thaliana sont arrêtées dans leur développement du fait d’une carence minérale. Ces plantules présentent une grande plasticité métabolique, notamment au niveau énergétique, qui leur permet de survivre pendant des semaines en état stationnaire. Nous avons ensuite réalisé une étude intégrative des processus qui permettent à ces plantules de survivre à un stress thermique normalement létal (43°C, 2 h), grâce à l’application d’un prétraitement à une température non létale (38°C, 2 h). Le pré-traitement à 38°C permet la protection du métabolisme énergétique ainsi que la reprise de la dynamique des organites lors de la phase de récupération. Au niveau transcriptionnel, les plantules pré-acclimatées surexpriment notamment des protéines chaperones et des gènes impliqués dans la photosynthèse et la régulation de l’expression des génomes mitochondriaux et plastidiaux. Au niveau protéique, l’accumulation d’HSPs et d’autres protéines de stress favorisent la récupération des plantules, tandis qu’en l’absence d’acclimatation, le choc thermique provoque la diminution des protéines ribosomales et l’accumulation de protéines impliquées dans la dégradation des protéines. Cette étude illustre l’intérêt de l’analyse multi-échelle pour décrypter les mécanismes de réponse des plantes aux stress. / In the context of climate change, the increased frequency and intensity of heat waves will likely have a negative impact on plant physiology, due to the structural destabilization of proteins and membranes caused by high temperatures. As part of this thesis, we developed and characterized an original experimental setup in which Arabidopsis thaliana seedlings are arrested in their development because of mineral starvation. These seedlings exhibit a high metabolic plasticity, especially for energy metabolism, which allows them to survive in a steady state for weeks. Then, we performed an integrative analysis of the processes that allow these seedlings to survive an otherwise lethal heat stress (43°C, 2 h), thanks to a priming treatment at a nonlethal temperature (38°C, 2 h). Priming protects the energy metabolism and permits the recovery of organelle dynamics after stress. At the transcriptional level, primed seedlings overexpress many chaperone proteins and genes involved in photosynthesis, and in the regulation of the expression of mitochondrial and plastidial genomes. At the protein level, the accumulation of HSPs and other stress proteins favour seedling recovery, whereas in the absence of acclimation, heat shock provokes the decrease of ribosomal proteins and the accumulation of proteins implicated in protein degradation. This study highlights the relevance of multi-scale analysis to decipher mechanisms of stress response in plants.

Le stress thermique résulte d'une exposition à une température située au-delà de la plage optimale pour un organisme. L’impact du stress thermique est variable selon son intensité, allant d’un effet bénéfique à la mort de l’organisme. Mon travail de thèse a établi un modèle de stress thermique aigu (aHS pour acute Heat Stress) chez C. elegans et a étudié ses effets sur l'homéostasie cellulaire, le développement des vers et la réponse autophagique. Un aHS au cours du 4ème stade larvaire induit un retard de développement, mais aucune létalité ni stérilité. Ce stress de développement entraîne la fragmentation massive mais transitoire des mitochondries, la formation d'agrégats dans la matrice et la diminution de la respiration mitochondriale. En outre, l’aHS déclenche un flux autophagique associé à des événements de mitophagie dans de nombreux tissus et en particulier dans l'épiderme. Nous avons montré que la réponse autophagique à l’aHS était protectrice pour les animaux. De plus, nous avons découvert que dans l’épiderme, les mitochondries sont les principaux sites de biogenèse des autophagosomes, en conditions physiologique et en aHS. Nous avons également constaté que la protéine DRP-1 (dynamin related protein 1) est impliquée dans le processus de mitophagie induite par l'aHS. Chez les animaux mutants drp-1 soumis au aHS, la fission mitochondriale est impossible, l’autophagie est induite mais les autophagosomes sont anormaux et agrégés sur la mitochondrie. À partir de ces données, nous proposons que DRP-1 participe au contrôle de la qualité des mitochondries stressées en coordonnant la fission mitochondriale et la biogenèse des autophagosomes. J'ai également étudié plusieurs protéines pouvant être impliquées dans les zones de contact entre le réticulum endoplasmique et les mitochondries, ainsi que leurs rôles sur la morphologie mitochondriale et l'autophagie, dans des conditions physiologiques ou d’aHS. De plus, nous avons développé de nouveaux outils pour analyser les sites de contact ER-mitochondries. / Heat stress results from an exposure to a temperature beyond the optimum range of an organism. The impact of heat stress can range from beneficial to lethal due to the severity of stress. My thesis work established an acute heat stress (aHS) model in C. elegans and studied its effects on cell homeostasis, worm development and autophagy response. aHS during the 4th larval stage induces a developmental delay but no lethality or sterility. This developmental stress results in the massive but transitory fragmentation of mitochondria, the formation of aggregates in the matrix and the decrease of mitochondrial respiration. In addition, aHS triggers an active autophagy flux associated to mitophagy events in many tissues and particularly in epidermis. We showed that the autophagy response upon aHS is protective for the animals. Moreover, we discovered that in the epidermis, the mitochondria are the major sites for autophagosome biogenesis in both standard and aHS. We also found that the dynamin related protein DRP-1 is involved in aHS-induced mitophagy process. In drp-1 animals submitted to aHS, mitochondrial fission is unable to achieve, and despite autophagy induction the autophagosomes cluster and elongate abnormally on mitochondria. From these data, we propose that DRP-1 is involved in the quality control of stressed mitochondria by coordinating mitochondrial fission and autophagosomes biogenesis. I also studied several proteins which may be involved in contact zones between endoplasmic reticulum and mitochondria, and their roles on mitochondrial morphology and autophagy, in physiological or aHS conditions. Furthermore, we have developed new tools for further studying the ER-mitochondria contact sites.

Depuis plus de 50 ans, l'industrie de la microélectronique ne cesse d'évoluer afin de répondre à la demande d'augmentation des performances ainsi que des fonctionnalités des composants, tout en diminuant les tailles et les prix des produits. Cela est obtenu à ce jour principalement par la réduction des dimensions des composants électroniques. Cependant les dimensions actuelles des transistors atteignent une limitation physique et de nombreux effets parasites émergent. Il devient évident que dans un avenir très proche cet axe de développement ne sera plus envisageable. L'intégration tridimensionnelle apparaît alors comme une solution très prometteuse face à cette problématique de miniaturisation. Cette architecture permet la réalisation de composants plus performants tout en augmentant les fonctionnalités de ces derniers. Son concept consiste à empiler différents circuits de natures éventuellement différentes puis de les interconnecter électriquement à l'aide de connexions verticales. Le collage direct métallique permet en ce sens d'assembler mécaniquement et électriquement deux circuits l'un sur l'autre. Le but de ce travail de thèse est d'étudier le comportement électrique du procédé de collage direct métallique avant de l'intégrer dans un composant actif. On retrouve dans la première partie de ces travaux, la description du jeu de masque ainsi que les intégrations technologiques utilisées, pour réaliser les démonstrateurs 3D permettant les différentes caractérisations électriques de ces interconnexions métalliques. L'évolution de la résistance spécifique de l'interface de collage a été investiguée en fonction de la température de recuit. Puis, la fiabilité électrique de ces interconnexions a été étudiée en analysant leurs comportements face aux risques de dégradation induits par électromigration ou sous contrainte thermique. Des études physico-chimiques ont permis d'analyser les défaillances et de proposer des mécanismes. Pour finir, dans une dernière partie, les étapes technologiques nécessaires à une intégration 3D haute densité type puce à plaque ont été développées et caractérisées.

Les éléments transposables (ETs) sont des composants ubiquitaires des génomes eucaryotes, parfois prépondérants chez les plantes. Ce sont des séquences mobiles, potentiellement mutagènes, reconnues comme des acteurs de l’évolution des génomes. Cependant, la plupart des ETs sont aujourd’hui inactifs car réprimés par des mécanismes épigénétiques très efficaces. Néanmoins, ces derniers peuvent être relâchés par des stress, conduisant à la réactivation d’ETs. De tels stress sont-ils suffisants pour activer la transposition dans les populations naturelles? L’application répétée d’un stress peut-elle expliquer les pics d’activité transpositionnelle qui ont eu lieu en conditions naturelles? De récents travaux chez un mutant d’Arabidopsis thaliana, affecté dans une voie de répression d’ETs, le RdDM (RNA-directed DNA Methylation), ont démontré qu’un stress thermique conduisait à la réactivation transpositionnelle d’un ET. Mes travaux de thèse portent sur l’étude de riz sauvage et d’un mutant non décrit, affecté dans le RdDM, cultivés en conditions normales ou de stress thermique sur plusieurs générations. Les objectifs de mes travaux ont été de déterminer (1) l’impact de la mutation sur les différentes étapes d’activation rétrotranspositionnelle et (2) l’activation rétrotranspositionnelle en réponse à un stress thermique. Une part importante de ce travail a été consacrée au développement et à la comparaison de méthodes d’identification des mouvements d’ETs et différentes approches « omiques » ont été utilisées. La réactivation de 5 ETs dans les plantes mutantes, dont la mobilité n’avait pas encore été observée, suggère que la voie RdDM est impliquée dans le contrôle de leur répression. De plus, nos résultats confirment que les ETs ne sont pas tous réprimés par les mêmes voies de régulation. / Transposable elements (TEs) are ubiquitous among eukaryotic genomes sometimes overriding in plants. Due to their ability to replicate and transpose, they are potentially mutagenic and recognized as actors of genome evolution. However, the analysis of the transpositional activity of TEs in different plant species have shown that most of them are maintained in a transcriptionally inactive state through powerful and specific epigenetic mechanisms. These silencing processes can nevertheless be allievated under stress conditions, leading to TE reactivation. Are these stress sufficient to activate transposition in natural populations? Are repeated heat stress able to trigger transposition and therefore lead to bursts of transposition? In recent reports, reactivation of retrotransposons has been shown in Arabidopsis thaliana mutants impaired in the RdDM pathway (RNA-directed DNA Methylation) and submitted to heat stress. My PhD works reports the study of of a wild rice and a new rice mutant, affected in the RdDM, cultivated under optimal or heat stress conditions over generations. Here, we propose to determine (1) the impact of the mutation at the different levels leading to the retrotranspositional activation and (2) the retrotranspositional activity in response to heat stress. An important part of this work has been devoted to the development and the comparison of different methods to identify TE movements, and different -omics approaches have been used. The reactivation of 5 new TEs in mutants, suggests that the RdDM pathway is involved in the control of the repression of these TEs. Furthermore, our result confirm that all TEs are not regulated through the same pathways but are under the control of different lock.