La protéine de liaison à l’ARN, Fragile Mental Retardation Protein (FMRP) est une protéine conservée dans l'évolution et particulièrement abondante dans le cerveau en raison de sa forte expression dans les neurones. L'absence de FMRP est responsable du syndrome du X Fragile, première cause du retard mental héréditaire. Cette protéine semble jouer un rôle important dans la régulation de la traduction des ARNm, puisqu’elle se retrouve sur les polyribosomes en traduction active. Elle se retrouve également dans des structures contenant des ARNm sous forme réprimée ce qui suggère qu’elle se comporte plutôt comme une protéine ayant un rôle de répresseur traductionnel. Il a déjà été montré que la surexpression de la protéine FMRP chez les mammifères peut induire la formation de granules cytoplasmiques d'ARN qui ressemblent aux granules neuronaux et aux granules de stress. Les mécanismes de formation de ces granules FMRP et leur dynamisme sont cependant totalement inconnus. Contrairement à FMRP chez les mammifères qui a deux homologues (FXR1 et FXR2), la drosophile possède un seul gène codant pour dFMRP. L'utilisation de ce modèle simple nous a permis d’étudier la formation des granules dFMRP et le rôle de dFMRP dans la formation des granules de stress. Nous avons pu montrer que l'expression de dFMRP dans les cellules de la drosophile induit la formation de granules dynamiques. La formation de ces granules dFMRP se fait sans activation d’une réponse générale au stress et leur mécanisme de formation ne ressemble pas à celui des granules de stress. La formation de ces granules implique le domaine de dimérisation de dFMRP. Ce domaine ne semble cependant pas important pour le recrutement de la protéine dans les granules de stress. Nos expériences de FRAP montrent que le domaine de dimérisation de dFMRP est plutôt nécessaire à la mobilité de la protéine entre les granules de stress et le cytoplasme. Dans l'ensemble, nos études suggèrent que la dimérisation de dFMRP est un événement important pour l’induction des granules-dFMRP et permet le trafic de dFMRP entre les granules à ARN et le cytoplasme.

FMRP est une protéine de liaison à l'ARN dont l'absence induit chez l'humain l'apparition du syndrome du X fragile, la forme la plus courante de déficience cognitive héréditaire. FMRP est codée par un gène présent sur le chromosome X, FMR1. L'épissage alternatif de l'ARN pré-messager de ce gène permet la synthèse de plusieurs isoformes. Les isoformes cytoplasmiques (cFMRP) sont impliquées dans la régulation de la traduction alors que le rôle des isoformes nucléaires (nFMRP) est encore inconnu. Outre ses rôles cytoplasmiques, FMRP a aussi des fonctions nucléaires. Ces dernières ont été attribuées aux cFMRP, qui feraient la navette entre le cytoplasme et le noyau. Pourtant, l'association des nFMRP avec les corps de Cajal, des organites nucléaires impliqués dans des processus liés au métabolisme de l'ARN, suggèrent que ces isoformes puissent remplir les fonctions nucléaires de FMRP. Afin de déterminer les rôles des nFMRP, notre équipe a décidé de mieux caractériser leur localisation. Mes travaux ont montré une association de ces isoformes avec les ponts d'anaphase, une structure connue pour être liée à l'instabilité génomique. Cette association permet de prévenir l'accumulation des ponts, dévoilant ainsi une fonction importante des isoformes nucléaire de FMRP. Les nFMRP s'opposent aussi à l'accumulation des dommages à l'ADN et la déplétion de ces isoformes induit une diminution de la viabilité cellulaire, ce qui renforce la possibilité d'un rôle de ces isoformes dans la protection et la stabilité du génome. Ces résultats indiquent aussi que les nFMRP remplissent des fonctions indépendantes des cFMRP, suggérant des interactomes spécifiques pour chaque type d'isoforme. Tandis que les interacteurs des isoformes cytoplasmiques ont déjà été déterminés, ceux des nFMRP demeurent inconnus. Nous avons donc décidé d'établir l'interactome de l'isoforme nucléaire 6 de FMRP (iso6). En le comparant avec les protéines interagissant avec l'isoforme cytoplasmique 1 de FMRP, nous avons déterminé des protéines qui interagissent spécifiquement avec iso6. Parmi ces protéines, certaines sont impliquées dans des processus liés au maintien de l'intégrité du génome, corroborant un rôle des nFMRP dans la stabilité génomique. Parmi les interacteurs spécifiques à iso6, la présence de plusieurs protéines protéasomales, suggère un lien avec le protéasome. Ce lien est confirmé par nos résultats montrant une régulation de iso6 par le protéasome. La caractérisation que nous avons faite des nFMRP pourrait ouvrir de nouvelles perspectives dans l'étude de la physiopathologie du syndrome du X fragile. / FMRP is an RNA-binding protein whose absence in humans is the reason of Fragile X syndrome, the most common form of inherited cognitive disorder. FMRP is encoded by an X chromosome gene, FMR1. Alternative splicing of the pre- messenger RNA of this gene results in the synthesis of different isoforms. The cytoplasmic isoforms (cFMRP) are involved in the regulation of translation, while the role of the nuclear isoforms (nFMRP) remains unknown. In addition to its cytoplasmic roles, the protein has nuclear functions. These nuclear functions are thought to be perfomed by the cFMRP, which shuttle between the cytoplasm and the nucleus. However, the association of nFMRP with Cajal bodies, nuclear organelles involved in RNA metabolism processes, suggests that nFMRP may have nuclear functions. In order to study the roles of nFMRP, we decided to characterize their localization. My work has shown an association of these isoforms with anaphase bridges, a structure linked with genomic instability. This association prevents bridge accumulation, unveiling an important function of nFMRP. Moreover, nFMRP prevent the accumulation of DNA damage, and depletion of these isoforms induces a decrease in cell viability, indicating a role of these isoforms in genome protection. These results show that nFMRP have functions independent of cFMRP, suggesting specific interactions for each isoform. While the interactome of cytoplasmic isoforms has already been identified, that of nFMRP remains unknown. We therefore determined the interactome of nuclear isoform 6 of FMRP (iso6). By comparing the interactome of cytoplasmic isoform 1 of FMRP with that of iso6, we identified certain proteins that interact specifically with iso6. Among these proteins, some are involved in processes linked to the maintenance of genome integrity, corroborating a role for nFMRP in genomic stability. The iso6-specific interactors include proteasomal proteins, which is consistent with our results showing a regulation of iso6 by the proteasome. Our characterization of nFMRPs could pave the way for new insights into the pathophysiology of Fragile X syndrome.

Le développement d'outils de phénotypage comportemental sophistiqués est indispensable pour comprendre le fonctionnement cognitif. A partir d'une analyse élaborée de tests comportementaux classiques, mes résultats suggèrent que l'hypersensibilité sensorielle associée à un canal potassique spécifique (BkCa) participe aux divers troubles comportementaux du syndrome de l'X-Fragile et du spectre autistique. Grâce à un dispositif expérimental nouveau et original, comprenant des capteurs de pression hyper-sensibles à même de détecter les moindres mouvement d'un rat ou d'une souris avec une sensibilité et une précision temporelle exceptionnelles, j'ai pu identifier des composantes comportementales normales et pathologiques inédites, telles que des tremblements ou la dynamique des forces mises en jeu dans divers mouvements, qui modifieront certainement nos capacités d'investigation des mécanismes impliqués dans la douleur, la peur ou la locomotion, dans les conditions normales et pathologiques. / Modern neuroscience highlights the need for designing sophisticated behavioral readout of internal cognitive states. From a thorough analysis of classical behavioural tests, my results support the hypothesis that sensory hypersensitivity might be the cause of other behavioural deficits, and confirm the potassium channel BKCa as a potentially relevant molecular target for the development of drug edication against Fragile X Syndrome / Autism Spectrum Disorders. I have also used an innovative device, based on pressure sensors that can non-invasively detect the slightest animal movement with unprecedented sensitivity and time resolution, during spontaneous behaviour. Analysing this signal with sophisticated computational tools, I could demonstrate the outstanding potential of this methodology for behavioural phenotyping in general, and more specifically for the investigation of pain, fear or locomotion in normal mice and models of neurodevelopmental and neurodegenerative disorders.

Le Syndrome de l'X Fragile (FXS) est la forme héréditaire majoritaire dedéficience intellectuelle et la cause monogénique de l'autisme. Le FXS est causé par unemutation du gène Fragile X Mental Retardation 1 (Fmr1), qui entraîne son inactivationet l'absence d’expression de la protéine codée: Fragile X Mental Retardation Protein(FMRP). FMRP est une protéine de liaison à l’ARN, impliquée dans la régulation de lasynthèse protéiques à la synapse. Un rôle central est attribué au sous-type 5 desrécepteurs métabotropiques au glutamate du groupe I (mGluR5) dans laphysiopathologie du FXS. En effet, une réponse exagérée suite à l'activation de mGluR5pourrait expliquer le dysfonctionnement synaptique dans ce syndrôme. Bien que denombreux travaux aient mis l'accent sur la dérégulation de la synthèse des protéinessynaptiques comme une conséquence de cette signalisation accrue du mGluR5, il y aaussi un équilibre altéré dans l'association de mGluR5 avec les différentes isoformes desprotéines Homer, partenaires de densité post-synaptique (PSD) du mGluR5. Bien qu'uneabondante littérature décrit l'association mGluR5/Homer, les conséquences de laperturbation de cette interaction dans le contexte du FXS sont peu connues. Parconséquent, l'objectif de ma thèse était d'étudier les conséquences de la perturbation del’interaction mGluR5/Homer au niveau des propriétés et des fonctions de mGluR5, tellesque l'expression durant le développement, l'expression de surface et le ciblageaxonal/dendritique, l’internalisation déclenchée par l'agoniste, les dynamiques desurface, et la modulation des courants NMDAR induite par mGluR5.Dans un premier temps, nous avons étudié l’expression de surface de mGluR5dans des neurones hippocampiques in vitro issus de souris sauvages et Fmr1 KO, par destechniques d’immunofluorescence et de biotinylation. Nous avons constaté que mGluR5est plus exprimé à la surface neuronale et est différemment distribué dans les dendrites etles axones des neurones Fmr1 KO. Puis, nous avons démontré que cette altérationd’expression et de ciblage est une conséquence directe de l’altération de l’interactionmGluR5/Homer. Nous avons aussi observé que mGluR5, indépendamment del’altération de l’interaction mGluR5/Homer, ne subit pas d’internalisation suite sonactivation soutenue par DHPG dans les neurones Fmr1 KO.Dans la seconde partie de mon étude, nous avons étudié les conséquences de laperturbation de l’interaction mGluR5/Homer dans les dynamiques de surface de mGluR5et par conséquent pour la fonction du NMDAR dans les neurones Fmr1 KO. Par destechniques d'imagerie et de pistage moléculaire, nous avons constaté que l’altération ducomplexe mGluR5/Homer augmente spécifiquement la diffusion latérale à la synapsedes neurones hippocampiques Fmr1 KO in vitro.La mobilité élevée du mGluR5 conduit à une probabilité accrue d'une interactionphysique transitoire avec NMDAR dans la PSD du Fmr1 KO.Cette interaction altère la modulation, induite par mGluR5, des courantsNMDAR. En effet, en utilisant des enregistrements en patch-clamp de neuronespyramidaux de CA1 sur tranches couplés à la stimulation des fibres collatérales deSchaffer, nous avons constaté que les courants excitateurs post-synaptiques induits parNMDAR (NMDAR-EPSCs) présentent des amplitudes plus faibles dans les neuronesFmr1 KO. De plus, l'expression post-synaptique de mGluR5, induite par la dépression àlong-terme de NMDAR-EPSCs est réduite dans les neurones Fmr1 KO. Finalement,nous avons démontré que ces défauts des courants NMDAR sont dépendants de laperturbation de l’interaction mGluR5/Homer et altèrent les dynamiques de mGluR5.Cette étude pourrait avoir des conséquences dans le traitement desdysfonctionnements synaptiques du mGluR5 dans le FXS, en ciblant l’interactionmGluR5/Homer, et offre de nouvelles suggestions pour corriger la signalisationdéfectueuse sous-jacente aux troubles du spectre autistique. / Fragile X Syndrome (FXS) is the most common inherited form of intellectualdisability and autism. FXS is caused by a mutation in the fragile X mental retardation 1(Fmr1) gene which leads to the lack of the encoded FMRP protein. FMRP is an RNAbinding protein involved in protein synthesis regulation at synapses. Many evidencessuggest a central role of the Group-I metabotropic glutamate receptor subtype 5(mGluR5) in the FXS pathophysiology. In particular, an exaggerated signaling responsefollowing mGluR5 activation may underlie synaptic dysfunction in this disorder.Although much work has focused on the dysregulation of synaptic protein synthesis as aconsequence of this enhanced mGluR5 signaling, it becomes clear that in FXS there isalso an altered balance of mGluR5 association with Homer scaffolding proteins, whichare postsynaptic density (PSD) partners of mGluR5. Although an extensive literaturedescribes the mGluR5/Homer association, very little is known about the consequences ofthe disruption of this interaction in the FXS context. Therefore, the goal of my thesis wasto study the consequences of mGluR5/Homer crosstalk disruption in the Fmr1 knockout(KO) mouse model of FXS in terms of properties and functions of mGluR5, such asexpression during development, surface expression and axonal/dendritic targeting,agonist-induced internalization, surface dynamics and mGluR5-mediated modulation ofNMDA receptor (NMDAR) currents.In a first set of experiments we investigated the mGluR5 surface expression incultured hippocampal neurons from WT and Fmr1 KO mice by usingimmunofluorescence techniques and biotinylation assay. We found that mGluR5 wasmore expressed on the neuronal surface and was differently distributed in dendrites andaxons of Fmr1 KO cultured neurons. We then hypothesized that these alterations were adirect consequence of the mGluR5/Homer crosstalk disruption. We demonstrated thatthe altered expression and targeting of mGluR5 were critically dependent onmGluR5/Homer crosstalk disruption. We also observed that mGluR5 did not undergointernalization upon sustained mGluR5 activation with DHPG in Fmr1 KO neurons.This latter phenotype, however, was not dependent on the disruption of themGluR5/Homer crosstalk. Altogether, these results demonstrate that mGluR5/Homercrosstalk disruption contributes to the pathophysiology of FXS altering expression andtargeting of mGluR5 on the surface of Fmr1 KO neurons.In the second part of my study we investigated the consequences of the disruptedmGluR5/Homer crosstalk for the mGluR5 surface dynamics, and consequently forNMDAR function in Fmr1 KO neurons. Using a combination of live-cell imaging andsingle-molecule tracking, we found that mGluR5/Homer crosstalk disruption specificallyincreased the mGluR5 lateral diffusion at the synapse of cultured Fmr1 KO hippocampalneurons. The higher mGluR5 mobility resulted in an increased probability of transientphysical interaction with NMDAR in the PSD of Fmr1 KO. This interaction altered themGluR5-mediated modulation of NMDAR currents as evidenced by the two followingchanges. First, using patch-clamp recordings from CA1 pyramidal neurons, we foundthat NMDAR-mediated excitatory postsynaptic currents (NMDAR-EPSCs) evoked bySchaffer collateral stimulation showed lower amplitudes in Fmr1 KO neurons. Second,the postsynaptic expression of mGluR5 mediated long term depression (LTD) ofNMDAR-EPSCs was reduced in Fmr1 KO neurons. Finally, we demonstrated that thesedefects in NMDA currents were strongly dependent on the mGluR5/Homer crosstalkdisruption and altered mGluR5 dynamics.Altogether, our results show that mGluR5/Homer disruption contributes to themGluR5 dysregulation in Fmr1 KO neurons. This study might have implication for thetreatment of mGluR5 synaptic dysfunctions in FXS by targeting mGluR5/Homerinteraction and provide new suggestions to correct the defective signaling underlyingcognitive impairment and autism.

La connaissance des mécanismes de régulation des gènes est essentielle pour combattre certaines maladies et pour comprendre certains concepts biologiques importants. L'utilisation de nouvelles technologies qui permettent d'analyser les gènes en tenant compte de la complexité de l'environnement intracellulaire contribue efficacement à élucider ces mécanismes. Dans la première partie de notre travail, nous avons optimisé le fonctionnement d'une de ces technologies, la réaction de polymérisation en chaîne permise par un adaptateur (ligation-mediated polymerase chain reaction, LMPCR), et en avons facilité l'application, surtout pour les séquences difficiles à analyser. Nous avons par la suite utilisée cette technique pour caractériser le promoteur du gène du retard mental lié à l'X fragile-1 et celui du récepteur B1 des bradykinines à même le noyau de cellules vivantes. Pour ces deux gènes, nous avons identifié les éléments de séquences qui sont associés à la régulation de leur transcription et proposé des mécanismes de régulation de la transcription.

La famille des protéines Fragile X Related (FXR) comprend la protéine FMRP ainsi que les homologues FXR1P et FXR2P. En plus d'une forte homologie de séquence, tous les membres de cette famille de protéines possèdent des domaines caractéristiques aux molécules liant l'ARN ainsi que des signaux d'importation et d'exportation nucléaire. FMRP est l’archétype de cette famille de protéine, puisque son absence cause le retard mental avec X Fragile. Par contre, aucune pathologie n’est associée avec la perte d’expression des homologues FXR1P et FXR2P et ce, même si ces deux protéines ont été mises en évidence dans des processus développementaux chez la souris. En effet, cette famille de protéines semble jouer un rôle primordial durant l’embryogenèse, puisque la délétion de FMR1 et FXR2 provoque des troubles cognitifs, alors que FXR1 semble plutôt jouer un rôle dans la myogenèse et la spermatogenèse chez les mammifères. Cette diversification fonctionnelle de FXR1 semble être attribuable à l’expression complexe de ses différentes isoformes. En effet, chez les mammifères, quatre des six isoformes de FXR1P (70, 74, 78 et 80 kDa) sont exprimées dans tous les tissus à l’exception des muscles striés et cardiaques où elles sont remplacées par deux isoformes dites « muscle spécifique » (82 et 84 kDa). Le nombre élevé d’isoformes de FXR1 rend cette protéine difficile à étudier chez les mammifères. Cette expression de FXR1 est hautement conservée chez tous les vertébrés et peut être décelée chez plusieurs organismes tels le poulet, le poisson zèbre ainsi que chez la grenouille Xenopus laevis. Le xénope s’avère être le modèle exemplaire, puisque l’expression de xFxr1 y est beaucoup plus simple et ce, tout en conservant l’expression tissu spécifique de ces isoformes. En effet, seule une isoforme de 84 kDa est exprimée dans tous les tissus à l’exception des muscles striés et cardiaques où il y a expression d’une isoforme de 88 kDa. Étant donné le rôle dans les cellules musculaires striées, il est impératif de comprendre les implications de l’inactivation de ce gène chez les vertébrés. / Fragile X Mental Retardation Protein (FMRP) is part of a mRNA-binding proteins family that includes the Fragile X Related 1 and 2 proteins (FXR1P and FXR2P). These proteins share multiple functional domains typical of mRNA-binding domain (two KH domains and 1 RGG box) as well as a nuclear and a cytoplasmic localization domain. Whereas absence of FMRP is the cause of Fragile X Mental Retardation in human, it is not known whether FXR1P and FXR2P are associated to any pathology and whether these homologous proteins can compensate for the absence of FMRP in the case of the Fragile X syndrome. Knockout mice for FXR proteins are powerful tools that are commonly used in research to shed light on the functions of these proteins and point out their embryonic involvement. However, the Fxr1 knockout mouse didn’t proved to be a good model as the two mentioned above. In mammals, we have shown that FXR1 play a key role in muscle differentiation, since two of the six isoforms are muscle specific and are believed to be essential for the normal development of the cardiac and skeletal muscle. Although essential for embryonic development, it is nearly impossible to study the developmental implication of the differential expression of these tissues specific proteins in mammals due to the large number of FXR1P isoform. Simpler model such as drosophila melanogaster are being used, but this model have only one proteins (dFMRP) which is expressed ubiquitously in this organism and do not represent the tissue specific expression of some of the family member. We choose an intermediate model such as Xenopus laevis, which is an extensively used model for developmental studies, and proceeded with the inactivation of xFxr1. In Xenopus laevis, we found two different xFxr1 proteins isoform; one short isoform (84 KDa) is ubiquitously expressed in every tissues except in muscle, whereas the long isoform (88 KDa) is expressed only in cardiac and skeletal muscle. Specific inactivation of xFxr1 messengers during the early development gave us new insight on the specific functions of these proteins during the embryogenesis and primary myogenesis.

Titre de l'écran-titre (visionné le 26 juin 2023) / FMRP (Fragile X mental retardation protein) est une protéine de liaison à l'ARN dont l'absence cause le développement du syndrome du X fragile avec retard mental (FXS). Ceci serait dû en partie à la perte de la fonction traductionnelle des formes cytoplasmiques de la protéine. Des isoformes nucléaires de FMRP (nFMRP) ont également été identifiées. Cependant, leurs fonctions demeurent très peu étudiées. Ces isoformes ont été localisées au sein de structure nucléaire de traitement de l'ARN, les corps de Cajal. De plus, nos investigations ont impliqué nFMRP dans la réponse cellulaire aux dommages à l'ADN identifiant nFMRP comme étant un antagoniste de la formation de structures d'instabilité génomique et empêchant l'accumulation des dommages à l'ADN associé. Toutefois, les mécanismes sous-jacents impliquant nFMRP et ses interacteurs demeurent inconnus. L'hypothèse est que nFMRP interagit avec des partenaires nucléaires impliqués dans le métabolisme de l'ARN et dans la signalisation du dommage à l'ADN afin de maintenir l'intégrité génomique cellulaire. Les objectifs sont d'identifier les partenaires de nFMRP chez l'humain et de caractériser leur interaction. Ce travail a permis de localiser nFMRP au sein de sites de réparation du dommage à l'ADN, les foyers de Fanconi et d'investiguer l'effet de la protéine sur les R-loops. Finalement, mes travaux ont identifié la protéine DDX5, une hélicase à ARN, réparant les dommages à l'ADN par la résolution de R-loops, comme étant le premier partenaire de nFMRP. Ce résultat permet de définir le rôle joué par nFMRP dans le maintien de la stabilité génomique. Des études de mutagenèses permettront de caractériser le mécanisme entre nFMRP et DDX5 et de futures analyses de protéomique à large spectre permettront d'établir le premier interactome de nFMRP. Ce travail permettra d'ouvrir des avenues de recherche dans la perspective de mieux comprendre les fonctions de nFMRP ainsi que la physiopathologie du FXS. / FMRP (Fragile X mental retardation protein) is an RNA-binding protein whose absence causes the development of Fragile X syndrome with mental retardation (FXS). This would be due in part to the loss of the translational function of the cytoplasmic forms of the protein. Nuclear isoforms of FMRP (nFMRP) have also been identified. However, their functions remain very little studied. These isoforms have been localized within the nuclear RNA processing structure, the Cajal bodies. Furthermore, our investigations implicated nFMRP in the DNA damage cellular response, identifying nFMRP as an antagonist of the formation of genomic instability structures and preventing the accumulation of associated DNA damage. However, the underlying mechanisms involving nFMRP and its interactors remain unknown. The hypothesis is that nFMRP interacts with nuclear partners involved in RNA metabolism and DNA damage signaling to maintain cellular genomic integrity. The objectives are to identify the partners of nFMRP in humans and to characterize their interaction. This work made it possible to locate nFMRP within DNA damage repair sites, the Fanconi foci, and to investigate the effect of the protein on R-loops. Finally, my work identified the protein DDX5, an RNA helicase, repairing DNA damage by resolving R-loops, as the first partner of nFMRP. This result makes it possible to define the role played by nFMRP in the maintenance of genomic stability. Mutagenesis studies will characterize the mechanism between nFMRP and DDX5 and future broad-spectrum proteomic analyzes will establish the first interactome of nFMRP. This work will open avenues of research to better understanding the functions of nFMRP as well as the pathophysiology of FXS.

L'objectif de ce projet est l’étude de la plasticité des circuits corticaux dans le contexte de l'apprentissage des souris « sauvages » et modèles du syndrome de l’X fragile. Des études sur l'efficacité de la combinaison d'enregistrement des potentiels de champ locaux extracellulaires avec la stimulation laser UV (LSPS) pour cartographier les réseaux ont été réalisées. Nous avons trouvé des enregistrements de champs extracellulaires qui pourraient être utilisés pour détecter les réponses synaptiques évoquées par LSPS. Nos résultats indiquent une méthode alternative pour obtenir des cartes complètes de réseaux intracorticaux excitateurs. Ensuite, nous avons développé un paradigme d'apprentissage associatif sensoriel et étudié ses effets sur les réseaux intracorticaux excitateurs du cortex baril. Ex vivo un affaiblissement des projections excitatrices entre les couches 4 et 2/3 qui dans les colonnes de vibrisses C a été observée. Enfin, nous avons utilisé ces mêmes approches dans une souris modèle du syndrome de l'X fragile (FXS). Pour étudier les liens entre les déficits sensoriels, l'apprentissage associatif et les altérations fonctionnelles des réseaux sensoriels, nous avons utilisé un modèle de souris mutantes dans lequel la pathologie FXS était ciblée sur la couche 4 du cortex somatosensoriel. Il a été constaté que les souris WT présentaient une dépression similaire, alors qu'elle était absente FXS. En conclusion, les études sur les mutants sensoriels de type sauvage ont mis en lumière les conséquences de l'apprentissage sur les réseaux corticaux sensoriels et les liens entre la plasticité des réseaux corticaux sensoriels et les capacités cognitives. / The aim of this project is to study the plasticity of the cortical circuits in the context of the learning of wild type mice and models of Fragile X Syndrome. First, investigations into the efficacy of recording combination of extracellular local field potentials with UV laser stimulation (LSPS) to map networks were performed. We found extracellular field records could be used to detect the synaptic responses evoked by LSPS. Our results indicate an alternative method for obtaining complete maps of excitatory intracortical networks. Next, we developed a sensory associative learning paradigm and studied its effects on excitatory intracortical networks the barrel cortex. Ex vivo a weakening of the excitatory projections between layers 4 and 2/3 which in the columns of vibrissae C was observed and declined function of the speed of the behavioural response. Finally, we used these same approaches in a Fragile X Syndrome (FXS) model mouse. To study the links between sensory deficits, associative learning, and functional alterations of sensory networks, we used a model of mutant mice in which the FXS pathology was targeted to the layer 4 of the somatosensory cortex. Our hypotheses were that behavioural conditioning would change the cortical sensory circuits of the FXS sensory mutant and that the abnormal plasticity of these circuits would in turn affect the performance. It was found the WT mice exhibited a similar depression, whereas it was absent FXS. In conclusion, wild type mouse and FXS sensory mutant studies shed light on the consequences of learning on sensory cortical networks and on the links between plasticity of sensory cortical networks and cognitive abilities.

Cette thèse part de la proposition d\'une rencontre possible entre psychanalyse et génétique médicale par le biais des soins offerts aux enfants porteurs de syndromes génétiques, notamment le syndrome de l\'X fragile. Nous avons trouvé dans les recherches en épigénétique une voie de rapprochement de ces différents champs du savoir. L\'idée selon laquelle l\'environnement est capable de modifier l\'expression des gènes représente la rupture d\'un certain déterminisme génétique autrefois accepté, et ouvre un espace où penser la singularité. Notre travail propose d\'élargir le concept d\'environnement, en y considérant la relation de l\'enfant avec l\'Autre, lieu du langage, comme opérateur de marques sur son corps : marques symboliques, constituées dès le tout début de la rencontre de l\'infans et de ceux qui s\'occupent de lui. C\'est justement dans cet espace d\'échange avec l\'Autre qu\'a lieu l\'émergence d\'un sujet. Nous avons opté pour les concepts de sujet et de transfert pour soutenir l\'articulation de la clinique psychanalytique et de la génétique médicale en ce qui concerne le traitement. Nous avons donc exposé trois cas cliniques issus de notre pratique, d\'enfants traversés par le diagnostic de l\'X fragile afin d\'illustrer de quelle manière les conceptions de sujet et de transfert se reflètent dans la clinique. Tenant compte que la psychothérapie est également prise comme objet d\'étude de l\'épigénétique, et qu\'elle est donc considérée comme un environnement capable de provoquer, voire de renverser des marques épigénétiques, l\'enjeu de notre travail repose sur la proposition suivante : et pourquoi pas la psychanalyse également ? La psychothérapie psychanalytique, ancrée sur le transfert, ne peut-elle pas, elle aussi, laisser des marques sur le petit patient / The current thesis assumes a possible encounter between psychoanalysis and medical genetics based on the treatment applied to children carrying genetic syndromes such as the Fragile X Syndrome. Epigenetic studies are a way to approximate different knowledge fields. The assumption that the environment is able to change gene expression strays from the genetic determinism we once believed and opens the way for us to reason about singularity. The proposition in the present study lies on expanding the concept of environment, by taking into consideration the relation between the child and the Other in the environment in question, as well as the place of language as the operator marking the childs body. These symbolic marks start emerging in the first encounter between the infans and caregivers. The subject emerges precisely 3 within an environment of exchanges that is set with the Other. The concepts of subject and transference were chosen to support the treatment articulation between psychoanalytic clinic and medical genetics. Thus, the present study reports three clinical cases followed by the authors, which involved children diagnosed with fragile X syndrome. These cases illustrate how the aforementioned concepts affect the clinical practice. Since psychotherapy has also been taken as the object of epigenetic studies, and as it is considered an environment able to cause, and even reverse, epigenetic marks, the current study relies on the following proposition: why not psychoanalysis as well? Can the psychoanalytic psychotherapy, anchored in the concept of transference, leave marks on the little patient too?

Cette thèse part de la proposition d\'une rencontre possible entre psychanalyse et génétique médicale par le biais des soins offerts aux enfants porteurs de syndromes génétiques, notamment le syndrome de l\'X fragile. Nous avons trouvé dans les recherches en épigénétique une voie de rapprochement de ces différents champs du savoir. L\'idée selon laquelle l\'environnement est capable de modifier l\'expression des gènes représente la rupture d\'un certain déterminisme génétique autrefois accepté, et ouvre un espace où penser la singularité. Notre travail propose d\'élargir le concept d\'environnement, en y considérant la relation de l\'enfant avec l\'Autre, lieu du langage, comme opérateur de marques sur son corps : marques symboliques, constituées dès le tout début de la rencontre de l\'infans et de ceux qui s\'occupent de lui. C\'est justement dans cet espace d\'échange avec l\'Autre qu\'a lieu l\'émergence d\'un sujet. Nous avons opté pour les concepts de sujet et de transfert pour soutenir l\'articulation de la clinique psychanalytique et de la génétique médicale en ce qui concerne le traitement. Nous avons donc exposé trois cas cliniques issus de notre pratique, d\'enfants traversés par le diagnostic de l\'X fragile afin d\'illustrer de quelle manière les conceptions de sujet et de transfert se reflètent dans la clinique. Tenant compte que la psychothérapie est également prise comme objet d\'étude de l\'épigénétique, et qu\'elle est donc considérée comme un environnement capable de provoquer, voire de renverser des marques épigénétiques, l\'enjeu de notre travail repose sur la proposition suivante : et pourquoi pas la psychanalyse également ? La psychothérapie psychanalytique, ancrée sur le transfert, ne peut-elle pas, elle aussi, laisser des marques sur le petit patient / The current thesis assumes a possible encounter between psychoanalysis and medical genetics based on the treatment applied to children carrying genetic syndromes such as the Fragile X Syndrome. Epigenetic studies are a way to approximate different knowledge fields. The assumption that the environment is able to change gene expression strays from the genetic determinism we once believed and opens the way for us to reason about singularity. The proposition in the present study lies on expanding the concept of environment, by taking into consideration the relation between the child and the Other in the environment in question, as well as the place of language as the operator marking the childs body. These symbolic marks start emerging in the first encounter between the infans and caregivers. The subject emerges precisely 3 within an environment of exchanges that is set with the Other. The concepts of subject and transference were chosen to support the treatment articulation between psychoanalytic clinic and medical genetics. Thus, the present study reports three clinical cases followed by the authors, which involved children diagnosed with fragile X syndrome. These cases illustrate how the aforementioned concepts affect the clinical practice. Since psychotherapy has also been taken as the object of epigenetic studies, and as it is considered an environment able to cause, and even reverse, epigenetic marks, the current study relies on the following proposition: why not psychoanalysis as well? Can the psychoanalytic psychotherapy, anchored in the concept of transference, leave marks on the little patient too?