La macroautophagie est un processus catabolique, situé au carrefour entre l’homéostasie et le métabolisme cellulaire. Dans le système immunitaire, elle joue des rôles spécialisés, en contribuant notamment à la régulation de l’inflammation et la présentation antigènique. En utilisant deux modèles murins, nous avons pu démontrer que la macroautophagy est nécessaire à la lignée lymphocytaire B et contribue à l’élaboration d’une réponse humorale optimale. En effet, la macroautophagie contribue à la survie des cellules sécrétrices d’antigènes, notamment la population plasmocytaire, ainsi que des cellules à longue durée de vie, telles que les lymphocytes B mémoire. Nous avons également démontré qu’une forme d’autophagie non-canonique était nécessaire pour la présentation efficace d’antigènes particulaires reconnus par le récepteur des lymphocytes B. Dans ce contexte, la machinerie macroautophagique contribue à la polarisation du cytosquelette des lymphocytes B, afin de former une synapse immunologique, nécessaire au chargement efficace du complexe majeur d’histocompatibilité de classe II, et ainsi, à la présentation antigènique. A l’aide d’un troisième modèle de souris transgénique, nous avons caractérisé un rôle jusqu’alors inconnu de la macroautophagie dans le maintient de l’homéostasie des cellules de Langerhans. L’inhibition de la macroautophagie altère la survie de ces cellules, en les exposant à potentiel stress du réticulum endoplasmique, potentiellement non compensé. En somme, nous avons démontré que la macroautophagie était un acteur majeur au sein des cellules présentatrices d’antigènes. / Macroautophagy is a catabolic process at the crossroad between homeostasis and metabolism. In the immune system it also possesses specialized roles such as inflammation regulation and antigen presentation. Here we demonstrated in two mice models that macroautophagy is integral to B cell lineage for proper humoral responses. Indeed it insures the survival of secreting cells such as plasma cells and long living cells such as memory B cells. We also report that non-canonical autophagy is also needed for an efficient presentation of particulate antigen recognized by the B cell receptor. In this context it drives B cell cytoskeleton polarization to form an immune synapse necessary for the efficient loading of class two major histocompatibility complexes and the subsequent antigen presentation. Using a third mice model we unveiled a yet uncharacterized function of macroautophagy in Langerhans cells, a subset of epidermal dendritic cells, homeostasis. Macroautophagy inhibition impairs their survival by exposing them to a potentially uncompensated endoplasmic reticulum stress response. Altogether we demonstrated that macroautophagy is a major actor in several types of antigen presenting cells.

L'augmentation continue du nombre de véhicules a sans cesse conduit à innover pour mieux réguler le trafic routier. Aujourd'hui, l'automatisation des véhicules et la communication inter-véhiculaire rend possible une nouvelle approche : l'intersection autonome et coopérative (IAC) dans laquelle les véhicules autonomes communiquent pour négocier leur droit de passage à l'intersection. Théoriquement plus efficace, plus sûre et plus économique que les approches traditionnelles, son implémentation et son déploiement constituent néanmoins un défi scientifique et technologique. Dans ce mémoire, nous proposons plusieurs contributions soutenant ce développement : une stratégie de contrôle longitudinal et latéral du véhicule conçues pour fonctionner avec des informations discrètes et présentant une latence (provenant de la communication sans-fil ou du positionnement satellite), une solution de prévention des risques d'inter-blocage spécifique à l'IAC, et enfin, l'implémentation et l'expérimentation d'un prototype réel d'IAC avec trois véhicules autonomes. Un travail exploratoire est ensuite fourni pour généraliser les principes de l'IAC, afin d'automatiser et optimiser les opérations de changement de voie et d'insertion. / The continuous increase in the number of vehicles has constantly led to innovation to improve the regulation of road traffic. Today, vehicle automation and inter-vehicular communication make possible a new approach: the autonomous and cooperative intersection (ACI) in which autonomous vehicles communicate to negotiate their right of way at the intersection. Theoretically more effective, safer and more economical than traditional approaches, its implementation and deployment constitute a scientific and technological challenge. In this paper, we propose several contributions supporting this development: a longitudinal and lateral vehicle control strategy designed to work with information discrete and suffering from latency (coming from wireless communication or satellite positioning), a preventive solution of the risks of deadlock specific to the ACI, and finally the implementation and testing of a real prototype of ACI with three autonomous vehicles. An exploratory work is then provided to generalize the principles of the ACI, in order to automate and optimize the operations of lane change and insertion.

L’application de jeu en ligne massivement multijoueurs fournit une grandepartie du trafic Internet global. Le trafic est généralement composé d’unepetite partie de données utiles encapsulé dans des segments TCP, entrainantun volume élevé d’entêtes transmis via le réseau. Cela implique: 1) la tailledes paquets est trop petite pour un routage efficace et; 2) la bande passanterequise par le serveur augmente. Par conséquent, il est nécessaire de trouverdes techniques de transmission et de routage plus efficaces afin de réduire levolume de trafic et augmenter l’efficacité du réseau permettant de prendre encharge le nombre croissant des joueurs. D’autre part, la qualité d’expérience(QoE) dans le contexte des jeux en ligne est fortement liée à la consistance.Cette consistance est influencée par la qualité de service (QoS) offerte parle réseau, principalement en termes de délai, de gigue et d’ordre de paquets.Par conséquent, une solution qui améliore ces paramètres aidera à satisfairedavantage de joueurs et à améliorer la qualité de service.L’objectif de cette thèse est de proposer des solutions pour améliorerla qualité d’expérience des jeux en ligne en augmentant la consistance devue, en réduisant les délais et en augmentant l’efficacité du réseau. Pour leproblème de consistance, nous proposons une topologie de réseau cyclique.Cette topologie ordonnée facilite la mise en place des procédures de gestionet de contrôle de la transmission pour imposer un ordre causal entre tousles joueurs. Concernant le délai et l’efficacité du réseau, certains ont proposé l’application de la technique du tunnel, compression et multiplexage(TCM). Cependant, les paquets transmis avec TCM sont plus grands queceux d’origine, ce qui nécessite plus de temps pour les transmettre et augmente le risque de saturation au niveau des fils d’attente. Nous proposonsl’utilisation de la technique de codage réseau (NC) qui permet d’augmenterle débit dans certaines conditions de topologies et de routage. Cette technique permet aux nœuds intermédiaires d’encoder les paquets qu’ils reçoivent plutôt que d’effectuer une simple fonction de stockage et de transfert. Celapeut réduire la charge de trafic, réduire les délais et augmenter l’efficacité duréseau.Dans cette thèse, nous proposons des modifications pour améliorer latechnique TCM et nous évaluons ses performances. De plus, nous proposonsd’ajouter le concept de partition des joueurs et de changer la topologie d’unarbre à une forêt. Nous étudions ensuite la topologie cyclique. Nous concevons un protocole de routage optimisé sur une topologie en cycle baséesur la technique de codage réseau. Puis, nous évaluons ses performances entermes de délai, de charge et d’ordre. Les résultats montrent que l’utilisationdu codage NC permet de réduire la charge et le nombre de paquets transmis, garantir un ordre de paquet par période et de réduire le délai. Eneffet, on peut gagner jusqu’à 14% de latence avec notre protocole par rapport à un protocole de routage optimisé sans codage réseau. Par la suite,nous proposons un scénario de mise en pratique de cette solution sur une infrastructure Device-to-Device. Nous validons les limites théoriques du délaien utilisant des simulations réseau et nous discutons ensuite des contraintespratiques qui s’imposent lors de l’implémentation dans un réseau réel. Finalement, nous proposons des solutions pour ces contraintes. / The application of massively multiplayer online games provides a large partof the global internet traffic. The traffic is typically encapsulated in TCPsegments of small size information (the so called payload) resulting in a highvolume of headers transmitted through the network. This implies the following: 1) the packets’ size is too small for efficient routing and; 2) thebandwidth required by the server seems to be increasing. Therefore, it isnecessary to find more efficient transmission and routing techniques to reduce the traffic’s volume and to increase the network’s efficiency in orderto support the growing number of players. On the other hand, Quality ofExperience (QoE) in the context of online games is strongly influenced byconsistency. This consistency is influenced by the quality of service (QoS) offered by the network, mainly in terms of delay, jitter and order of the packets.As a result, a solution that enhances these parameters will help in satisfyingmore players and subsequently improving QoE.The goal of this thesis is to propose solutions to enhance the QoE of onlinegames by increasing the consistency of view, reducing the delay and increasing the efficiency of the network. For consistency, we propose a cyclic networktopology. This ordered topology facilitates the implementation of transmission management and control procedures to impose a causal order betweenall players. As for the delay and the efficiency problem, some have proposed the application of Tunneling, Compression and Multiplexing (TCM)technique. However, the transmitted packets with TCM are larger than theoriginal ones, which requires more delay to transmit them and increases therisk of congestion. We propose the use of the Network Coding technique(NC) which makes it possible to increase the bit rate of the network undercertain topological and routing conditions. This technique allows intermediate nodes to encode the data they receive rather than perform a simple”store and forward” function. It can reduce the traffic load, reduce the delay and increase the network’s efficiency.In this thesis, we propose some modifications to enhance the TCM technique and evaluate its performance. Besides, we propose to add the playerspartition approach and change the topology from a tree to a forest. Afterwards, we investigate the cyclic topology. We design an optimized routingprotocol over a cycle topology based on the network coding technique andevaluate its performance in terms of delay and order. The results show thatby using NC coding, one can gain up to 14% of latency over an optimizedrouting protocol for the cycle topology without the use of network coding.Afterwards, we propose a practical implementation scenario of this solutionover a device-to-device (D2D) infrastructure. We finally validate the theoretical limits of delay using network simulations and discuss a number ofpractical constraints.

Les syndécans forment une famille de quatre protéines transmembranaires qui sont substituées par l'héparane sulfate. Grâce à ces chaînes glucidiques extracellulaires, les syndécans contrôlent la signalisation d'une pléthore de facteurs de croissance et de molécules d'adhésion. Une autre caractéristique remarquable des syndécans est la conservation de leur domaine intracellulaire au cours de l'évolution. Ce domaine contient un motif C-terminal qui peut induire une interaction avec les protéines dites «PDZ». Les interactions PDZ sont promiscues et les protéines PDZ contrôlent divers aspects de la signalisation cellulaire et de la communication cellule-cellule. Quatre interactions syndecan-PDZ ont été décrites à ce jour et toutes ces interactions ont des effets drastiques sur le comportement des cellules. En particulier, il a été documenté que l'interaction syndécan-synténine a un impact sur le trafic intracellulaire de molécules de signalisation liant l’héparan sulfate. De plus, les syndécans et la synténine coopèrent dans le contrôle la biogenèse des exosomes, organites extracellulaires fonctionnant comme des médiateurs importants de la communication cellule-cellule (y compris dans différentes maladies systémiques comme le cancer). Le protéome humain compte 150 protéines PDZ qui contiennent 266 domaines PDZ. Dans ce travail, nous avons mis à jour la complexité de l'interactome syndecan-PDZ et testé son impact sur le trafic membranaire et sur la composition des vésicules extracellulaires. Notre travail ouvre la voie à une meilleure compréhension des réseaux moléculaires contrôlant la communication cellule-cellule en physio-pathologie. / Syndecans form a family of four transmembrane proteins that are substituted with heparan sulfate. By virtue of these extracellular carbohydrate chains, syndecans control the signaling of a plethora of growth factors and adhesion molecules. Another remarkable feature of syndecans is the conservation of their intracellular domain through evolution. This domain contains a C-terminal motif that can mediate interaction with PDZ proteins. PDZ interactions are promiscuous and PDZ proteins control various aspects of cell signaling and cell-cell communication. Four syndecan-PDZ interactions have been described so far and all these interactions have broad effects on cell behavior. In particular, it was documented that syndecan-syntenin interaction has impact on the intracellular trafficking of heparan sulfate cargo. Moreover syndecan-syntenin controls the biogenesis of exosomes, extracellular organelles emerging as important mediators of cell-cell communication in health and diseases. The human proteome contains 150 PDZ proteins and 266 PDZ domains. Here we started addressing the complexity of the syndecan-PDZ interactome and tested for its impact on membrane trafficking and on the composition of extracellular vesicles. Our work paves the way for a better understanding of the molecular mechanisms and networks controlling cell-cell communication in health and disease.

Cette thèse est composée de deux parties. La première explore la problématique de la modélisation de trafic Internet. Nous avons proposé, à partir de l'étude de nombreuses traces, un modèle basé sur des processus stochastiques non-gaussiens à longue mémoire (Gamma-Farima) permettant de modéliser de manière pertinente les traces de débit agrégé, et ce pour une large gamme de niveau d'agrégation. Afin de pouvoir générer du trafic synthétique, nous avons proposé une méthode de synthèse de tels processus. Nous avons ensuite, à partir du modèle Gamma-Farima, proposé un modèle multirésolution permettant de différencier un trafic régulier, d'un trafic contenant une attaque (de type déni de service distribuée). Ceci nous a permis de proposer une méthode de détection d'anomalie que nous avons évalué sur des traces réelles et en simulation. Enfin nous avons étudié expérimentalement le problème de la production de trafic à longue mémoire dans un simulateur de réseaux (NS-2). La deuxième partie traite la problématique de la génération de trafic au sein des systèmes sur puce (SOC). Dans ce domaine, l'arrivée de véritable réseaux sur puce place la conception de l'interconnexion au premier plan, et pour accélérer les simulations, il convient de remplacer les composants par des générateurs de trafic. Nous avons mis en place un environnement complet de génération de trafic sur puce permettant de rejouer une trace, de produire une charge aléatoire sur le réseau, de produire un trafic stochastique ajusté sur une trace de référence et de tenir compte des phases dans le trafic. Nous avons effectué de nombreuses simulations dans l'environnement de simulation de SOC académique SOCLIB qui nous ont permis de valider notre approche, d'évaluer notre algorithme de segmentation ainsi que la génération de trafic stochastique multiphase que nous avons introduite. Nous avons aussi exploré la présence de longue mémoire dans le trafic des processeurs sur puce, ainsi que l'impact de cette caractéristique sur les performances du réseau sur puce.

Dans cette thèse, nous avons abordé l'étude du fonctionnement de Ccc2, l'ATPase à cuivre de S. Cerevisiae sous deux aspects. Le premier, cellulaire, concerne une étude de sa localisation et de sa fonction; le second, biochimique, est une étude du mécanisme du transport du cuivre par l'ATPase. L'étude de la distribution intra-cellulaire de Ccc2 montre que l'ATPase n'est pas confinée dans l'appareil de Golgi, mais qu'elle est distribuée dans tous les compartiments de la voie sécrétoire, ainsi qu'à la membrane de la vacuole. Cette dernière localisation, qui n'avait jamais été décrite, nous a permis de montrer la participation de Ccc2 à l'accumulation de cuivre dans la vacuole. Il s'agit du premier transporteur actif découvert pour cette fonction. D'autre part, l'étude biochimique nous a permis de mettre en évidence la fixation de deux cuivres dans le domaine nucléotidique isolé. Deux acides aminés importants pour cette liaison du cuivre ont été identifiés, les cystéines 708 et 718. Reste à découvrir le rôle de ces sites dans le transport du cuivre par Ccc2.

Les interférons (IFNs) de type I sont des cytokines qui jouent un rôle capital dans les défenses immunes, antivirales et antiprolifératives de l'organisme. En se liant à leur récepteur de surface, composé des deux sous-unités IFNAR1 et IFNAR2, ils induisent la cascade de signalisation JAK/STAT qui aboutit à leur effets biologiques. L'objectif de ma thèse était d'identifier des mécanismes de régulation de la signalisation des IFNs. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à la palmitoylation du récepteur de l'IFN de type I, une modification lipidique souvent impliquée dans le trafic et la signalisation des protéines. Par marquage métabolique au palmitate tritié, nous avons montré qu'IFNAR1 et IFNAR2 sont palmitoylées. Le domaine cytoplasmique d'IFNAR1 contient deux cystéines, Cys463 et Cys502, qui sont des sites potentiels de palmitoylation. A l'aide de mutants sur chacune de ces cystéines, nous avons montré qu'IFNAR1 est palmitoylée uniquement sur sa cystéine la plus proche de la membrane plasmique, la Cys463. Un mutant non palmitoylé dans lequel cette cystéine a été remplacée par une alanine nous a permis de constater que la palmitoylation d'IFNAR1 n'est pas impliquée dans son trafic intracellulaire, dans son endocytose ni dans sa stabilité, mais qu'en revanche elle joue un rôle crucial dans l'activation de la voie de signalisation JAK/STAT. De façon concordante, la palmitoylation d'IFNAR1 est requise pour l'activation transcriptionnelle des gènes induits spécifiquement par l'IFN-a. Par contre, un défaut de palmitoylation n'influence nullement l'activité antiproliférative de l'IFN-a, en dépit du rôle de cette modification dans la signalisation.

L'objectif de cette thèse est la modélisation et la commande du trafic. Je considère des modèles microscopiques du trafic pour dériver des relations entre des variables macroscopiques du trafic. Plus précisément, il s'agit de dériver le diagramme fondamental du trafic 2D, qui donne la relation entre la densité et le flot des véhicules. Ce diagramme est utilisé, par exemple, pour déterminer la densité des véhicules qui maximise le flot. Cette information peut aussi être utilisée pour la commande du trafic 2D. Les modèles mathématiques sont basés sur la commande optimale déterministe ou stochastique.<br /><br />La première partie de la thèse est sur le trafic 1D. Il s'agit de généraliser un modèle déterministe de trafic basé sur l'algèbre minplus, qui donne le diagramme fondamental du trafic sur une route. La généralisation permet de réaliser une large classe de diagrammes fondamentaux.<br /><br />Dans la deuxième partie, j'étudie les systèmes dynamiques additivement homogènes de degré 1. En effet, tous les systèmes dynamiques donnés dans ce travail sont additivement homogènes de degré 1. Je m'intéresse dans cette partie à l'existence et à l'unicité de taux de croissance et de valeurs propres additives associées à ces systèmes. Je parts du cas général où zéro, un ou plus de taux de croissance et de valeurs propres peuvent exister, et où des comportement chaotiques peuvent apparaître. Je rappelle les résultats existants dans le cas où on suppose que le systèmes dynamique est, en plus, monotone, et dans le cas ou il est aussi convexe. A la fin de cette partie, je caractérise une classe de systèmes dynamiques additivement homogène de degré 1, non nécessairement monotone, mais dont le comportement asymptotique peut être décrit.<br /><br />La troisième partie consiste à généraliser un modèle de trafic 1D basé sur les réseaux de Petri et l'algèbre minplus, dans le but de modéliser des intersections, et puis dériver le diagramme fondamental du trafic 2D. Une intersection peut être gérée de plusieurs façons, et peut être considérée avec ou sans possibilité de tourner (pour les véhicules). Plusieurs modèles tenant en compte ses hypothèses sont donnés dans cette partie.<br /><br />Le modèle le plus exploré ici est celui de deux routes circulaires avec une intersection gérée par la priorité à droite, et avec possibilité de tourner. Dans ce cas, et sous certaines conditions, le problème de valeur propre additive associé au système dynamique peut être résolu. Le taux de croissance du système dynamique, qui correspond au flot moyen des véhicules est obtenu numériquement. En comparant la valeur propre obtenue théoriquement et le flot moyen donné numériquement, j'ai conclus que les deux quantités, qui sont données en fonction de la densité des véhicules, sont très proches, et sont égales en plusieurs valeurs de la densité. Ainsi, la valeur propre représente une bonne approximation du diagramme fondamental du trafic 2D.<br /><br />D'autres approches de gestion d'intersections consiste à les commander moyennant des feux de signalisation. Une évaluation de la commande de l'intersection peut se baser sur le diagramme fondamental obtenue pour chacune des approches considérées. Une comparaison des différentes approches est donnée. <br /><br />Dans la quatrième partie j'ai développé un code en Scilab qui facilite la construction informatique de grands réseaux de trafic routier. Il s'agit de définir des systèmes élémentaires et des opérateurs sur l'ensemble de ces systèmes, et puis de combiner des systèmes basique pour construire de grands systèmes.<br /><br />La dernière partie est sur la commande du trafic à deux modes: trafic des véhicules particulier, et trafic des véhicules de transport en commun. L'idée est de déterminer un plan de feux de signalisation qui favorise le trafic des véhicules de transport en commun.

Alix est une protéine adaptatrice impliquée dans plusieurs processus intracellulaires, dont l'apoptose, l'endocytose et le trafic membranaire, le bourgeonnement de certains rétrovirus (ex. HIV-1, EIAV) à travers la membrane plasmique ou encore la cytokinèse. Alix est constituée de trois domaines majeurs: un domaine BRO N-terminal, un domaine spécifique « en V » central (Alix-V) et un domaine C-terminal riche en prolines (PRD). Nous avons montré que la forme tronquée en C-terminal au niveau du domaine PRD (Alix-∃PRD) formait des monomères et des dimères en solution, et que le domaine Alix-V était suffisant pour permettre cette dimérisation. La diffraction de rayons X aux petits angles (SAXS) a montré que Alix-∃PRD se structurait en une forme incurvée et allongée qui rappelle les domaines BAR impliqués dans les phénomènes d'incurvation de membrane. Bien que l'interaction d'Alix avec la membrane ait été mise en évidence in vitro, sa capacité à déformer la membrane doit encore être confirmée. En outre, nous avons déterminé lors d'expériences de microcalorimétrie que les formes monomériques et dimériques de Alix-V interagissent avec un peptide dérivé de la protéine p9 EIAV Gag avec une affinité de l'ordre du micromolaire. Des cristaux de la forme dimérique de Alix-V ont été obtenus. Ces cristaux présentaient un faible pouvoir de diffraction (10Å). En revanche, des cristaux diffractant à 3Å ont été obtenus à partir d'une forme mutante de Alix-V (Mut1) incapable de dimériser et qui se structure en une forme monomérique ouverte et allongée ; la résolution de cette structure est en cours. De plus, nous avons montré que l'absence de relarguage des particules virales (VLP) après surexpression de la forme humaine de Alix-∃Bro (résidus 358-868) pouvait être rétablie à partir de la version Mut1 de cette forme, ce qui suggère donc un rôle de cette dimérisation dans le relarguage des VLP. La protéine Alix-V dimérique a également été utilisée pour produire un antisérum Alix, qui a montré que la protéine endogène Alix pouvait être co-localiser avec les endosomes de recyclage. Enfin, nous avons montré que CHMP4B formant des structures polymériques en anneaux, pouvait interagir avec Alix. L'ensemble de ces résultats donne de nouvelles informations sur la flexibilité conformationnelle d'Alix et, associée avec CHMP4, sur son implication dans les processus de bourgeonnement membranaire. Ce travail définit également le cadre des futures analyses fonctionnelles visant à définir le rôle de la protéine dimérique Alix dans les cellules infectées par le virus HIV-1.

Cette thèse s'articule autour de deux parties, toutes deux liées à la protection de la vie privée dans les réseaux informatiques en général et sur l'Internet en particulier.<br /><br />Dans la première partie, nous proposons un système permettant d'établir des communications interactives non-observables, c'est-à-dire telles qu'un observateur ne puisse pas déterminer vers quelle(s) destination(s) sont établies ces communications, ni même, en fait, être certain qu'il y a bien de vraies communications!<br />Ce système innove par le niveau de protection qu'il vise, puisque même un observateur très puissant ne devrait pas être à même de la contourner.<br />Cette protection se base sur l'Onion-Routing et le complète avec des méthodes sophistiquées destinées à déjouer l'analyse de trafic.<br /><br />Dans la seconde partie, nous nous intéressons plus particulièrement au protocole DNS.<br />Bien qu'il soit possible de le protéger avec notre proposition de la partie précédente, cela dégrade ses performances (en termes de latence), ce qui à son tour a un impact sur celles des protocoles qui utilisent DNS.<br />Dans cette partie, nous proposons une solution spécifique à DNS, qui fournit à la fois un bon niveau de protection et de meilleures performances.<br /><br />Ces deux systèmes peuvent bien sûr se combiner, mais aussi être utilisés comme des briques séparées, avec d'autre mécanismes de protection de la vie privée.