Vibrio splendidus est une bacterie Gram négative du genre Vibrio. Les Vibrios sont des bactéries motiles, en forme de virgule, vivant essentiellement dans les ecosystèmes marins. Depuis une quinzaine d'années, Vibrio splendidus a été associé a des épisodes estivaux de mortalité de naissains d'huitres en France, jusqu'à compromettre l'économie ostréicole. Cependant on sait encore peu de choses sur l’évolution de cette espèce, sa capacité d'adaptation, et ses mécanismes de virulence. De nombreux travaux au cours de ces dernières années ont souligné l'importance des petits ARN non codants (sRNA) dans la régulation des gènes bactériens, en particulier en réponse à l'environnement ainsi qu'au cours de la pathogenèse. Nous avons réalisé une étude de transcriptomique par séquençage à haut débit afin d'établir un répertoire des sRNA chez V. splendidus. Cette analyse transcriptomique nous a permis d'identifier des centaines de sRNAs putatifs, dont la majorité sont spécifiques de cette espèce, une minorité résultant de transferts horizontaux avec d'autres bactéries marines, comme les Shewanellaceae. Les données transcriptomiques ont montré la présence chez V. splendidus de 4 copies du petit ARN CsrB, contrairement aux autres Vibrios qui en ont trois ou deux. Nous avons pu montrer que ces CsrBs jouent un role important dans la physiologie cellulaire en contrôlant la production et/ou la sécrétion de deux proteases jouant un role dans la virulence. De plus, nous avons montré que le réseau de régulation impliquant ces CsrBs est significativement différent des autres Vibrios, indiquant que la présence d'une copie supplémentaire a sans doute entraine un remodelage de ce réseau de régulation. / Vibrio splendidus is a Gram negative bacterium of the genus Vibrio. The Vibrios are motile, comma-shaped bacteria, living mainly in marine ecosystems. Over the past fifteenyears, Vibrio splendidus has been associated with oyster summer mortality episodes inFrance, generating heavy economic losses. However, still little is known about the evolutionof this species, its adaptive capacity, and the mechanisms of virulence. Many works in recentyears have stressed the importance of small noncoding RNAs (sRNAs) in bacterial generegulation, particularly in response to the environment as well as during pathogenesis. Wedid a transcriptomic study by high-throughput sequencing in order to explore the sRNArepertoire in V. splendidus. This transcriptomic analysis allowed us to identify hundreds ofputative sRNAs, the majority of which being specific of this species, a minority resulting fromhorizontal transfers with other marine bacteria, such as the Shewanellaceae. Transcriptomicdata showed the presence of 4 copies of the small RNA CsrB in V. splendidus, unlike otherVibrios which have two or three. We have shown that these CsrBs play an important role incell physiology by controlling the production and/or secretion of two proteases playing a rolein virulence. In addition, we have shown that the regulatory network involving these CsrBs issignificantly different from other Vibrios, indicating that the presence of an extra copy hasindeed resulted in a reshaping of the regulatory network.

Le palmier à huile, Elaeis guineensis (Eg), produit deux huiles d’une importance économique majeure, l’huile de palme et l’huile de palmiste, extraites respectivement du mésocarpe et de l’albumen. Alors que l’acide laurique (12:0) prédomine dans l’huile de l’albumen, les acides gras (AG) majoritaires de l’huile du mésocarpe sont les acides palmitique (16:0) et oléique (18:1). Par ailleurs, la teneur en huile à maturité est très différente entre ces tissus. Dans la première partie de ce travail, leur transcriptome a été comparé afin d’identifier les mécanismes qui gouvernent leurs différences de composition lipidique. Les contributions des voies plastidiale et cytosolique de la glycolyse diffèrent considérablement entre le mésocarpe et l’albumen. L’accumulation de 12:0 repose sur la surexpression d’un paralogue codant pour une isoforme spécialisée d’acyl-ACP thioestérase (FatB), et le recrutement concerté d’isoformes spécifiques des enzymes impliquées dans l’assemblage des triacylglycérols. Trois paralogues du facteur de transcription (FT) WRI1 ont été identifiés, parmi lesquels EgWRI1-1 et EgWRI1-2 sont transcrits massivement dans respectivement le mésocarpe et l’albumen. Les changements de composition lipidique de feuilles de tabac agro-infiltrées avec plusieurs combinaisons des paralogues de FatB et de WRI1 identifiés valident leur fonction.Le palmier à huile Américain, E. oleifera (Eo), accumule aussi de l’huile dans le mésocarpe, mais en quantité moindre que chez Eg. La composition en AG de l’huile est également très différente entre Eg et Eo, notamment la teneur en 16:0 qui est deux fois moins élevée chez Eo que chez Eg. Dans la deuxième partie de ce travail, des analyses de coexpression génique, des mesures de l’expression allélique spécifique et des analyses multivariées conjointes de données transcriptomiques et lipidiques, ont été conduites dans une population d’hybrides rétrocroisés entre Eg et Eo. Le réseau de coexpression génique construit révèle une coordination transcriptionnelle étroite entre la voie plastidiale de la glycolyse, le métabolisme de l’amidon, des voies de recapture du carbone, la perception des sucres et la synthèse des AG. La biogénèse des plastes et le transport auxinique sont les deux autres processus les plus étroitement reliés à la synthèse des AG. En plus de WRI1, deux nouveaux FT, appelés NF-YB-1 et ZFP-1, ont été trouvés au cœur du module de synthèse des AG. Les analyses de coexpression identifient également de nouveaux gènes potentiellement impliqués dans la synthèse des lipides. Enfin, la teneur en 16:0 de l’huile semble principalement contrôlée par le niveau de transcription du gène codant pour la beta-kétoacyl-acyl carrier protein (ACP) synthase, qui catalyse l’élongation du 16:0-ACP en 18:0-ACP dans le plaste.Enfin, la troisième partie de ce travail vise à explorer les relations entre la composition lipidique des graines, d’une part, et des paramètres phylogénétiques, biogéographiques et écologiques, d’autre part, au sein de la famille des Arécacées. La teneur en lipides et la composition en AG ont été caractérisées chez 177 espèces de palmiers, révélant une diversité considérable à l’intérieur de cette famille. Les espèces dont les graines accumulent le plus d’huile appartiennent à la tribu Cocoseae. En revanche, des espèces qui accumulent du 12:0 existent dans toutes les tribus. Les analyses multivariées basées sur la composition en AG regroupent de manière satisfaisante les espèces appartenant à une même tribu. Cependant, ces classifications présentent une topologie qui concorde peu avec la phylogénie. Aucune association claire n’a été identifiée entre les paramètres biogéographiques et écologiques et la composition en AG. Néanmoins, une corrélation significative entre la teneur en AG insaturés et l’altitude maximale de l’aire d’origine a été trouvée dans certaines tribus. / Oil palm, Elaeis guineensis (Eg) produces two oils of major economic importance, commonly referred to as palm oil and palm kernel oil, extracted from the mesocarp and the endosperm, respectively. While lauric acid (12:0) predominates in endosperm oil, the major fatty acids (FA) of mesocarp oil are palmitic (16:0) and oleic (18:1) acids. In addition, the two tissues display high variation for oil content at maturity. In the first part of this PhD work, tissue transcriptome and lipid composition were compared during development to gain insight into the mechanisms that govern such differences in oil content and FA composition. The contribution of the cytosolic and plastidial glycolytic routes differs markedly between the mesocarp and seed tissues. Accumulation of lauric acid (12:0) relies on the dramatic upregulation of a specialized acyl-ACP thioesterase paralog and the concerted recruitment of specific isoforms of triacylglycerol assembly enzymes. Three paralogs of the WRI1 transcription factor were identified, of which EgWRI1-1 and EgWRI1-2 were massively transcribed during oil deposition in the mesocarp and the endosperm, respectively. Changes in triacylglycerol content and FA composition of Nicotiana benthamiana leaves infiltrated with various combinations of WRI1 and FatB paralogs from oil palm validate functions inferred from transcriptome analysis.The American oil palm, E. oleifera (Eo), also stores oil in the mesocarp, but in lower amount than in Eg. Mesocarp oil fatty acid (FA) composition also differs considerably between Eg and Eo, especially the 16:0 content which is two-times lower in Eo than in Eg. In the second part of this work, the mechanisms that govern oil synthesis and FA composition in the two species were investigated. Gene-to-gene coexpression analysis, quantification of allele-specific expression, and joint multivariate analysis of transcriptomic and lipid data, were carried out in an interspecific backcross population between Eg and Eo. The gene coexpression network built reveals the tight transcriptional coordination of the plastidial glycolytic route, starch metabolism, carbon recapture pathways and sugar sensing with fatty acid synthesis (FAS). Plastid biogenesis and auxin transport are the two other biological processes the most tightly connected to FAS in the network. In addition to WRI1, two novel TFs, termed NF-YB-1 and ZFP-1, were found at the core of the FAS module. Coexpression analysis also identifies novel genes likely involved in lipid biosynthesis pathways. Finally, the level of 16:0 in oil seems primarily controlled by the level of transcription of the gene coding for beta-ketoacyl-acyl carrier protein (ACP) synthase II, which catalyzes the elongation of 16:0-ACP to 18:0-ACP in the plastid.Finally, the third part of this work aimed to explore relationships between seed lipid composition on one hand, and phylogenetic, biogeographic and ecological parameters on the other, in the family Arecaceae. Oil content and FA composition were characterized for 177 species of the palm family, revealing a considerable intra-family diversity for seed lipid composition. Species whose seeds store the highest amounts of oil belong to the tribe Cocoseae. By contrast, species that accumulate 12:0 in their seeds occur in all tribes. Multivariate analyses based on FA composition satisfactorily group species belonging to the same tribe. However, only a few of the groups display topologies that are congruent with phylogenetic data. No clear associations were identified between biogeographic and ecological traits and FA composition. However, a tribe-dependent significant correlation was observed between unsaturated FA content and maximum elevation in native area.

Apis mellifera est un insecte pollinisateur jouant un rôle économique et écologique majeur. Depuis plus d’une vingtaine d’années, d’importantes pertes de colonies d’abeilles ont été recensées à l’échelle mondiale. L’origine de ce phénomène impliquerait de nombreux facteurs de stress qui pourraient en outre interagir entre eux. Ce travail de thèse a eu pour but d’évaluer l’impact sur la santé de l’abeille de l’association entre un facteur biotique, le parasite microsporidien Nosema ceranae, et un facteur abiotique, des insecticides neurotoxiques à faibles doses. Des études en laboratoire ont montré que l’association N. ceranae-insecticide entraine une surmortalité significative, et plus précisément un effet synergique sur la mortalité des abeilles. Cet effet synergique semble indépendant de l’ordre d’exposition des abeilles aux deux facteurs de stress. De plus, lorsqu’ils ont été appliqués dès l’émergence des abeilles, ces facteurs ont eu un impact plus fort sur la mortalité. La réponse de l’abeille à N. ceranae et aux insecticides a ensuite été analysée à l’échelle transcriptomique. L’analyse du transcriptome de l’intestin a été réalisée en combinant une approche globale de séquençage à haut débit (RNA-Seq) et un suivi de l’expression d’une sélection de gènes par qRT-PCR. L’exposition à N. ceranae et aux insecticides a entraîné des modifications de l’expression de gènes impliqués dans les défenses de l’abeille (immunité, détoxication) et dans les métabolismes du tréhalose et de la chitine. De nombreuses perspectives à ce travail sont envisageables dans le but de mieux appréhender la réponse de l’abeille à différents facteurs de stress, notamment en combinant des expérimentations en laboratoire avec des études de terrain. / Apis mellifera is a pollinator insect playing of major economical and ecological importance. For more than two decades, severe honeybee colony losses have been reported worldwide. The origin of this phenomenon is thought to involve numerous stressors that could interact with each other. The objective of this work was to evaluate the impact on honeybee health of the association between a biotic stressor, namely the microsporidian parasite Nosema ceranae, and an abiotic stressor, here low doses of neurotoxic insecticides. Laboratory studies showed that the N. ceranae-insecticide association leads to a higher mortality in honeybees, and more precisely to a synergistic effect. This effect seemed to be independent of the exposure sequence to stressors. Moreover, when applied at the emergence of honeybees, these stressors had a higher impact on individuals’ mortality. The honeybee response to N. ceranae and to insecticides has also been analysed at a transcriptional level. A midgut transcriptome analysis has been performed combining a global approach, using high-throughput sequencing (RNA-Seq), and a quantitative RT-PCR monitoring of the expression of selected genes. The exposure to N. ceranae and to insecticides led to modifications in the expression of genes involved in honeybee defenses (immunity, detoxification) and in trehalose and chitin metabolisms. Following this work, several prospects can be initiated in order to improve our understanding regarding the honeybee response to various stressors, combining laboratory experiments with field studies.

L’huître du pacifique Crassostrea gigas est l'espèce marine la plus cultivée avec une production supérieure à 4 millions de tonnes pour l'année 2010. En France, C. gigas est cultivée depuis la fin des années 1970. Cependant, cette espèce souffre d’un syndrome de mortalité estivale depuis les années 1980, avec une amplification depuis 2008 qui touche jusqu'à 100 % des naissains. Ce syndrome de mortalité est un phénomène multifactoriel, basé sur l’interaction de nombreux facteurs: stress environnementaux, caractéristiques physiologiques et génétiques de l’huître, présence et virulence de pathogènes. L’huître du pacifique C. gigas est une espèce estuarienne qui est soumise aux pressions anthropiques comme la pollution du milieu côtier. Ces événements représentent des sources potentielles de stress en zones ostréicoles. Cependant, les connaissances sur les effets des polluants comme les pesticides sur C. gigas restent fragmentaires. Les périodes d’épandage d’herbicides coïncident parfois avec la période de reproduction des huîtres, raison pour laquelle nous considérons que ces produits chimiques pourraient affecter la génération suivante d'huîtres. Parmi les pesticides, le diuron est le plus fréquemment détecté sur les côtes françaises, avec une concentration maximale rapportée de 0,78 µgL-1. L'exposition directe aux herbicides affecte le transcriptome des huîtres qui est le premier niveau de réponse face à l'exposition du polluant. Il a été démontré que l'exposition parentale au diuron a des effets génotoxiques chez C. gigas au stade de naissain. Une variabilité phénotypique de trait d’ histoire de vie a été observée aussi pour ces naissains. Un autre effet possible des pesticides serait la modification de marques épigénétiques. Il est connu que les facteurs environnementaux telle que la pollution par des composés chimiques peuvent modifier l'épigénome et par conséquent le phénotype des individus et de leurs descendance en agissant au niveau trans-générationnel. Ces dernières observations nous permettent d’émettre l’hypothèse de l’implication de mécanismes épigénétiques suite à l’interaction avec des produits phytosanitaires. Ces mécanismes modifieraient le phénotype des huîtres au stade de naissains par l'exposition parental. Pour tester cette hypothèse nous avons étudié la méthylation globale de l'ADN (méthylome), qui est un de principal marques épigénétiques, et le transcriptome des naissains issus de géniteurs exposé au Diuron. Nous avons identifié des modifications du méthylome et du transcriptome qui ont un lien avec le phénotype de trait d'histoire de vie de ces naissains. Ces résultats démontreraient qu’une exposition indirecte ou parentale du diuron modifie la méthylation et l'expression de fonctions de gènes spécifiques, expliquant en partie la variabilité phénotypique observée. / The Pacific Oyster Crassostrea gigas is the most cultivated marine species in the world with a production superior to 4 millions of tons in 2010. In France, C. gigas is cultivated since the end of 1970s. However, this specie suffers from a syndrome of summer mortalities since the 1980s, with an amplification since 2008 affecting up to 100% of spats. This syndrome of mortality is a multifactorial phenomenon, based on the interaction of many factors: Environmental factors, genetic and physiologic features of the oysters, and the presence and virulence of pathogens. The Pacific Oyster C. gigas is an estuarine specie which is subjected to anthropogenic pressures such as pollution of the coastal environment. These events represent a potencial source of stress in oyster farm areas. However, the knowledge about the effects of pollutants such as pesticides on C. gigas remain fragmented. The herbicide application periods may coincide with the oyster breeding period, reason for which we consider that these chemicals could affect the next generation of oysters. Among pesticides, diuron is the most frequently detected on the French coast, with a maximum reported concentration of 0.78 µgL-1.The direct exposure to herbicides affects the transcriptome of oysters which is the first level of response to the exposure of pollutants. It was shown that parental exposure to diuron has genotoxic effects on C. gigas at the spat stage. A phenotypic variability of life history traits has also been observed for these spats. Another possible effect of pesticides would be the modification of epigenetic marks. It is known that environmental factors such as pollution by chemical compounds can alter the epigenome and consequently the phenotype of individuals and of their offspring acting at a transgenerational level. These last observations allow us to hypothesize the involvement of epigenetic mechanisms in response to interactions with herbicide products. These mechanisms could modify the phenotype of oysters spat state by parental exposure. To test this hypothesis we studied the genome-wide DNA methylation (methylome), which is a main epigenetic mark, and the transcriptome of the spat from diuron-exposed genitors. We identified methylome and transcriptome changes that are related to the phenotype of life history trait of these spats. These results show that an indirect or parental exposure to the diuron is able to modify the methylation and the expression of specific gene functions, partially explaining the phenotypic variability observed.

La maladie de Parkinson est une maladie neurodégénérative dont la physiopathologie fait intervenir des causes génétiques qui contribuent non seulement aux formes familiales mais aussi au développement des formes sporadiques, les plus fréquentes, en interagissant sans doute alors avec des facteurs environnementaux. La découverte des déterminants génétiques a permis d’identifier plusieurs mécanismes moléculaires contribuant au développement de la maladie. Ils en ont démontré le caractère complexe. Pour mieux comprendre l’étendue des perturbations moléculaires liées à la maladie, nous avons entrepris des analyses globales du transcriptome par le biais de puces ou de séquençage des ARNs (RNAseq) à partir de cellules mononuclées périphériques sanguines de patients présentant des formes génétiques et sporadiques de la maladie ainsi que de sujets sains.Nous avons identifiés la dérégulation de nombreux gènes dans les cellules mononuclées périphériques sanguines de sujets porteurs de la mutation G2019S de LRRK2 et de sujets sporadiques par rapport à des sujets sains appariés. L’analyse des voies et des processus cellulaires associés à ces gènes met en exergue une altération de la voie de signalisation EIF2 commune aux sujets porteurs de la mutation G2019S de LRRK2 et aux sujets sporadiques. Cette voie fait écho à la régulation de la traduction et de l’épissage, deux processus faisant partie du métabolisme des ARNs. Ces altérations sont retrouvées dans les cellules mononuclées périphériques sanguines de sujets parkinsoniens porteurs de mutations du gène ATXN2, essentiellement connu pour son rôle dans la stabilité, l’épissage et la traduction des ARNm. Cette perturbation des ARNs semble être une altération commune à l’ensemble des formes de maladie de Parkinson étudiées et pourrait donc être un mécanisme sous-tendant la maladie.Les résultats du séquençage des ARNs obtenus chez des parkinsoniens présentant une forme sporadique ou porteurs de mutations délétères ainsi que chez des sujets sains corroborent cette hypothèse en montrant d’une part des différences quantitatives et qualitatives de variants d’épissage au sein d’ARNm eux-mêmes impliqués dans le métabolisme des ARNs et d’autres part des variations de l’épissage de gènes impliqués dans des mécanismes moléculaires connus de la maladie.Ainsi, nos données s’inscrivent dans la dynamique physiopathologique actuelle qui fait état de nombreuses perturbations du métabolisme des ARNs dans les maladies neurodégénératives. Dans la maladie de Parkinson, ces défauts impliqueraient des variations quantitatives et qualitatives de variants d’épissage au sein de gènes liés à l’épissage mais aussi dans des mécanismes connus pour contribuer à la maladie. Une analyse approfondie de ces dérèglements devraient permettre de déterminer leur spécificité et d’évaluer leur potentiel en tant que marqueurs de la maladie et cibles thérapeutiques. / Parkinson’s disease is a neurodegenerative disorder with genetic determinants not only contributing to rare familial forms of the disease but also involved in prevalent sporadic forms by interacting with environmental factors. Thanks to the identification of these determinants, several molecular mechanisms contributing to the disease have been found highlighting also its complexity. In order to better understand the molecular perturbations underlying the disease, we performed whole transcriptome analyses using microarrays and RNA sequencing (RNAseq) from peripheral blood mononuclear cells of Parkinson’s disease patients with genetic and sporadic forms of the disease as well as healthy controls.We identified several dysregulated genes in the cells of Parkinson’s disease patients with a G2019S LRRK2 mutation and sporadic patients compared to healthy controls. Pathways and cellular processes related to those genes mainly display disturbances of EIF2 signaling common to G2019S LRRK2 mutation carriers and sporadic patients. These data pinpoint potential perturbations of translation and RNA splicing both related to RNA metabolism. Involvement of RNA metabolism is also observed in peripheral blood mononuclear cells of Parkinson’s disease patients carrying mutations of ATXN2 gene encoding for ataxin-2 protein. It is mainly known as a regulator of the stability, the splicing and the translation of mRNA. Such RNA-mediated perturbations seem to be a common to all forms of Parkinson’s disease and might be a physiological mechanism of the disease. RNAseq data from Parkinson’s disease patients having or not deleterious mutations are in agreement with this hypothesis showing quantitative and qualitative discrepancies of splicing variants inside genes involved in RNA metabolism but also in known molecular pathways of the disease.As a conclusion, our results support the current view of RNA metabolism association with neurodegenerative disorders. In Parkinson’s disease, those alterations could involve quantitative and qualitative variations of splicing variants inside genes involved in RNA metabolism but also in known perturbed molecular pathways of the disease. Further analyses of these dysregulations should be helpful to determine their specificity and evaluate their potential as biomarkers and therapeutic targets.

L'hétérogénéité de l'adénocarcinome canalaire pancréatique (ADCP) est l'obstacle majeur au traitement efficace des patients. En effet, les caractéristiques cliniques et la sensibilité aux traitements sont associés à un phénotype donné et sont plutôt régis à un niveau transcriptomique. Nous avons donc analysé le transcriptome de xénogreffes provenant des patients (Patients Derived Xenografts : PDX) lors des biopsies de tumeurs ou de pièces chirurgicales. Après extraction d’ARN, nous avons trouvé une signature moléculaire capable de diviser les patients en deux groupes, en fonction de leur survie. Nous avons également montré que la réponse autraitement pouvait être prédite par l‘analyse transcriptomique. Nous avons ensuite analysé les tumeurs et leurs stromas, et mis en évidence deux soustypesde stromas et deux sous-types de tumeurs, définis par la transcriptomique basée sur l'ARN, ou la méthylation de l'ADN. Nous avons étudié la réponse aux traitements administrés seuls ou en combinaison avec des chimiothérapies de routine. Nous avons mis en évidence des sous-groupes de patients plus chimiosensibles à certains traitements. Tous ces résultats sont encourageants,mais pas encore applicables en pratique clinique. Nous développons maintenant les organoïdes, véritable représentation de la tumeur en 3dimensions. Contrairement aux PDX, les organoïdes nous permettent d'obtenir des résultats rapidement exploitables. Nous pensons que dans un avenir proche, le traitement des cancers du pancréas sera précédé d'une caractérisation moléculaire étendue afin de sélectionner les traitements les plus appropriés et de pouvoir enfin proposer une médecine personnalisée. / Heterogeneity of Pancreatic Ductal AdenoCarcinoma (PDAC) has become the majorimpediment to the effective treatment of patients. Clinical outcome and sensitivity to treatments are associated with a given phenotype and associated at a transcriptomic level. Recent data indicate that studying the expressionof a selected gene set could inform selection of the most appropriate treatments.We areoptimizing this approach by analysing transcriptome of Patient-Derived Xenografts (PDX)from surgical as well as endoscopic ultrasound-guided fine needle aspiration (EUS-FNA)biopsies of tumors, as a source of RNA. We have found a molecularsignature capable of dividing patients into two groups, function of theirsurvival.Independently, we have shown that treatment response pattern can also be foundat a transcriptomic level. We thenanalysed tumors and their stromas, and have found two sub-types of stromas and two sub-types of tumors. These wereindinstinctly defined by RNAseq-based transcriptomics, or DNA methylation. We also studied response to treatments administered alone or incombination to routine chemotherapies. All these results are encouraging, but not yetapplicable in clinical pratice. We are now developing the PDAC Biopsy DerivedPancreatic Cancer Organoids (BDPCO): BDPCO culture represents an excellent source of “exvivo” material. Unlike PDX, which take many months to grow, BDPCO allow us to obtainexploitable material rapidly useful for clinical application. We are convinced that in the near future, the treatment ofpancreatic cancers will be preceded by an extensive molecular characterization of cancercells in order to select the most appropriate treatments.

La compréhension de la structure génétique et de la dynamique des populations, ainsi que les mécanismes moléculaires régissant les interactions entre l’hôte et le pathogène sont des éléments clefs pour la gestion des maladies. Au cours de cette étude nous avons cherché à développer dans un premier temps des marqueurs microsatellites à partir de données issues du séquençage d’un isolat de Ganoderma boninense. Ces marqueurs microsatellites nous ont permis d’étudier la structuration génétique et l’histoire démographique de G. boninense. Le génotypage d’un sous-échantillonnage issus de missions de récolte en Malaisie et à Sumatra nous a permis de mettre en évidence deux groupes principaux au sein de l’Asie du Sud-Est. Nous avons ensuite concentré notre attention sur la région regroupant la Malaisie péninsulaire et l’île de Sumatra, zone historique de développement de la culture industrielle du palmier à huile et d’apparition de la pourriture basale du stipe due à G. boninense, qui semble former une seule population. Nous avons examiné à une échelle géographique plus restreinte cette zone géographique afin de mettre en évidence une potentielle sous structure au sein de cette population. En testant l’effet du fond génétique du palmier d’origine de chaque individu, du nombre de génération de palmier précédent le moment de la récolte de l’individu, ou de la distance géographique sur une possible sous-structure des individus au sein de la zone historique, nous avons mis en évidence qu’aucune sous-structure génétique n’émergeait. En revanche, La comparaison de plusieurs scénarios d’évolution démographique a permis de mettre en évidence un phénomène d’expansion très ancien bien antérieur au début du développement de la culture industrielle du palmier à huile. Pour finir, la comparaison des données transcriptomiques entre des isolats agressifs et non agressifs a permis de souligner la présence d’une centaine de gènes différentiellement exprimés possédant une annotation fonctionnelle. Les résultats de ces deux approches pourront permettre une meilleure gestion de la maladie ainsi que l’amélioration des programmes développement et de gestion des résistances. / The understanding of genetic structuration and population dynamic, as well as the molecular mechanisms ruling host/pathogen interaction, are key elements for disease management. During this study, as first step, we were looking to develop microsatellites markers from genomic data obtained from sequencing of a Ganoderma boninense pure strain. Those markers allowed studying genetic structuration and demographic history of G. boninense. Genotyping of a subset of samples from sampling mission in Malaysia and Sumatra have highlighted two main groups in South-East Asia. Then, we focused on a region gathering peninsular Malaysia and Sumatra together, as it is both historical region of industrial oil palm culture development and the first region of basal stem rot observation caused by G. boninense, and to appear as a single population. We examine this region at a lower scale in order to highlight a potential genetic substructure in this population. We tested for effect of genetic tree background of each sample, number of planting generation before sampling and geographical distance between sample in order to observe a potential correlation between genetic substructure and one of those factors. As no correlation appeared, we concluded that this population does not have a genetic substructure. On the other hand, the comparison between several demographic evolution scenarios have shown a strong support for a past expansion event further back in time from the beginning of industrial oil palm culture development. To conclude, the exploration of transcriptomic data between strains owning aggressive or non-aggressive profile showed the differential expression of a hundred genes owning a functional annotation. Results from both approaches will allow the development of better disease management and a better resistance selection and management program.

La compréhension des mécanismes qui contrôlent l'expression des gènes est un enjeu majeur pour la recherche médicale. Elle nécessite un ensemble d'approches pangénomiques telles que les puces à ADN et plus récemment le séquençage à très haut débit qui génèrent une masse toujours plus grande de données numériques à traiter. Au cours de ma thèse, j'ai développé plusieurs outils informatiques innovants pour faciliter leur exploitation. Ainsi, j'ai créé une librairie R (AgiND) qui vérifie la qualité des données de puces à ADN Agilent et permet de les normaliser. Le nombre croissant d'expériences stockées dans Gene Expression Omnibus a motivé la mise en place du projet TBrowser. Une méthode originale DBF-MCL a été créée pour extraire des signatures transcriptionnelles annotées par l'intégration de diverses sources d'information. Stockées dans une base de données, elles sont accessibles à travers une interface Java, un service web SOAP et une librairie R/Bioconductor (RTools4TB). Enfin, un pipeline d'analyse dédié au ChIP-seq a été implémenté. Tous ces outils ont servi pour l'étude de diverses maladies dans le cadre de collaborations. / Understanding the mechanisms that control gene expression is a major challenge for medical research. This requires using a large set of pangenomic approaches such as those using DNA microarrays and high-throughput sequencing that generate an ever growing mass of digital data. During my thesis, I have developed several computer-based tools to facilitate their processing and analysis. I have created a R library (AgiND) that controls the quality of Agilent DNA microarray data and allows their statistical normalization. The growing number of experiences stored in Gene Expression Omnibus has motivated the development of the TBrowser project. An original method, DBF-MCL, was created to extract annotated transcriptional signatures by integrating various sources of information. Stored in a database, these signatures are accessible using a Java interface, a SOAP web service and a R/Bioconductor library (RTools4TB). Finally, a pipeline dedicated to the ChIP-seq analyses has been implemented. All these tools were used to study various diseases in collaborations.

Pour comprendre comment les gènes du développement exercent de multiples fonctions temporelles, nous prenons comme modèle le facteur de transcription Otx2. Celui-ci est impliqué dans la gastrulation, le développement de l’œil, du système olfactif, de la glande pinéale, du thalamus et de la région cranio-faciale. Dans la rétine adulte, deux tissus distincts expriment Otx2 : l’épithélium pigmenté (RPE) et la rétine neurale, contenant les photorécepteurs. L’ablation globale du gène Otx2 entraîne la dégénérescence exclusive des photorécepteurs alors qu’elle modifie l’expression de gènes surtout dans le RPE. Ces faits suggèrent un mécanisme non autonome, confirmé par des expériences de gain et perte de fonction restreintes au RPE. Pour approcher les fonctions de la protéine Otx2 dans la rétine neurale et le RPE, une étude à grande échelle de ses cibles génomiques a été menée. Les profils distincts d’occupation du génome du RPE et de la rétine neurale suggèrent des fonctions différentes d’Otx2. Dans la rétine neurale, ce profil est très proche de celui du facteur paralogue Crx, indiquant une redondance fonctionnelle entre Otx2 et Crx. Nous avons émis l’hypothèse qu’une combinatoire de partenaires protéiques différents permet de moduler l’action d’Otx2 en sélectionnant des cibles génomiques distinctes. Pour identifier cette combinatoire in vivo et la corréler aux fonctions exercées par Otx2, nous avons créé une lignée de souris exprimant une protéine de fusion Otx2-TAP-tag à un niveau physiologique. Cet outil permettra la purification des complexes protéiques Otx2 in vivo et leur identification par analyse protéomique. / In the present work, we study the Otx2 transcription factor as a model to understand how developmental genes achieve multiple functions throughout time. Otx2 is first implied in gastrulation, and then participates to the development of the eye, the olfactory system, the pineal gland, the thalamus and the craniofacial region. Otx2 is expressed in two distinct tissues: retinal pigmented epithelium (RPE) and neural retina including photoreceptors. Global Otx2 gene ablation leads to exclusive photoreceptor degeneration although most of the affected genes are RPE specific. These elements suggest a non-cell-autonomous mechanism, confirmed by RPE restricted gain and loss of function. To understand Otx2 functions in the neural retina and in the RPE, a large scale study of its genomic targets has been yielded. Genome occupancy profiles in RPE and neural retina suggest different Otx2 functions. In the neural retina, Otx2 genome occupancy profile is very close to the one of its paralogue Crx, indicating functional redundancy between both transcription factors. We hypothesized that a different combination of protein partners allows modulating Otx2 action by selecting distinct target genes. To identify Otx2 combinatory in vivo and correlate it to Otx2 functions, we produced a mouse line expressing an Otx2-TAP-tag fusion protein at physiological level. This tool will allow purification of Otx2 protein complexes in vivo and their identification by proteomic analysis.

V. macrocarpon (canneberge) est traditionnellement associé à la prévention des IU, les mécanismes restant mal élucidés. L'effet d'une préparation commerciale de canneberge sur l'adhésion d'E.coli UTI89 aux cellules urothéliales T24, a montré l'importance de pré-incuber les bactéries avec le composé pour obtenir une inhibition dose-dépendante et réversible de l'adhésion. L'étude du transcriptome (E.coli Gene expression microarray, AgilentTechnologies) montre un effet puissant portant sur de nombreux gènes liés aux adhésines (sauf les fimbriae P), au chémotactisme et au flagelle. L'étude en microscopie électronique confirme un effet sur la taille et les structures de surface (adhésines, flagelles), l'étude de la mobilité en microscopie à champ large montre de moindres capacités de déplacement (distances, linéarité). Chez la souris C57BL/6, la pré-incubation n'a pas d'effet significatif sur la colonisation des vessies, ni sur l'adhésion ex vivo aux cellules T24, des bactéries récupérées dans les vessies. Un modèle intégratif d'étude de V.macrocarpon, basé sur des tests simples in vitro (adhésion, swarming, microscopie à champ large) est défini. / V.macrocarpon (cranberry) is traditionally associated with the prevention of urinary tract infections although the mechanisms of action remaining poorly elucidated. Preincubation of E.coli UTI89 strain with commercial extracts of V.macrocarpon inhibited adhesion to T24 human urothelial cell line in a dose-dependent and reversible manner. Transcriptomic assay (E.coli Gene expression microarray, Agilent Technologies) highlighted a strong impact on most genes related to adhesion, but P fimbriae, chemotactism and flagella. Electron microscopy study confirmed V.macrocarpon-induced alterations on UTI89 size and surface structures (fimbriae, flagella). In keeping, broad field microscopy (ImarisTrack) evidenced alterations in E.coli motility (track displacement length, duration, speed & straightness). In C57BL/6 mice, pre-incubation of UTI89 with V.macrocarpon extracts failed to impact bladder colonization after intravesical instillations and adhesion to T24 cells of bacteria recovered 3days after instillation. A simple, in vitro model based on adhesion and swarming assays and broad field microscopy is described to evaluate cranberry activity.