Un premier travail basé sur une méta-analyse de la littérature a permis de révéler le rôle positif des acides gras saturés (AGS) et monoinsaturés (AGMI) sur les concentrations tissulaires en α-tocophérol. Les acides gras polyinsaturés de la famille des oméga-3 (AGPI n-3) auraient, quant à eux, un effet délétère sur les concentrations d'α-tocophérol dans les tissus. Cette observation a été globalement confirmée lors d'un essai in vivo réalisé sur des porcelets en croissance supplémentés avec différentes sources de matière grasse. La concordance des résultats de la méta-analyse avec ceux de l'essai porc nous a permis d'élaborer plusieurs hypothèses de travail dont la première visait à mettre en évidence l'importance de l'étape d'absorption de la vitamine E et l'effet possible des acides gras à ce niveau. Ce test exploratoire réalisé sur volaille (choisi pour son absence de transport lymphatique de la vitamine E, notamment) n'a pas confirmé les résultats obtenus sur le modèle porcin, probablement dû au métabolisme particulier de la vitamine E entre ces deux espèces. Parallèlement à cela, une série de tests in vitro a montré que les mécanismes explicatifs passent, au moins en partie, par un effet sur la micellarisation et l'hydrolyse de l'acétate de tocophérol dans la lumière intestinale. Néanmoins, d'autres mécanismes sont probablement impliqués, comme un effet des AGMI sur la sécrétion entérocytaire des chylomicrons, ou encore un effet pro-oxydant des AGPI dans les tissus qui entraînerait une utilisation de la vitamine E tissulaire. / A preliminary meta-analysis of data obtained from published trials on this topic concluded that dietary saturated (SFA) and monounsaturated (MUFA) fatty acids seemed to have a positive effect on tissue α-tocopherol concentration. Conversely, dietary polyunsaturated fatty acids (PUFA), especially those belonging to the n-3 family, led to a lower vitamin E concentration in tissues. An in vivo trial was run to study these observations, with growing pigs fed diets supplemented with different fat sources. The results of the trial confirmed the conclusions obtained from the meta-analysis of data from the previously published studies. Our consistent results obtained by two approaches (meta-analysis and pig trial) allowed us to formulate several research hypotheses. An additional trial was then performed to study the possible effect of dietary fatty acids, specifically on the absorption step. This exploratory study was carried on poultry (an interesting model that does not exhibit any vitamin E lymphatic transport system) but did not confirm the results obtained in the swine model, showing a specific metabolism of vitamin E within the two species. A series of in vitro experiments indicated that the mechanisms involved occurred, at least for a part, during the solubilization into micelles and the hydrolysis of the tocopheryl acetate form in the intestinal tract. Nevertheless, other mechanisms could be involved, like the effect of MUFA on chylomicron release by the enterocyte, or the pro-oxidant effect of PUFA increasing the vitamin E utilization in tissues as well.

Chez l’homme, des données cliniques décrivent une association entre des pathologies hépatiques et des désordres de la fertilité masculine. Plusieurs modèles expérimentaux de cholestase ont permis de confirmer ce lien et de souligner un impact sur la physiologie testiculaire. De manière intéressante, une telle corrélation existe aussi bien à l’âge adulte que dans des modèles animaux en période pré-pubertaire. Pour autant, le lien moléculaire pouvant expliquer cette association physiopathologique n’a pas été exploré. L’ensemble des hépatopathies a pour dénominateur commun une augmentation des taux plasmatiques d’acides biliaires et ce dès les stades les plus précoces de la maladie. Dans ce contexte, l’hypothèse de l’impact délétère des acides biliaires sur la fonction reproductrice reste à définir. Notre projet de recherche s’articule autour de l’analyse d’un modèle murin d’atteinte hépatique induite par un régime supplémenté en acide cholique. Nos résultats principaux montrent que : 1) lors d’une exposition pubertaire, l’activation supra-physiologique des signalisations Fxrα conduit à un défaut de maturation sexuelle associé à une altération de la fonction endocrine du testicule ; 2) dans un contexte d’exposition à l’âge adulte, l’activation excessive du récepteur membranaire Tgr5 par les acides biliaires est associées à une hypofertilité. Celle-ci s’accompagne d’une altération de la spermatogenèse consécutive à un détachement progressif de l’épithélium séminifère et à une apoptose spécifique des spermatides ; 3) enfin, nos conclusions démontrent pour la première fois l’impact transgénérationnel de l’exposition aux acides biliaires. Sur deux générations successives, les descendants des mâles adultes nourris par un régime supplémenté en acide cholique présentent des anomalies développementales et métaboliques. Dépendantes de l’action de Tgr5, ces dernières sont attribuées à des altérations de l’épigénome des spermatozoïdes issus des mâles exposés aux acides biliaires. En conclusion, nos données démontrent que, dans des conditions cholestatiques, les acides biliaires altèrent les fonctions de reproduction notamment par leurs impacts sur les fonctions testiculaires. Au regard du nombre croissant de personnes souffrant de troubles hépatiques, ces effets délétères des acides biliaires pourraient contribuer à l’augmentation de l’incidence de l’infertilité masculine. Des molécules agonistes des signalisations FXRα et TGR5 sont aujourd’hui envisagées dans le cadre du traitement de pathologies courantes de notre société. Dans ce contexte, notre étude permettra d’alerter les instances sanitaires quant aux conséquences de l’accès à de tels traitements sur la fertilité et la santé des générations futures. / Clinical data describe an association between liver diseases and disorders of male fertility. Several experimental models of cholestasis have confirmed this link and highlight an impact on testicular physiology. Interestingly, such correlation exists in adult as well as in during pre-pubertal animals. However, the molecular links have not been explored yet. The increase of plasma bile acids levels is a common feature of liver diseases. In this context, the hypothesis of the deleterious impact of bile acids on reproductive function remains to be defined. For that purpose, we used a mouse model of liver injury induced by a diet supplemented with cholic acid. Main results show that: 1) supra-physiological activation of Fxra, during pubertal period, alters endocrine function of the testis and then sexual maturation. 2) during adult age excessive activation of membrane receptor TGR5 by bile acids leads to subfertility. This is associated with impaired spermatogenesis due to a detachment of the seminiferous epithelium and specific apoptosis of spermatids. 3) Finally, we show for the first time the transgenerational impact of bile acid exposure. Two generations of progenies from males exposed to bile acid-diet show developmental and metabolic abnormalities. These effects, mediated by TGR5, are correlated with alterations of the spermatozoa epigenome. In conclusion, our data demonstrate that bile acids affect reproductive functions with impacts on testicular functions. In line with the increasing number of people with liver diseases, the deleterious effects of bile acids may contribute to the incidence of male infertility. Interestingly, agonists of FXRα and TGR5 are now considered in the treatment of several diseases. In this context, our study might alert health authorities regarding the potential consequences of these treatments on fertility and health futures generations.

La cutine est un polymère d'acides gras oxydés et de glycérol propre aux plantes. Elle forme la matrice structurale de la cuticule qui recouvre l'épiderme des parties aériennes et joue un rôle vital pour les plantes en empêchant la dessiccation. La biosynthèse du polymère de cutine a été étudiée chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. Des mutants perte-de-fonction pour la monooxygénase de type cytochrome P450 CYP77A4 ont été isolés. L'analyse de lignées transgéniques exprimant le gène rapporteur GUS sous le contrôle du promoteur de CYP77A4 a montré que le gène était exprimé essentiellement dans les organes floraux et les graines. L'analyse de la cutine dans divers organes a permis de démontrer que le gène était essentiel pour la synthèse d'un acide gras trihydroxylé en C18 présent dans les polyesters des embryons. Une méthode permettant la séparation de l'embryon et des téguments des graines en quantité suffisante pour analyser la cutine a été mise au point. Le profil de monomères des embryons mutants a montré que CYP77A4 est une époxygénase de la voie de biosynthèse des monomères de cutine en C18. L'étude de la physiologie des mutants a par ailleurs permis de démontrer que les acides gras trihydroxylés de la cuticule de l'embryon jouent un rôle important dans la germination de la graine en conditions de stress salin. Dans une deuxième étude, des mutants perte-de-fonction et des suexpresseurs pour le gène d'Arabidopsis BODYGUARD (BDG) codant une protéine de la superfamille des hydrolases à repliement α/β ont été caractérisés. L'analyse des polyesters dans ces lignées a permis de montrer que cette protéine jouait en fait un rôle dans la biosynthèse de la cutine. / Cutin is a polymer of oxidized fatty acids and glycerol specific to plants. It forms the structural matrix of the waxy cuticle covering the epidermis of the aerial parts and plays a vital role in plants by preventing desiccation. Biosynthesis of cutin polymer was studied in the model plant Arabidopsis thaliana. Mutant loss-of-function monooxygenase type cytochrome P450 CYP77A4 were isolated. The analysis of transgenic lines expressing the GUS reporter gene under the control of the promoter of CYP77A4 showed that the gene was expressed mainly in floral organs and seeds. The analysis of various organs in the cutin demonstrated that the gene was essential for the synthesis of a C18 trihydroxy polyesters present in seed polyesters (9,10,18-trihydroxyoctadecenoic acid). A method for the separation of the embryo and seed coat allowing to analyze embryo polyesters was developed. The trihydroxy C18 fatty acid was found to be the major cutin embryo monomer. Profile of cutin monomers in mutant embryos showed that CYP77A4 is an epoxygenase in the biosynthetic pathway of C18 cutin monomers. The study of the physiology of the mutants also showed that the trihydroxy- fatty acids of the embryo cuticle play an important role in the germination of the seed under conditions of salt stress. In a second study, mutant loss-of-function and overexpressors for the Arabidopsis gene BODYGUARD encoding a protein of the α / β hydrolase fold superfamily have been characterized. Analysis of polyesters in these lines showed that this protein, whose role in the formation of the cuticle was not understood, plays in fact a role in cutin biosynthesis.

CONTEXTE GENERAL: En raison des activités anthropiques, les sols sont souvent contaminés par des métaux lourds et des hydrocarbures pétroliers. Le nombre important de sites multi-contaminés dans l'environnement met en lumière la nécessité de trouver des solutions adéquates à ces scénarios complexes d'assainissement, qui, de plus, sont rarement étudiés. Parmi les techniques d'assainissement biologique, la phytoremédiation est une technique qui se base sur les propriétés naturelles des plantes pour assainir les sols. L'utilisation conjointe des plantes et des microorganismes pour dépolluer les sols multi-contaminés est une stratégie de traitement en plein essor. Cependant, l'obstacle majeur qui entrave la réussite de tels traitements est la faible biodisponibilité des polluants dans le sol. Par conséquent, la phytoremédiation peut être assistée par des traitements chimiques et/ou biologiques afin de surmonter cette limitation et d'améliorer l'efficacité de l'assainissement. Dans cette étude, l'approche chimique implique l'ajout d'amendements biodégradables. Enfin, la stratégie biologique retenue dans ce travail est la bioaugmentation qui consiste à ajouter dans le sol des bactéries capables d'améliorer l'assainissement des polluants et/ou favoriser la croissance des plantes. PRINCIPAUX OBJECTIFS: a) Étudier le potentiel de la luzerne pour la phytoremédiation des sols multi-contaminés, b) Étudier les effets de l'acide organique de faible poids moléculaire acide citrique et le tensioactif Tween® 80 sur le processus de phytoremédiation et c) Étudier l'effet de la bioaugmentation avec la bactérie Pseudomonas aeruginosa sur le processus de phytoremédiation. METHODES: Détermination des taux de germination et de mortalité, évaluation des paramètres physiologiques des plantes. Quantification de la biomasse végétale, des métaux lourds dans les plantes, hydrocarbures pétroliers totaux (HCT) dans le sol, et indicateurs microbiologiques du sol. Calcul des paramètres de phytoremediation.RESULTATS REMARQUABLES: La luzerne a présenté une faible tolérance aux HCT du sol à 8400 mg kg-1 de matière sèche (MS). Celle-ci qui a été améliorée lorsque les HCT étaient présents à plus faible concentration (3600 mg kg-1 MS). La luzerne a été en mesure de prendre les métaux dans une proportion limitée (<100 mg kg-1 MS), tandis qu'elle a eu un effet positif sur le nombre de microorganismes du sol capables de dégrader les alcanes et sur l'activité de la lipase dans la rhizosphère. En outre, l'application combinée de l'acide citrique et du Tween® 80 a donné lieu à une amélioration plus importante de nombre et de l'activité microbienne dans la rhizosphère. La bioaugmentation avec P. aeruginosa a eu un effet sur l'amélioration de la biomasse de luzerne (augmentation de la biomasse végétale sèche totale de 71%). En outre, les taux les plus élevés d'élimination des HCT (68%, après 90 jours d'expérience) ont été obtenues dans les sols plantés avec la luzerne et bioaugmentées par P. aeruginosa. CONCLUSION GENERALE: La luzerne pourrait tolérer le sol co-contaminé par des métaux lourds et des hydrocarbures pétroliers, ce qui est une caractéristique essentielle en phytoremédiation. La luzerne ne peut cependant pas être considérée comme une espèce capable d'extraire activement les métaux lourds, même en présence d'amendements chimiques ou par bioaugmentation. Néanmoins, l'augmentation du nombre et de l'activité microbienne dans la rhizosphère a confirmé le potentiel de cette plante à être utilisée avec succès dans le traitement des hydrocarbures pétroliers. Ces effets ont été par ailleurs renforcés par l'application conjointe d'acide citrique et de Tween® 80. Enfin, la combinaison de la phytoremédiation et de la bioaugmentation semble une approche prometteuse pour réaliser l'assainissement des hydrocarbures pétroliers, lorsqu'ils sont présents dans des sols multi-contaminés / GENERAL BACKGROUND : As a result of anthropogenic activities, soil resources remain contaminated with heavy metals and petroleum hydrocarbons. The high frequency of occurrence of multi-contaminated soils in the environment brings to light the necessity to find remediation solutions adequate in such complex scenarios, which besides have seldom been studied. Phytoremediation is a biologically based remediation technology, which takes advantage of the intrinsic physiological abilities of plants to remediate contaminated media. Plants and their associated microorganisms perform phytoremediation processes (e.g. phytoextraction and rhizodegradation), which can bring about the clean-up of multi-contaminated soils. However, a major constraint which hinders the success of phytotechnologies is low bioavailability of pollutants in soil. As a result, chemically- and biologically-assisted phytoremediation are possible strategies used to overcome this limitation and improve the remediation efficiency. The chemical approach presented in this study involves the addition of biodegradable soil amendments to increase the ability of contaminants to be transferred from a soil compartment to plants and microorganisms. The biological strategy explored herein consists of inoculating contaminated soils with bacteria (bioaugmentation) able to improve remediation of pollutants and/or promote plant features.MAIN OBJECTIVES: a) To investigate the phytoremediation potential of alfalfa (Medicago sativa) in multi-contaminated soils b) To study the effects of the low molecular weight organic acid citric acid and the surfactant Tween® 80 on the phytoremediation process c) To assist phytoremediation with a bioaugmentation approach using Pseudomonas aeruginosa bacteria. METHODOLOGIES: Determination of germination and mortality rates, assessment of plant physiological parameters. Quantification of plant biomass, heavy metals in plants, total petroleum hydrocarbons (TPH) in soil, soil microbiological indicators. Calculation of phytoremediation parameters. REMARKABLE RESULTS : Alfalfa presented low tolerance to TPH contaminated soil at 8400 mg kg-1 soil, which was improved when TPH were present at lower concentration (3600 mg kg-1 soil). Alfalfa was able to take up metals to a limited extent (<100 mg kg-1 dry matter), while had a positive effect in promoting microbial number of alkane degraders and lipase activity in the rhizosphere. Moreover, the combined application of citric acid and Tween® 80 resulted in a greater improvement of these parameters. Bioaugmentation with P. aeruginosa had a promoting effect on alfalfa biomass (71% increase of plant total dry biomass). In addition, the highest TPH removal rates (68%, after 90 days of experiment) were obtained in soils vegetated with alfalfa and bioaugmented with P. aeruginosa.OVERALL CONCLUSION: Alfalfa could tolerate a heavy metal and petroleum hydrocarbon co-contaminated soil (subject to TPH levels), which is an essential characteristic for any plant species to be used in phytoremediation. Alfalfa could not be considered as an actively heavy metal removal species as it was not able to phytoextract significant amounts of heavy metals (still in the presence of soil amendments or bioaugmentation). Nevertheless, the enhancement of microbial number and activity in the rhizosphere encouraged the potential of this plant species to be successfully used in the remediation of petroleum hydrocarbons. These effects were additionally enhanced by the joint application of soil amendments. Finally, the combination of phytoremediation and bioaugmentation seems a promising approach to achieve the remediation of petroleum hydrocarbons, when present in multi-contaminated soils

La présente étude avait pour objectif de déterminer la composition en acides gras, la teneur en caroténoïdes, en vitamine E, et en polyphénols des huiles extraites de quatre variétés de palmier à huile cultivées en Côte d'Ivoire (variétés parentales : HP1et HP2, variétés hybrides : HP3 et HP4), puis d'étudier les propriétés antioxydantes de leurs extraits polyphénoliques. Les résultats ont montré : une richesse particulière en acides gras insaturés totaux avec une prédominance en acide oléique des variétés HP1 (60%), HP3 (56%) et HP4 (57%) comparée à HP2 (48%). Les concentrations en vitamine E étaient de 864 à 1124 µg/g avec une forte teneur en α- et γ- tocotriénol dans la variété HP2 et les hybrides HP3 et HP4. La variété HP1 et les hybrides ont des taux de caroténoïdes totaux significativement plus élevés que la variété HP2. La teneur en polyphénols totaux était élevée dans les variétés HP1 (0,195mM EAG), HP3 et HP4 (0,191mM et 0,2 mM EAG). Les différents polyphénols identifiés étaient l'acide caféique, l'acide chlorogénique, l'acide coumarique, la rutine et un dérivé non identifié de la quercétine. Ces extraits polyphénoliques avaient un effet inhibiteur sur l'oxydation des LDL de manière dose-dépendante, dans le système d'oxydation au cuivre qu'à l'AAPH. Les activités antioxydantes étaient significativement plus importantes pour HP3 et HP4 comparées à HP1 et HP2. Ces extraits polyphénoliques ont inhibé la production d'O2•― par modulation de la NADPH oxydase au niveau des cellules THP-1 stimulées au PMA, de manière dose-dépendante. Cette action antioxydante a été confirmée par l'inhibition de l'expression de la sous unité p22phox de 74% pour HP1, 87% pour HP2, 69% pour HP3 et 75% pour HP4. L'huile de palme brute pourrait ainsi être considérée comme une source sûre de composés polyphénoliques, notamment l'huile issue des formes variétales HP3 et HP4, dont les effets protecteurs semblaient être plus marqués. / The purpose of the present study was to determine fatty acid, vitamin E, carotene and polyphenol contents in four oil palm species of Côte d'Ivoire (parental varieties: HP1et HP2, crossing varieties: HP3 and HP4), then to study their polyphenol antioxidant properties. The results showed that palm oil species were characterized by the special richness in polyunsaturated fatty acids composition, with a prevalence in oleic acid, especially the first variety, HP1 (60%), and the two hybrids ensuing from crossing HP3 (56%) and HP4 (57%) compared to HP2 (48%). Total vitamin E content was 864–1124 μg g−1, with a notable higher content of γ -and α-tocotrienol in variety HP2 and hybrids HP3 and HP4. Total carotene content of those varieties was higher, and the β-carotene and α-carotene levels were predominant in HP1, HP3 and HP4. The highest total phenolic contents were found for parental variety HP1, (0.195 mM GAE), the two crossing varieties HP3 and HP4 (0.191mM and 0.2 mM GAE). The main identified phenolic compounds were caffeic, chlorogenic, coumaric acids, rutin, and a non identified quercetin derivative. The antioxidative effects were monitored by Cu2+- or AAPH-induced generation of conjugated dienes (lag-time and oxidation rate) showed that these phenolic compounds inhibit human LDL oxidation in a synergistic manner. The antioxidant activities were significantly more important for HP3 and HP4 varieties compared to HP1 and HP2 varieties. All palm oil polyphenol extracts (compared to control) decreased PMA-stimulated O2•― production by THP-1 cells in a dose dependent manner in the modulation of NADPH oxidase. Using Western blot analysis, we further demonstrated that incubation for 24h of these polyphenol extracts with THP-1 cells led to a significant reduction in the expression of NADPH oxidase subunit p22phox (from 74% for HP1, 87% for HP2, 69% for HP3 and 75% for HP4). Crude palm oil could be considered as a good source of phenolic compounds, in particularly oil resulting from HP3 and HP4 varieties. These protective effects seemed to be more marked with the two crossing varieties in comparison with the two parental varieties.

Les bactéries jouent un rôle important dans le fonctionnement des sols et participent activement à l'altération des silicates. L'altération des silicates contrôle en partie la lixiviation d'éléments minéraux majeurs essentiels en solution (maintien de la fertilité des sols). Cependant, si les principaux processus d'altération des silicates sont bien connus en milieu aérobie (acidolyse et complexolyse), cette fonction d'altération bactérienne des silicates n'a jamais été utilisée comme indicateur biologique de la fertilité des sols. Le premier objectif de ce travail de thèse a donc été d'identifier les processus d'altération de 2 micas par des bactéries hétérotrophes en utilisant un modèle d'altération empirique basé sur l'activité des protons et ligands pour identifier et étudier les interactions entre les bactéries et les minéraux. Le traçage des processus d'altération par les isotopes stables du Mg a également été testé. Le second objectif a été de corréler la fonction d'altération de communautés bactériennes aux conditions naturelles rencontrées dans différents sols. Ce travail confirme que l'oxydation partielle du glucose en acides organiques est le mécanisme prédominant par lequel les bactéries amplifient la lixiviation d'éléments en condition aérobie lors de l'altération de la biotite et de la phlogopite, surtout pour des pH proches de la neutralité. Le modèle empirique utilisé a été adapté pour permettre de comparer les taux de libération initiaux du fer lors de l'altération abiotique et bactérienne de micas afin d'identifier les 2 processus majeurs impliqués. Cette approche a permis de mettre en évidence des phénotypes d'altération en fonction du métabolisme, la compétence des souches bactériennes utilisées et des conditions expérimentales. L'étude menée avec les isotopes stables du Mg comme traceurs d'altération n'a pas montré de fractionnements signant chaque processus. L'utilisation du modèle a ensuite permis de montrer que le potentiel d'altération des silicates par les communautés bactériennes dépend de leur origine et en particulier des teneurs en MO et en nutriments des horizons de sols échantillonnés. Deux stratégies d'altération des silicates par ces communautés ont été mises en évidence : (1) les communautés bactériennes isolées des horizons riches en nutriments libèrent peu d'acides organiques, mais très complexants (stratégie K), (2) les communautés isolées d'horizons pauvres en nutriments libèrent beaucoup d'acides organiques peu complexant (stratégie r). L'approche interdisciplinaire proposée dans ce travail permet d'identifier et de caractériser les processus d'altération de phyllosilicates par des bactéries et offre un outil d'identification fonctionnel prometteur pour évaluer la qualité des sols / The bacteria play an important role in soil functioning and are also involved to the weathering of silicate minerals. The silicate weathering controlled the leaching of essential major mineral elements in solution, essential to maintaining soil fertility. However, although the main weathering processes of silicates are well known in aerobic (the proton- and ligand-promoted dissolution), this function of bacterial weathering of silicate minerals has never been used as a biological indicator of soil fertility. The first aim of this work was therefore to identify the process of weathering in two phyllosilicates by heterotrophic bacteria, using an empirical model of silicates weathering based on the activity of protons and ligands to identify and study the interactions between bacteria and minerals. Tracing of weathering processes by isotopic approach using stable isotopes of Mg has also been tested. The second aim was to correlate the “silicate weathering” function of bacterial communities of various soils in field conditions. This study confirms that the partial oxidation of glucose to organic acids is the predominant mechanism by which bacteria accelerate the leaching of elements under aerobic conditions during the weathering of biotite and phlogopite especially at pH close to neutrality. The empirical model used has been adapted to compare the initial release rate of iron in bacterial and abiotic weathering of micas to identify the two major processes involved. This approach highlighted the identification of phenotypes according to the metabolism and the competence of the bacterial strains used. The study with stable isotopes of Mg as tracers of weathering showed no fractionation during the proton- and ligand-promoted dissolution. Using the model in the second part of this work showed that the silicate weathering potential by microbial communities depends on their origin and in particular the contents of OM and nutrients of soil horizons sampled. Two strategies of silicate weathering in these communities have been identified: (1) the bacterial communities isolated from nutrient-rich horizons released few organic acids, but very chelating (strategy K), (2) communities isolated from nutrient-poor horizons release many low chelating organic acids (strategy r). The interdisciplinary approach proposed in this work to identify and characterize the weathering of phyllosilicates by soil heterotrophic bacteria or communities in different environments. It provides a original and promising tool for identifying functional to evaluate the quality of natural soils

Les plastoglobules sont de petites particules localisées au niveau des plastes qui stockent des lipides neutres tels que les triacylglycérols (TAG), du tocophérol et des caroténoïdes. Leurs nombre et diamètre changent en fonction de l’espèce de plante, du type de plaste, du stade de développement et des conditions environnementales. Dans les chloroplastes, les plastoglobules sont liés physiquement aux thylacoïdes par une monocouche de lipides polaires en continuité avec le feuillet externe des thylacoïdes. Ceci suggère qu’il y a une dynamique d’échange de métabolites tels que les lipides entre les deux compartiments. Cependant, la composition lipidique des plastoglobules est mal décrite. L’objectif de ce travail a été d’établir la nature exacte des lipides des plastoglobules en condition de culture standard par TLC/GC-FID suivie d’une étude par LC-MS/MS. Ces travaux ont montré que les plastoglobules sont composés majoritairement d’acides gras libres et de phytyls esters. En plus des lipides neutres, ils sont composés de galactolipides, de la PC et du PG de composition spécifique, riche en acides gras saturés, différente de celle des thylacoïdes et de l’enveloppe. Le deuxième objectif a été de définir l’origine des lipides des plastoglobules par l’étude de la cinétique de marquage des lipides en condition de stress. Ainsi, pendant le stress, une partie des acides gras issus de la dégradation des galactolipides des thylacoïdes sera à l’origine de la formation des phytyl esters puis stockée dans les plastoglobules. En conclusion, ces résultats suggèrent la présence de micro-domaines au niveau des thylacoïdes qui favoriseraient la formation des plastoglobules. / Plastoglobules are small lipoprotein particles localized inside plastids. They are surrounded by a monolayer of polar lipids, proteins and they store neutral lipids such as triacylglycerol, carotenoids and tocopherol. During plastid development or in response to stress conditions, plastoglobules increase in number and size along with thylakoids disintegration, and reciprocally, their number and size decrease while thylakoids are developing. Plastoglobules are surrounded by a leaflet contiguous with the thylakoid outer leaflet and therefore share a physical link with thylakoids. This connection suggests exchange of molecules between these two compartments. The protein composition of plastoglobules is well known. However, the lipid composition of plastoglobules is still unknown. Thereby, the aim of our study is, at first, to establish the nature and the origin of plastoglobules from Arabidopsis and pea leaves. Using TLC/GC-FID analysis and by LC-MS/MS we identified nature of the lipids composing the plastoglobules. Moreover, doing pulse and chase analysis during stress condition, we obtained information about the origin of plastoglobules lipids. Our results show that plastoglobules are composed in majority from neutral lipids, principally free fatty acids and phytyl esters. Moreover, plastoglobules contain polar lipids such as galactolipids and phospholipids (PC and PG) have a specific lipid composition different from the thylakoid leaflet and envelope. In addition, during stress conditions plastoglobules store phytyl esters coming from fatty acids of galactolipides in degradation. To summarize, the specific composition of plastoglobules suggest that microdomains might exist in thylakoids that would favor plastoglobule formation.

Staphylococcus aureus est une bactérie pathogène responsable de nombreuses infections communautaires et nosocomiales contre laquelle il est indispensable d'envisager de nouvelles stratégies de traitements du fait de l'émergence de résistances aux antibiotiques. La synthèse bactérienne des acides gras (FASII Fatty Acid Synthesis II) fut proposée comme une nouvelle cible. Cependant, malgré l'enthousiasme suscité par cette approche, sa réalisation est compromise car de nombreux pathogènes à Gram positif peuvent utiliser des acides gras de l'hôte rendant ainsi la voie FASII non essentielle à la croissance bactérienne in vivo. Cependant le statut de S. aureus était encore controversé.S. aureus peut contourner l'inhibition de la voie FASII par deux stratégies. La première consiste à muter des enzymes de l'initiation de FASII, facilitant l'incorporation d'acides gras exogènes. La peau de l'hôte, riche en FA et souvent colonisée par des staphylocoques pourrait constituer une niche favorable au développement de tels mutants lors de l'utilisation ectopique d'un anti-FASII. Nous avons recherché la présence de ce type de résistance dans des souches cliniques et montré que les FA augmentaient de 58% le taux de résistance dans un échantillonnage de 700 isolats. De plus, les substitutions facilitant le contournement de la voie FASII mise en évidence in vitro ont été retrouvées dans des isolats naturels. La seconde stratégie consiste en une adaptation non mutationnelle qui implique une phase de « dormance » après laquelle S. aureus s'est affranchi de sa voie FASII et est capable d'incorporer les FA. L'adaptation mutationnelle est stable alors qu'en l'absence de mutation, la résistance est réversible. Nous avons montré l'importance du stress cellulaire dans l'adaptation et une corrélation entre l'adaptation et des changements de l'enveloppe bactérienne. Enfin, nous avons réalisé une analyse RNAseq qui constituera une base de données utile à de futurs travaux. En conclusion, dans l'état actuel des connaissances, le traitement d'infections staphylococciques par des inhibiteurs de FASII n'est pas souhaitable car leur effet peut être contourné par mutation et/ou par adaptation. Cependant, il est possible qu'une combinaison entre un anti-FASII et d'autres cibles métaboliques ait un effet synergique. / Staphylococcus aureus is a major cause of hospital and community acquired infections of major concern due to the increasing rate of antibiotic resistance, making the development of new treatments a priority. One target actively developed over several years is the fatty acid (FA) synthesis (FASII) pathway. However, despite widespread publicity of this strategy, it is deeply compromised, as numerous Gram positive pathogens use exogenous FA, as available in the host, making FASII nonessential for growth in vivo. Nevertheless, the status of S. aureus remained controversial.The main result of this work is that S. aureus overrides FASII inhibition by two strategies: the first involves high frequency mutations in FASII initiation enzymes, which facilitate exogenous FA incorporation. Such mutants may be selected on skin when exposed to FASII inhibitors, as skin is often colonized by staphylococci and is FA-rich. We searched for the presence of such resistance in clinical isolates and found that FA increased resistance frequencies by 58 % in a screen of 700 clinical isolates. Importantly, the point substitutions allowing FASII bypass described in vitro are present among natural isolates. The second strategy involves adaptation without detectable mutation, in which S. aureus undergoes transient "dormancy", followed by a FASII-bypass-proficient state. Mutational adaptation is stable, whereas non-mutational adaptation is reversible. We demonstrated the importance of stress and found that FASII bypass is favored when stress is reduced. We showed that FASII bypass is accompanied by envelope changes and we performed an RNAseq analysis that will serve as a database for future studies. We conclude that in its present state, FASII inhibition is not a suitable strategy for treating staphylococcal infections, as a FASII block can be bypassed by mutation and/or adaptation. However, our data also suggest that major physiological changes during treatment may lead to essentiality of a different gene set, a finding that might be used to develop a combinatorial drug approach. We propose that anti-FASII drugs might be used in association with other antibiotics (to be identified) that could lead to a synergistic anti-S. aureus effect.

La maladie alcoolique du foie (MAF) regroupe l’ensemble des lésions qui apparaissent suite à une consommation excessive et chronique d’alcool. A consommation d’alcool égale, les patients n’évolueront pas tous vers les formes sévères de la maladie. Le microbiote intestinal est un cofacteur déterminant dans la sévérité de la MAF. Parmi les métabolites fécaux entre des souris recevant le microbiote intestinal de patients avec des lésions sévères ou non, les acides biliaires ont été identifiés comme les plus discriminants. Le récepteur aux acides biliaires TGR5, exprimé sur les cellules de Kupffer, favorise leur profil anti-inflammatoire.Nous avons évalué l’impact du récepteur TGR5 dans la MAF chez des souris déficientes pour ce récepteur. La déficience en TGR5 aggrave la MAF, sans passer par une modulation de la cellule de Kupffer. C’est en fait le microbiote intestinal qui est impacté chez les souris déficientes pour TGR5, et qui médie cette aggravation.Par ailleurs, afin de moduler le microbiote intestinal au cours de la MAF, nous avons évalué le rôle de la pectine, qui favorise la croissance de certaines bactéries et peut chélater les acides biliaires. Malgré ses propriétés chélatantes, ce sont bien les modifications du microbiote intestinal induites par la pectine qui jouent un rôle protecteur et curatif dans la MAF.Ces différentes études devraient permettre d’identifier des cibles thérapeutiques potentiellement applicables chez des patients alcooliques et basées sur la modulation du microbiote intestinal. / Alcoholic liver disease (ALD) includes all the liver injuries occurring as a result of excessive and chronic alcohol consumption. Nevertheless, among heavy drinker, only a subset of individuals will develop severe liver injury. Intestinal microbiota was identified as a major player in the mechanisms involved in ALD. Moreover, bile acids were the most discriminant faecal metabolites between mice with or without liver injury. The bile acids receptor TGR5, which is expressed on Kupffer cells, promotes their anti-inflammatory profile.We assessed the role of bile acids receptor TGR5 in ALD using TGR5-deficient mice. TGR5-deficiency worsens ALD, but without modulating the Kupffer cells profile. However, intestinal microbiota is impaired in TGR5-deficient mice, and this is responsible for ALD worsening.Furthermore, in order to modulate the intestinal microbiota during ALD, we assessed the role of pectin, which is known to promote the growth of certain bacteria and that is a bile acids sequestrant. Despite its sequestrant properties, pectin-induced changes in intestinal microbiota play a protective and curative role in ALD.These studies will allow the identification of new therapeutic targets that could be used for alcoholic patients, using intestinal microbiota modulation.

La fluorooléfine (CF=CH), motif isostère et isoélectronique de la liaison amide, peut être utilisé comme mime efficace de la liaison peptidique. De plus, ce motif confère une meilleure résistance à la dégradation enzymatique comparé à la liaison peptidique. Cette thèse s’inscrit dans notre programme de développement de nouvelles méthodologies d’accès aux fluoropseudopeptides. Dans une première partie, nous appliquons diverses stratégies originales du laboratoire vers la synthèse d’un analogue du neuropeptide 26RFa. Dans une seconde partie est présentée une stratégie générale vers l’accès à des pseudopeptides possédant un motif proline, un acide aminé extrêmement important. Ainsi, la synthèse asymétrique d’analogues fluorés de dipeptide incluant l’unité proline (AA-[(Z) ou (E)CF=C]-Pro), de conformation cisoïde ou transoïde, a été développée. Enfin, nous avons étendu cette méthodologie à la synthèse d’un analogue de l’Enalapril®, molécule biologiquement active. / The Fluoroolefin moiety (CF=CH) can be used as an effective peptide bond mimic due to isoelectronic and isosteric properties. Moreover, this moiety provides better resistance to enzymatic degradation compared to native peptide bond. This thesis is part of our program aiming at developing new methodologies towards fluoropseudopeptides. In a first part, we apply various innovative strategies from the laboratory to the synthesis of an analog of neuropeptide 26RFa. In the second part is presented an overall strategy towards fluorinated pseudopeptide including a proline residue, an amino acid extremely important. Thus, the asymmetric synthesis of fluorinated dipeptide analogues AA-[(Z) or (E) CF=C]-Pro, under cisoid or transoid conformation, has been developed. Finally, we extend this methodology to the synthesis of an analogue of biologically active Enalapril®.