This dissertation has been prepared in manuscript format and contains four individual papers. Each paper/chapter is formatted for the journal to which it has been, or will be, submitted. In the first manuscript, "From Whaling to Tagging: The evolution of knowledge regarding humpback whales in their North Atlantic breeding grounds", I describe the evolution of humpback whale research from the days of Yankee whaling to the most recent satellite telemetry project in the West Indies breeding grounds. The humpback whales that over-winter in the West Indies are part of one of the most heavily studied whale populations in the world; projects conducted in this area have served as models for humpback whale research world-wide. This manuscript will be submitted for publication in Mammal Review in 2014. In my second manuscript, "Local and migratory movements of humpback whales satellite tracked in the North Atlantic Ocean", I report the results of a satellite telemetry project that was conducted in the winters of 2008 through 2012 in the breeding areas of Silver Bank (Dominican Republic) and Guadeloupe (French West Indies). The results from this project add a level of detail to the current knowledge about North Atlantic humpback whale habitat use, migration, and population structure that could not be obtained without current satellite tagging technology. This paper has been reviewed and accepted for publication by the Canadian Journal of Zoology and will be published by November, 2013 ii In my third manuscript, "Individual variation in movements of humpback whales satellite tracked in the eastern Aleutian Islands and Bering Sea", I report the results from a satellite telemetry project conducted off Dutch Harbor, (Alaska, USA) in the summers of 2007 through 2011. Satellite telemetry from this project showed the fine-scale use of foraging habitat in a North Pacific feeding ground. Additionally, a long-distance, within-season travel event was recorded in 2010, prompting speculation about the humpback population structure throughout the Bering Sea. This manuscript has been reviewed and accepted for publication by Endangered Species Research and will be published by November, 2013. In the fourth manuscript, "Assessing implantable satellite tag extrusion using light sensors", I report the results of a novel approach for remotely quantifying tag rejection; the use of tag-mounted light sensors to indicate extrusion rate. The data for this paper were collected during a 2011 follow-up study aimed at assessing the behavioral and physiological responses of Gulf of Maine humpback whales to current tagging methods. Tag diagnostic technology like this, while still being developed, could significantly improve future telemetry work by updating tag design and placement methods to increase overall project efficiency. This paper has been accepted as a poster presentation at the 20th Biennial Conference on the Biology of Marine Mammals (December 2013, Dunedin New Zealand). It will be updated with the results from the 2013 Gulf of Maine tagging field season and submitted to a peer reviewed journal in 2014.

Too much light can be lethal for photosynthetic organisms. Under such conditionsharmful reactive oxygen species are generated at the reaction center level. Cyanobacteria havedeveloped photoprotective mechanisms to avoid this. One of them relies on the solubleOrange Carotenoid Protein (OCP) that binds a ketocarotenoid (hydroxyechinenone, hECN).Under strong blue-green illumination, OCP gets photoconverted from an orange inactive form(OCPo) to a red active one (OCPr). OCPr interacts with phycobilisomes, the majorcyanobacterial light harvesting antennae, and triggers heat dissipation of the excess lightenergy collected by these gigantic pigment-protein complexes. Consequently, excitationpressure on reaction centers and fluorescence emission decrease.OCPr binds to phycobilisome cores, containing mainly chromophorylated proteins ofthe allophycocyanin (APC) family. I constructed Synechocystis PCC 6803 mutants affected insome minor APC forms (ApcD, ApcF and ApcE). These special APCs play the role ofterminal emitters, i.e. funnel light energy to Chlorophyll a. Strong-blue green illuminationtriggered normal OCP-related fluorescence quenching in all mutant cells. The fluorescencedecrease induced by Synechocystis OCP in vitro was similar when using phycobilisomesisolated from wild-type or mutant cells. These results demonstrated that the terminal emittersare not needed for interaction with the OCP and they strongly suggested that OCPr interactswith one of the major APC forms of the phycobilisome core.Phycobilisomes containing 2, 3 or 5 APC cylinders per core were isolated fromdifferent cyanobacterial strains. Synechocystis and Arthrospira OCPs were purified from overexpressingSynechocystis mutant strains. I then performed in vitro OCP/phycobilisomeinteraction studies. The number of APC cylinders per core had no clear influence on theamount of fluorescence quenching. Both OCPs behaved very differently, one appearing muchmore species-specific than the other. Structure-based hypotheses were emitted to explain suchdissimilarity.Arthrospira OCP N-terminal and C-terminal domains were separated throughproteolysis. The isolated N-terminal domain retained a bound carotenoid, which displayedsimilar conformation than in OCPr. This isolated N-terminal domain triggered importantphycobilisome fluorescence quenching even under dark conditions. In contrast, the isolated Cterminaldomain attached no pigment and had no visible effect on phycobilisome emission. Itwas then proposed that only the N-terminal domain of OCP is implied in interactions withphycobilisomes. The C-terminal domain modulates its activity.

L'anticipation des effets des changements climatiques nécessite une bonne compréhension dufonctionnement carboné des écosystèmes continentaux. L'une des principales contraintes liées àl'étude de ces écosystèmes est la forte variabilité à la fois spatiale et temporelle de leurs flux decarbone et de leurs réponses aux contraintes abiotiques. L'usage de méthodes de télédétectionoptiques pourrait permettre de suivre de façon spatialisée le fonctionnement des couverts végétaux.Ce travail vise à évaluer le potentiel de méthodes de télédétection pour décrire la structure et lefonctionnement de couverts végétaux à des échelles spatiales et temporelles variées. Pour ce faire,les relations entre indices optiques et phénomènes biologiques ont été étudiées en suivant unedémarche de transfert d'échelle, des échelles les plus fines aux plus larges. Il a été montré que le PRI(Photochemical Reflectance Index), utilisé en tant qu'indicateur du LUE (Light Use Efficiency), est parnature un signal composite qui reflète principalement la régulation du rendement de laphotosynthèse sur des échelles de temps fines, et la structure et composition biochimique ducouvert à l'échelle de la saison. L'analyse de courbes de réponse du PRI au PAR (PhotosyntheticallyActive Radiation) a permis de déconvoluer ces deux sources de variabilité, via l'introduction duconcept de PRI0 ou PRI d'une feuille idéalement adaptée à l'obscurité. Ce PRI0, capturant la variabilitédu PRI indépendante du LUE, a pu être mesuré à l'échelle de la feuille, et estimé à l'échelle de jeunescouverts végétaux et de la parcelle. Cette variabilité a pu être expliquée à l'échelle de la feuille et dejeunes couverts végétaux par les variations du contenu en pigment des feuilles. A l'échelle depeuplements adultes et de l'année, elle résulte cependant d'effets combinés de la compositionbiochimique et de la structure des couverts qui n'ont pu être séparés. Ces effets sont susceptiblesaux échelles larges de masquer en bonne partie, voire de biaiser la relation entre PRI et LUE. Il a enoutre été montré que la représentativité du PRI est limitée aux strates supérieures des canopées etdépend de la structure du couvert et du climat lumineux, ce qui peut limiter son intérêt en tantqu'estimateur du LUE à l'échelle de l'écosystème. Ces résultats soulignent la nécessité de prendre encompte la structure et la composition biochimique des couverts végétaux dans le cadre d'uneutilisation du PRI en tant que proxy du LUE de l'écosystème.

La mélanomagenèse est un processus complexe sous-tendu par des mécanismes cellulaires et moléculaires variés. L'ensemble de ces mécanismes moléculaires est impliqué dans les réseaux moléculaires permettant une signalisation coordonnée au sein de la cellule. De nombreuses publications montrent que les voies de signalisation MAPK et PI3K/AKT ont un rôle important dans la mélanomagenèse. NRAS et BRAF sont des oncogènes de la voie MAPK mutés respectivement dans 20% et 50% des mélanomes. PTEN est un gène suppresseur de tumeur inhibant la voie PI3K/AKT, dont la perte est souvent associée aux mutations de BRAF. Le traitement récent des mélanomes métastatiques avec les inhibiteurs spécifiques de BRAFV600E donne des résultats exceptionnels, mais ces résultats sont limités aux patients dont le mélanome est porteur de la mutation BRAFV600E, et il existe naturellement des échappements thérapeutiques, parfois lié à l'apparition de mutations NRAS. Nous avons choisi d'étudier le rôle de NRAS et de PTEN, qui sont des protéines majeures des voies MAPK et PI3K. Le but de ce travail est d'évaluer la coopération de NRAS et PTEN au cours de la mélanomagenèse. L'expression de PTEN est fréquemment altérée au cours du mélanome, mais le rôle de PTEN est mal connu. Au cours de ce travail, nous décrivons pour la première fois une mutation de NRAS concomitante à une perte de PTEN dans des prélèvements humains de mélanome et dans des lignées cellulaires humaines. Afin de comprendre l'effet de cette double mutation sur la mélanomagenèse, nous avons étudié des souris transgéniques avec expression d'une forme oncogénique de NRAS et/ou inactivation de PTEN dans le lignage mélanocytaire. L'inactivation isolée de PTEN n'a aucun effet sur la mélanomagénèse. En revanche, en association avec la mutation oncogénique de NRAS, la perte de PTEN accélère le développement des mélanomes, en réduisant le temps de latence et en provoquant l'apparition de métastases plus nombreuses en comparaison aux mélanomes présentant uniquement la mutation oncogénique de NRAS. Nous avons également démontré que la perte de PTEN induit un échappement au phénomène de sénescence. En conclusion, l'inactivation de PTEN coopère avec les mutations de NRAS pour l'initiation et la progression des mélanomes.

Pas de résumé en français

Afin d'analyser le rôle de la plasticité striatale dans la perception temporelle, nous avons réalisé une étude comportementale et électrophysiologique d'un modèle rat transgénique de la maladie de Huntington impliquant la dégénérescence progressive du striatum. Pour ce faire, nous avons élaboré une étude longitudinale (4-15 mois) du suivi de la maladie de Huntington au niveau moteur, motivationnel et temporel, et une étude présymptomatique (4-5 mois) de l'estimation temporelle et électrophysiologique in vivo de la voie préfronto-striatale. Nous avons détecté un dysfonctionnement de la perception temporelle et de la plasticité synaptique de manière présymptomatique, suggérant une corrélation entre ces deux dysfonctionnements. En symptomatique, le comportement temporel discriminatif est plus fortement altéré, corrélat d'une dégénérescence du striatum.

Les cellules souches hématopoïétiques (CSH) de phénotype LSK (Ligneage-c-Kit+Sca1+) sont à l'origine de toutes les lignées sanguines. Leur maturation passe parla génération de progéniteurs multipotents (MPP), subdivisés grâce à l'expression deVCAM-1 et Flt3 (VCAM-1+Flt3-: MPP1, VCAM-1+Flt3+: MPP2 et VCAM-1-Flt3+:MPP3). Les MPP3 se différencient en progéniteur lymphoïde commun (CLP), sourcede la lignée B. Sa contribution à la génération de la lignée T reste controversée.La lignée T principale est issue d'un progéniteur de la MO qui a colonisé le thymus. Ilexiste aussi une lignée T extra-thymique, identifiés au sein de différents organes(l'intestin, la MO, le sang et la rate) dont la maturation se termine dans le thymus oul'intestin. Une des questions importantes est de savoir si ces 2 lignées sont issues de lamême source. Nous nous sommes intéressés à la lignée de pré-T extra-thymique (de larate) : Lin-Thy1.2+ CD25+Il7R��+. Ces derniers sont très abondants chez la sourisathymique (5-6 fois plus que chez la souris contrôle C57BL/6). Notre but a été dedéfinir la source de cette lignée parmi les progéniteurs de la MO. Suite aux transplantations des différents compartiments hématopoïétiques de la MO àdes receveurs athymiques irradiés, nous avons montré que les MPP3 (VCAM1-Flt3+)sont la population plus douée d'activité pré-T. Au contraire, les CLP génèrent deslymphocytes B matures (CD19+IgM+). Ces données sont confortées par l'étude del'expression de gènes lymphoïdes et myéloïdes qui indique l'engagement lymphoïdeprécoce d'une sous- population de MPP3. Les cellules progénitrices de la MO quicolonisent la rate (et le thymus) doivent circuler par le sang pour pouvoir coloniser cesorganes. La population de MPP majoritaire en circulation est les MPP3. De plus,l'analyse du profil d'expression des gènes des récepteurs aux chimiokines et d'autresgènes spécifique de la différentiation apporte de nouvelles informations sur le potentielT intrinsèque des progéniteurs de la MO.L'ensemble des données accumulées permettent de conclure que les MPP3 sont debons candidats pour la génération des pré-T extra-thymiques et que l'engagementlymphoïde commencé dans la MO se termine dans le sang grâce au maintien del'expression de Notch1.

The neural crest (NC) derives from the dorsal borders of the vertebrate neural tube. During development, the NC cells migrate and contribute to the formation of different tissues and organs. Along the anteroposterior axis, the NC gives rise to neurons and glia of the peripheral nervous system and to melanocytes. Furthermore, the cephalic NC yields mesenchymal tissues, which form all facial cartilages and bones, the large part of skull, facial dermis, fat cells and smooth muscle cells in the head. In the trunk of amniotes Vertebrates, these tissues are derived from the mesoderm, not from the NC. In lower Vertebrates, however, the trunk NC generates some mesenchymal tissues, such as in the dorsal fins of zebrafish. The question therefore is raised whether the ability of the NC to produce mesenchymal cells was totally lost in the trunk of amniote Vertebrates during evolution, or if it can still be achieved under specific conditions. This work is interested in uncovering the mesenchymal potential of the avian trunk NC, with special interest in the differentiation into osteoblasts and adipocytes.Our experimental approach was to examine the skeletogenic and adipogenic differentiation potentials of quail trunk NC cells after in vitro culture. Cell differentiation was evidenced by the analysis of lineage-specific genes and markers using in situ hybridization (ISH), immunocytochemistry and RT-PCR. The established culture conditions allowed observation of both skeletogenesis and adipogenesis. Osteogenesis was initially characterized by expression of Runx2, the first transcription factor specific of the osteoprogenitors, which was detected by ISH from 5 days of culture. Later, we observed osteoblast maturation, with the expression of collagen1 protein, osteopontin mRNA and alkaline phosphatase mRNA, until the bone matrix mineralization stage. The trunk NC cells also underwent chondrogenesis, as demonstrated by Sox9, aggrecan and collagen10 mRNA expression, and Alcian blue staining. The observation of the mineralized areas and chondrogenesis suggested that the trunk NC cells in vitro are able to perform endochondral and membranous ossifications. In same culture conditions, the cells differentiated also into adipocytes, identified from 10 days of culture by Oil Red O staining. The mRNAs of the CEBP, PPAR and FABP4 adipogenic markers were detected by RT-PCR from 3 days of culture. For the characterization of bone and adipocyte progenitors, we evaluated the differentiation potential of individual trunk NC cells. The phenotypic analysis of these clonal cultures showed that 76% of the cells generated Runx2-positive osteoblasts. Moreover, most of the clone-forming trunk NC cells were multipotent progenitors endowed with both neural and osteogenic potentials. Furthermore, in another clonal culture condition, adipocytes were found in 35.3% of the clones, and approximately half of them also contained glial and/or melanogenic cells.These results show that the trunk NC cells in vitro are able to differentiate not only in their classical derivatives found in vivo (melanocytes, neurons and glial cells), but also in mesenchymal phenotypes, including adipocytes and osteoblasts. Importantly, as in cephalic NC cells, mesenchymal phenotypes differentiated from multipotent progenitor cells, suggesting that, during evolution, the NC stem cells intended for both mesenchymal and neural fates, had the expression of their mesenchymal potential inhibited in the trunk. Thus, although at the dormant state and not expressed in vivo, a significant mesenchymal potential is present in the trunk NC cells of amniotes Vertebrates and can be disclosed in vitro

Les ongulés augmentent en nombre depuis une trentaine d'années dans l'ensemble de l'Europe, avec des répercussions en terme d'épidémiologie et de gestion forestière. Par conséquent, ces espèces sont de plus en plus contraintes à partager leur habitat avec d'autres espèces d'ongulés. Selon l'habitat disponible (constitué par les ressources et conditions d'un environnement donné), et pour répondre aux besoins des individus liés entre autre à leur morpho physiologie mais aussi aux contraintes énergétiques et de mobilité, les animaux vont sélectionner des ressources, pour s'alimenter et se protéger, ce qui aura des conséquences directes sur leur utilisation de l'espace. Ces mécanismes de sélection de l'habitat auront des répercussions à la fois sur la dynamique des populations, parfois via un impact sur la performance des individus, mais aussi sur la dynamique des communautés végétales. Les changements dans la survie ou la reproduction des animaux modifieront la densité des populations présentes (soit les conditions de l'habitat). De même, les conséquences de la sélection des ressources par les herbivores modifieront les ressources directement disponibles. En retour, les individus changeront les mécanismes de sélection de l'habitat. Cette thèse a pour but d'étudier les interactions entre le cerf et le chevreuil dans une réserve de chasse et de faune sauvage (RNCFS) dans les Vosges du Nord afin notamment de définir s'il existe une compétition entre les deux modèles d'étude. Nous aborderons la question du point de vue individuel par suivi télémétrique (GPS) mais aussi du point de vue populationnel. Les objectifs sont (1) décrire l'utilisation de l'espace par les deux herbivores et notamment les variations spatiales et temporelles de l'utilisation des ressources, (2) comprendre les mécanismes de sélection des ressources et la distribution spatiale des deux espèces d'ongulés les unes par rapport qui peuvent expliquer les patrons d'utilisation de l'espace observe, (3) déterminer les conséquences de la sélection et de l'utilisation de l'habitat des herbivores sur la dynamique des populations et la composition floristique du site. Les résultats de cette thèse nous ont permis de mieux comprendre les patrons et les conséquences des interactions entre le cerf et le chevreuil et pourront être appliqués à la gestion de la faune sauvage et de la forêt

Dans Escherichia coli la Dam Methyl Transferase (DamMT) est responsable du transfert d'un groupement méthyle sur les adénosines situés au cœur du tétranucléotide GATC; il s'agit donc d'une activité post réplicative. Ainsi, après le passage de la fourche de réplication, le brin d'ADN nouvellement synthétisé est non méthylé - l'ADN est dit hémimethylé. L'ADN reste hémimethylé pendent une brève période - de l'ordre de la minute - avant d'être reméthylé par la DamMT. L'hypothèse de l'implication de la méthylation de l'ADN dans le contrôle général du programme de maintenance de l'ADN repose essentiellement sur cette observation, puisque l'ADN hemimethyle - exception faite de l'origine de réplication et de la région promotrice du gène dnaA - est diagnostique du passage récent de la fourche de réplication. Cette hypothèse, et le criblage phylogénomique qui en a découlé a conduit a l'identification de plusieurs gènes dont les produits sont supposes être impliqués dans la maintenance de l'ADN. yjaG est l'un de ces gènes. Il a été renomme cycC en raison des dérèglements de la progression du cycle cellulaire associés a un mutant nul de ce gène. L'étude effectuée au cours de ma thèse s'attachera à expliquer l'état actuel de nos connaissances sur la protéine CycC et de son implication dans le processus de réplication de l'ADN. Nos résultats montrent que la protéine CycC est impliquée dans la processivité de la réplication lorsqu'il y a un dommage au niveau de l'ADN. CycC spécifie une activité qui conduit à freiner les fourches de réplication, afin de prévenir des avortements des réplisomes. La surexpression de CycC bloque l'initiation de la réplication entre l'ouverture de la molécule d'ADN et le chargement de l'hélicase réplicative. Nous proposons que CycC interagisse avec le complexe réplicative et ralentit les fourches de réplication. Ce ralentissement prévient de nouvelles collisions lorsque les cellules sont dans des conditions de stress-qui cause des arrêts de la réplication.