The Earth’s oblique rotation results in changes in light and temperature across the day and time of year. Living organisms evolved rhythmic behaviours to anticipate these changes and execute appropriate responses at particular times. The current paradigm for the biological clocks in several branches of life is an underlying biochemical oscillator mainly composed by a network of repressive transcription factors. The slow decay in their activity is fundamental for generating anticipatory dynamics. Interestingly, these dynamics can be well appreciated when the biological system is left under constant environmental conditions, where oscillation of several physiological readouts persists with a period close to 24 hours, hence the term “circadian clocks”, circa=around dian=day. In plants the model species Arabidopsis thaliana has served as an invaluable tool for analysing the genetics, biochemical, developmental, and physiological effects of the oscillator. Many of these experimental results have been integrated in mechanistic and mathematical theories for the circadian oscillator. These models predict the timing of gene expression and protein presence in several genetic backgrounds and photoperiodic conditions. The aim of this work is the introduction of a correct mass scale for both the RNA transcript and protein variables of the clock models. The new mass scale is first introduced using published RNA data in absolute units, from qRT-PCR. This required reinterpreting several assumptions of an established clock model (P2011), resulting in an updated version named U2017. I evaluate the performance of the U2017 model in using data in absolute mass units, for the first time for this clock system. Introducing absolute units for the protein variables takes place by generating hypothetical protein data from the existing qRT-PCR data and comparing a data-driven model with western blot data from the literature. I explore the consequences of these predicted protein numbers for the model’s dynamics. The process required a meta-analysis of plant parameter values and genomic information, to interpret the biological relevance of the updated protein parameters. The predicted protein amounts justify, for example, the revised treatment of the Evening Complex in the U2017 model, compared to P2011. The difficulties of introducing absolute units for the protein components are discussed and components for experimental quantification are proposed. Validating the protein predictions required a new methodology for absolute quantification. The methodology is based on translational fusions with a luciferase reporter than has been little used in plants, NanoLUC. Firstly, the characterisation of NanoLUC as a new circadian reporter was explored using the clock gene BOA. The results show that this new system is a robust, sensitive and automatable approach for addressing quantitative biology questions. I selected five clock proteins CCA1, LHY, PRR7, TOC1 and LUX for absolute quantification using the new NanoLUC methodology. Functionality of translation fusions with NanoLUC was assessed by complementation experiments. The closest complementing line for each gene was selected to generate protein time series data. Absolute protein quantities were determined by generation of calibration curves using a recombinant NanoLUC standard. The developed methodology allows absolute quantification comparable to the calibrated qRT-PCR data. These experimental results test the predicted protein amounts and represent a technical resource to understand protein dynamics of Arabidopsis’ circadian oscillator quantitatively. The new experimental, meta-analysis and modelling results in absolute units allows future researchers to incorporate further, quantitative biochemical data.

Chez les mammifères, l'infection par l'adénovirus conduit à l'activation de la transcription de certains éléments SINE Alu. Il s'agit d'un mécanisme conservé car il est observé avec d'autres familles de virus. Adénovirus code pour une protéine, E1A qui est capable d'interagir avec la protéine Rétinoblastome (RB). Cette interaction provoque l'inactivation de RB ce qui provoque probablement l'activation transcriptionelle des éléments Alu. Ainsi, chez les mammifères, certaines protéines virales agissent négativement sur RB ce qui a pour conséquence de déréguler le cycle cellulaire, la transcription pol III de manière générale et la transcription des éléments SINE en particulier. Chez les plantes, l'activation de la transcription des éléments SINE à la suite d'un stress comme l'infection virale reste à démontrer. Cependant, le virus FBNYV possède au sein de son génome une protéine, CLINK, qui est entre autre constituée d'un domaine de liaison à RB similaire à celui retrouvé chez E1A d'adénovirus. La première étape de ce travail de thèse a porté sur l'analyse de la protéine CLINK et plus particulièrement l'effet de cette protéine sur le cycle cellulaire, sur la transcription pol III en général et sur la transcription des SINE endogènes de plantes. La seconde partie de cette étude porte sur la fonction des éléments SINE de plantes au sein de la cellule. Chez les mammifères, l'élément SINE Alu est capable de jouer un rôle dans la physiologie de la cellule en réponse à certains stress. En effet, la transcription de ces éléments est activée à la suite d'une infection par certaines familles de virus. Les transcrits ainsi produits sont alors capables d'interagir avec la protéine PKR, une kinase d'eIF2α. Ainsi, les éléments SINE sont capables d'intervenir dans des processus clefs de la cellule comme le mécanisme de régulation de la traduction. La seule kinase d'eIF2α identifiée chez les plantes est la protéine GCN2. Ainsi, nous avons choisit de caractériser la fonction de cette protéine chez Arabidopsis. Nous avons déterminé les mécanismes de régulation de la protéine en mettant en évidence certains inducteurs spécifiques aux plantes. Ce travail a permis de montrer l'importance de la protéine pour la plante et de découvrir des fonctions potentielles de la protéine dans des voies de stress typiques des végétaux. Enfin, l'impact des SINE de plantes sur l'activité de GCN2 a été analysé.