La synthèse de l'adénosine triphosphate (ATP) est un événement clé dans la bioénergétique cellulaire. ATP synthesis est possible quand un gradient de potentiel électrochimique de protons est présent sur les membranes des cellules ou des organelles. Ce gradient est produit par les réactions d'oxydoréduction ou les réactions photochimiques qui sont contrôlées par l'enzyme. Bactériorhodopsine (bR) est la protéine la plus simple et la plus étudiée qui convertit l'énergie lumineuse en potentiel électrochimique. bR est un protéine transmembranaire de Halobacterium salinarum. bR absorbe des photons de lumière et transmet un proton à partir du cytoplasme vers l'espace extracellulaire. Grâce à sa disponibilité en relativement grandes quantités, la procédure de purification facile et stable, bR reste un des protéines membranaire les plus étudiés au cours des 40 dernières années.Pour comprendre le mécanisme moléculaire de la bR fonctionnement il faut connaître les changements structurels, provoqués par l'absorption de photon, qui accompagnent le cycle de travail des protéines et poussent à transporter le proton. Cela implique l'obtention des structures cristallographiques de bR état fonctionnel avec une résolution atomique. Selon cette approche, il est important d'avoir les cristaux protéiques très ordonnés et les méthodes de fixage des molécules de protéines dans les états intermédiaires. Les méthodes de fixage dans des conditions cryogéniques ont été développées précédemment. Les cristaux de la qualité désirée peuvent être obtenus par la cristallisation in meso où lipide mésophase bicontinue est utilisé pour la cristallisation des protéines membranaires.Le mécanisme de la cristallisation in meso est actuellement étudié pauvrement. Cette situation limite grandement son application potentielle pour des protéines membranaires. Malgré ses limites l’approche in meso a récemment permis d'obtenir les structures de base ainsi que les structures intermédiaires des états de bR. Cependant, différents groupes de scientifiques ont publié de différents structures cristallographiques des mêmes états intermédiaires. Les mécanismes de protons transport proposés par des auteurs différents sont contradictoires. Les raisons de l'absence de consensus dans les structures intermédiaires restent floues. Les raisons possibles discutées dans la littérature sont: la qualité insuffisante de la diffraction des cristaux protéiques, twinning merohedral et détérioration des cristaux par l'irradiation de rayonnement X, ainsi que la génération de nouvelles protéines états provoqués par rayons X.L'objectif de l'étude était de trier les raisons de contradictions dans le domaine de l'analyse cristallographique de bR états fonctionnels et de trouver des moyens de surmonter les problèmes connexes. Ceci implique plusieurs sous-objectifs distincts: l'étude de twinning merohedral de bR cristaux; étude des changements dans la structure bR induit par les 'irradiation de rayonnement X; étude des changements structurels dans bR par les petites doses de radiations. Un autre objectif de ce travail était d'étudier un rôle de molécules de la matrice de in meso cristallisation dans la stabilisation des cristaux de protéines membranaires. / The synthesis of adenosine triphosphate (ATP) is a key event in the cell bioenergetics. ATP synthesis is only possible when a proton electrochemical potential gradient is present on the membranes of cell or organelle. This gradient is produced by enzyme-controlled redox or photochemical reactions. Bacteriorhodopsin (bR) is the simplest and most studied protein that converts light energy into electrochemical potential. Being transmembrane protein of Halobacterium salinarum it absorbs light photon and transfers a proton from the cytoplasmic to the extracellular space. Due to its availability of relatively large quantities, easy purification procedure and protein stability bR remains one of the most extensively studied membrane proteins during the past 40 years.Current state of investigated problems. To understand the molecular mechanism of bR functioning is necessary to know the structural changes caused by light absorption which accompany the protein working cycle and lead to the directional transport of the proton. It implies obtaining of X-ray structures of bR functional states with atomic resolution. Following this approach it is important to have highly ordered three-dimensional protein crystals on the one hand and effective methods of trapping protein molecules in intermediate states on the other one. Trapping procedures for bR intermediate states under cryogenic conditions have been developed previously. Crystals of the desired quality can be obtained by in meso crystallization where lipid bicontinuous mesophase is used for the crystallization of membrane proteins. The mechanism of in meso crystallization is currently poorly investigated. This situation greatly limits its potential applicability for membrane proteins. Despite its limitations in meso approach have recently made possible to obtain the ground and some intermediate states structures of bR. However, different scientific groups have published different X-ray models of the same bR intermediate states. The proposed by different authors mechanisms of proton transport are contradictory. The reasons for the lack of the consensus in intermediate structures remain unclear. The possible reasons for this contradiction which have been discussed in literature are: insufficient quality of diffraction data, merohedral twinning and radiation damage of protein crystals, as well as the generation of new protein states caused by X-ray illumination.The aim of the study was to sort out the reasons for contradictions in the field of X-ray crystallographic analysis of bR functional states and to find ways to overcome related problems. This implies several separate subgoals: study of merohedral twinning of bR crystals; study of X-ray-radiation-induced changes in bR structure; study of low-dose radiation-induced structural changes in bR structure. An additional goal of the work was to study a role of molecules of the in meso crystallization matrix in the stabilization of membrane protein crystals.

Dans la nature, les relations symbiotiques sont très répandues, et d’une importance écologique fondamentale. Les animaux sont apparus, ont évolué et vivent maintenant constamment associés avec une multitude de micro-organismes. Parmi les différents types de symbioses existantes, celles liant le microbiote et son hôte occupent une place centrale et équilibrée, basée sur des relations commensales ou mutualistes entre les partenaires. Ce microbiote est de plus en plus étudié, notamment en raison du rôle crucial qu’il joue dans la santé animale ainsi que dans le développement de pathologies. Dans cette effort de recherche, Drosophila melanogaster représente un modèle de choix, grâce à la facilité de générer et maintenir des lignées de mouches axéniques, ainsi que de les réassocier avec une communauté microbienne définie.L’association de la drosophile avec l’un des ses commensaux naturels, Lactobacillus plantarum, a permis de révéler l’effet promoteur de croissance de cette bactérie. En cas de carence nutritionnelle, des larves associées avec L. plantarum se développent beaucoup plus rapidement que leurs semblables axéniques. L’ajustement du développement en fonction des conditions environnementales est cependant crucial pour la formation d’un individu à la santé optimale, et dans ce cas les individus grandissent plus vite alors que les conditions nutritionnelles sont pauvres. Nous avons donc cherché à déterminer si ce qui semble être un avantage au stade larvaire pouvait se révéler délétère pour les stades suivants et avoir un effet néfaste sur les mouches adultes. Nous avons montré que L. plantarum est bénéfique pour D. melanogaster tout au long du cycle de vie de la mouche et permet l’émergence précoce d’adultes matures et fertiles sans impact négatif sur leur santé et leurs performances. De plus, dans certaines conditions, cette souche commensale entraîne une augmentation de la durée de vie de mâles nutritionnellement carencés.Des études plus larges analysant l’interaction de la drosophile avec plusieurs espèces bactériennes peuvent informer sur la dynamique d’un microbiote de mouche. En effet, au sein de la niche environnementale, les bactéries sont échangées entre l’animal et son substrat nutritif, et ces transferts réciproques pourraient altérer la composition de la communauté. Nous avons étudié cette question en utilisant un microbiote naturel, et avons observé un haut degré de similitude entre les bactéries associées avec les mouches et la composition de la communauté bactérienne de la nourriture, illustrant le caractère stable de l’association du microbiote de la drosophile avec la population de mouches au sien de la niche.Ces résultats illustrent le pouvoir du modèle drosophile pour l’étude des interactions entre les animaux et leur microbiote, qui permet de déchiffrer la dynamique des communautés de bactéries commensales ainsi que leur impact sur la physiologie animale. / In nature, symbiotic relationships are widespread, and of paramount ecological importance. Animals have appeared, evolved, and are now living constantly associated with a variety of microorganisms. In the spectrum of different symbioses types, the microbiota occupies a central and balanced part by establishing commensalistic or mutualistic relationships with its host. Over the last years, the microbiota has been extensively studied given the crucial role it plays in animal health and disease. In this research effort, Drosophila melanogaster represents a fruitful model, thanks to the ease to generate and maintain axenic flies, and the simplicity of re-associating them with a defined microbial community.The association of Drosophila with one of its natural commensals, Lactobacillus plantarum, revealed a growth-promoting effect mediated by this bacterial species. In case of nutrient scarcity, larvae associated with L. plantarum develop twice faster than the germ-free ones. However, adjusting development to environmental cues is key to organismal fitness, and yet here animals are growing fast even though the nutritional conditions are poor. We thus questioned whether what seems like an advantage could in turn be deleterious at later stages, and adversely impact adult fitness. We showed that L. plantarum is a true beneficial partner for D. melanogaster throughout the fly life cycle. Indeed, it allows the precocious emergence of mature and fertile adults without fitness drawbacks, and in certain conditions, this commensal can even increase the lifespan of nutritionally challenged males.Broader studies assessing the interaction of Drosophila with several bacterial species can inform about the dynamics of a fly microbiota. Indeed, in the environmental niche bacteria are transferred between the fly and its nutritive substrate, and these reciprocal transfers could alter the composition of the community. We addressed this question using a wild-derived microbial community and observed a high degree of similarity between the bacteria associated with the flies and the composition of the community in the diet, illustrating the stable association of the Drosophila microbiota with the fly population in the niche.Altogether these results emphasize the power of the Drosophila model in the study of the relationships between animals and their microbiota, which allows deciphering the dynamics of commensal bacterial communities and their impact on animal physiology.

L’émergence et la dissémination des bactéries résistantes aux antibiotiques sont préoccupantes. L’infection causée par les bactéries multi-résistantes (BMR) aggrave le pronostic des malades infectés et augmente les dépenses liées à leur prise en charge. Parmi les BMR, les bactéries à Gram négatif (BGN), plus particulièrement les entérobactéries productrices de béta-lactamase à spectre étendu (E-BLSE) sont les plus fréquemment isolées. La résistance aux antibiotiques pourrait avoir un impact sur la morbidité et la mortalité dans les pays à revenu faible ou intermédiaire (PRFI) en raison du potentiel d’émergence et de diffusion de bactéries résistantes aux antibiotiques, et du fardeau des infections bactériennes dans ces pays. Cependant, les données sur la résistance bactérienne sont rares et très majoritairement hospitalières dans les PRFI. De plus, dans ces pays, les infections bactériennes néonatales sévères (septicémies, pneumonies et méningites) représentent encore les principales causes de décès chez les nouveau-nés. Les entérobactéries sont majoritairement responsables de ces infections néonatales. Ainsi, investiguer la transmission d'E-BLSE chez le nouveau-né permettrait de proposer des stratégies de prévention. Ce travail de recherche s’est appuyé sur le programme BIRDY (Bacterial Infections and antibiotic Resistant Diseases among Young children in low-income countries). Le premier objectif était d’estimer la prévalence de la colonisation par des E-BLSE chez les femmes enceintes à Madagascar ainsi que les facteurs favorisant cette colonisation. Les résultats ont montré une prévalence globale de colonisation de 18.5% [IC à 95% 14.5-22.6]. Des facteurs reflétant un niveau socioéconomique plus élevé comme l’accès privatif à l’eau de boisson et avoir une maison individuelle sont associés à la colonisation. Le second objectif de ce travail était d'étudier l'incidence de la première colonisation par des E-BLSE chez les nouveau-nés en milieu communautaire et d'identifier les facteurs de risque d'acquisition. Les résultats révèlent une incidence globale d'acquisitions d'E-BLSE de 10.4 pour 1000 nouveau-nés-jours [IC à 95% : 8.0; 13.4]. Par ailleurs, nous avons mis en évidence que le faible poids à la naissance HR ajusté 2.7 [IC à 95% 1.2 ; 5.9], l'accouchement par césarienne HR ajusté 3.4 [IC à 95% 1.7 ; 7.1], la prise maternelle d'antibiotique à l'accouchement HR ajusté 2.2 [IC à 95% 1.1 ; 4.5] étaient des facteurs de risque d'acquisition d'E-BLSE. Le troisième objectif était de documenter les infections néonatales. Nous avons trouvé une incidence d'infections néonatales de 30.6 cas pour 1000 naissances vivantes [IC à 95%: 23.4 ; 40.1].Nos résultats montrent que les mesures de santé publique devraient axer sur l’amélioration de la prise en charge de la grossesse et sur le diagnostic précoce des infections néonatales. / The emergence and spread of antibiotic-resistant bacteria is a concern. Infection caused by multidrug-resistant bacteria (MDR) worsens the prognosis of infected patients and increases the costs associated with their management. Among the MDRs, Gram-negative bacteria (GNB), especially extended-spectrum beta-lactamase-producing Enterobacteriaceae (ESBL-PE) are the most frequently isolated. Antibiotic resistance may have an impact on morbidity and mortality in low- and middle-income countries (LMICs) because of the potential for emergence and spread of antibiotic-resistant bacteria, and the burden of bacterial infections in these countries. However, data on bacterial resistance are scarce or came from the hospital, for the great majority, in LMICs. In these settings, severe neonatal bacterial infections (sepsis, pneumoniae and meningitis) still represent the leading causes of death in newborns. Enterobacteriaceaeare responsible for a great part of these neonatal infections. Thus, investigating the transmission of ESBL-PE in newborns would make it possible to propose prevention strategies. This work was based on the BIRDY program (Bacterial Infections and Antibiotic Resistant Diseases among Young Children in Low-Income Countries). The first objective was to estimate the prevalence of colonization by ESBL-PE in pregnant women in Madagascar as well as the risk factors of this colonization. The results showed an overall colonization prevalence of 18.5% [95% CI 14.5-22.6]. Factors reflecting a higher socioeconomic level such as private access to drinking water and having a house are associated with colonization. The second objective of this work was to study the incidence of ESBL-PE colonization in community-based infants and to identify acquisition risk factors. The results reveal an overall incidence of ESBL-PE acquisition of 10.4 per 1000 newborn-days [95% CI: 8.0; 13.4]. In addition, we found that low birth weight adjusted HR 2.7 [95% CI 1.2; 5.9], cesarean section delivery adjusted HR 3.4 [95% CI 1.7; 7.1], maternal intake of antibiotic at delivery adjusted HR 2.2 [95% CI 1.1; 4.5] were risk factors for the acquisition of ESBL-PE. The third objective was to document neonatal infections. We found an incidence of neonatal infections of 30.6 cases per 1000 live births [95% CI: 23.4; 40.1]. Our results suggest that public health measures should focus on the improvement of pregnancy follow-up and early diagnosis of neonatal infections.

L'emploi des agents antibactériens est un moyen important d'une part dans la lutte contre les infections bactériennes et d'autre part pour conserver les produits alimentaires jusqu'à leur consommation. La perte d'efficacité des antibiotiques par le développement de résistance bactérienne ainsi que la toxicité des conservateurs synthétiques rend nécessaire le développement de nouveaux produits antibactériens naturels. Les protéines et les peptides antibactériens agissant sur les membranes bactériennes paraissent une alternative pour limiter l'instauration de résistances bactériennes. L'ovotransferrine est une protéine du blanc d'œuf ayant des propriétés membranotropes responsable entre autre de son activité antibactérienne. L'objectif de cette thèse est d'étudier les mécanismes membranotropes de l'ovotransferrine vis-à-vis des membranes externe et cytoplasmique d'E. coli en utilisant respectivement des monocouches de LPS (lipopolysaccharides) et de phospholipides comme modèles membranaires expérimentales. L'ovotransferrine possède une capacité d'insertion dans la monocouche de LPS qui dépend de la concentration protéique, de la compacité de la monocouche et de la conformation des molécules de LPS. L'ovotransferrine s'adsorbe faiblement à la monocouche de phospholipides. Ainsi, les monocouches sont perturbées par la désorganisation des lipides. L'analyse comparative de l'ovotransferrine chauffée à sec avec la forme native a montré la conservation des structures secondaire et tertiaire avec une augmentation de l'hydrophobie de surface et probablement de la flexibilité et une affinité plus élevée aux interfaces hydrophiles/hydrophobes (eau/air). L'activité membranaire de l'ovotransferrine est accrue après son chauffage à sec. La capacité d'insertion dans la monocouche de LPS est amplifiée avec une affinité plus importante. Une capacité d'insertion dans la monocouche de phospholipides est générée pour la forme chauffée à sec associée à une adsorption plus élevée. L'ovotransferrine chauffée à sec induit des perturbations plus importantes des monocouches à des concentrations protéiques plus faibles. / The use of antibacterial agents is very important, firstly, on the fight against bacterial infections, and secondly, to keep food products until its consumption. The loss of antibiotics effectiveness through the development of bacterial resistance and the toxicity of synthetic preservatives necessitates the development of new natural antibacterial products. Antibacterial proteins and peptides acting on the bacterial membranes appear as an alternative to limit the introduction of bacterial resistances. Ovotransferrin is an egg-white protein with membranotropic properties responsible among other things for its antibacterial activity. The aim of this thesis is to study the membranotropic mechanisms of ovotransferrin towards the outer and cytoplasmic membranes of E. coli using respectively monolayers of LPS (lipopolysaccharides) and phospholipids as experimental membrane models. Ovotransferrin has an insertion capacity in LPS monolayer that is dependent on protein concentration, monolayer compactness, and LPS molecule conformation. Ovotransferrin weakly adsorbs to the monolayer of phospholipids. Thus, the monolayers are disturbed by the disorganization of the lipids. Comparative analysis of dry-heated ovotransferrin with the native form showed conservation of secondary and tertiary structures with an increase of surface hydrophobicity and probably of flexibility and higher affinity to hydrophilic/hydrophobic interfaces (water/air). The insertion capacity in the LPS monolayer is amplified with greater affinity. Insertion capacity in the phospholipid monolayer is generated for the dry heated form associated with higher adsorption. Dry-heated ovotransferrin induces greater disruption of monolayers at lower protein concentrations.

Chez les bactéries à Gram-négatif, l’imperméabilité de la membrane externe est un facteur majeur contribuant au développement de la résistance. Chez Escherichia coli, les porines OmpF et OmpC sont des protéines de la membrane externe qui forment des canaux pour la diffusion de petites molécules hydrophiles tels que les antibiotiques. L’expression des porines est soumise à une régulation fine, et des petits ARN non-codants (sRNAs, small RNAs) jouent un rôle important au niveau post-transcriptionnel. Dans ce cadre, et en utilisant E. coli comme bactérie modèle, les objectifs de mon travail de thèse étaient : (1) de caractériser la régulation du sRNA MicC et la co-régulation putative de la porine quiescente OmpN; (2) d’examiner l'effet global de MicC sur le transcriptome; (3) d’analyser l'impact de l'expression de MicC sur la sensibilité aux antibiotiques. Les résultats obtenus montrent l’induction de MicC en présence d'antibiotiques de la famille des β-lactamines, ou en l’absence du facteur sigma de réponse au stress de l’enveloppe sigmaE. Ces mêmes conditions activent aussi l'activité d'une fusion ompN-lacZ, indiquant une régulation transcriptionnelle commune de micC et ompN. Etant donnée la conservation de MicC chez les entérobactéries, nous avons effectué une étude par RNASeq pour déterminer l'impact de la surexpression de MicC sur le transcriptome d’E. coli et identifié 60 ARNm régulés par MicC en plus de sa cible initiale ompC. L'identification des spectres cibles globaux des sRNAs est importante pour comprendre leur importance dans la physiologie bactérienne, ici celui de MicC dans la résistance aux antibiotiques. / A major factor contributing to antimicrobial resistance is the inability of antibiotics to penetrate the bacterial outer membrane to reach their target. In Escherichia coli, the two abundantly expressed porins OmpF and OmpC form channels for diffusion of small hydrophilic molecules including antibiotics. The expression of porins is under complex regulation and the small regulatory RNAs (sRNAs) fine tune the porin expression level at post-transcriptional level. MicF and MicC are the two major sRNAs that negatively regulate expression of OmpF and OmpC, respectively. Interestingly, these two sRNAs are encoded next to porin gene, i.e. micF-ompC and micC-ompN, suggesting a dual regulation. Our goals in this work were: (1) to characterize the regulation of the sRNA MicC and the putative co-regulation of the quiescent porin OmpN in E. coli; (2) to examine the global effect of MicC on the E. coli transcriptome; (3) to analyze the impact of MicC expression on antibiotic susceptibility. Our work shows that the expression of micC was increased in the presence of carbapenems and cephalosporins and in an rpoE depleted mutant. The same conditions enhanced the expression of OmpN, suggesting a dual regulation of micC and ompN. We also performed RNA sequencing to determine the impact of MicC overexpression on E. coli transcriptome. This identified 60 mRNA targets negatively regulated by MicC apart from its original target. Identification of the global target spectra of MicC is of importance to understand its importance on the overall bacterial physiology, and more specifically on AMR.

Au cours des dernières années, le développement de nouvelles thérapies contre les infections bactériennes a suscité un grand intérêt face à l’émergence des nombreuses souches résistantes aux antibiotiques. Le point de départ de cette recherche de nouveaux antibiotiques, pour lesquels les bactéries n’ont pas encore acquis de mécanismes de résistance, est l’identification de nouvelles cibles cellulaires. En 2000, des études génétiques ont identifié engA, un gène bactérien dont le produit est une GTPase, comme une cible pharmacologique pertinente: elle est essentielle à la survie cellulaire, conservée au sein des bactéries et absente chez les eucaryotes.Puisque EngA agit comme un facteur d’assemblage pour le ribosome bactérien, un de nos objectifs a été de développer un test de criblage pour identifier des inhibiteurs des interactions EngA-ribosome. Ces interactions sont modulées par des changements conformationnels d'EngA, qui sont eux-mêmes déclenchés par la fixation de différents nucléotides dans le domaine catalytique. Cependant, les liens entre ces différents changements restent encore méconnus. Nous avons utilisé une approche multi-technique pour étudier ces questions et obtenir des informations utiles pour l’optimisation de notre test de criblage.Des analyses de SAXS et protéolyse limitée ont démontré un changement conformationnel en solution après adition de nucléotides di- ou tri-phosphate. La comparaison des données avec des modèles cristallographiques d'EngA a confirmé la conformation de la protéine liée au GDP. Cependant, la conformation de la protéine liée au GTP ne correspond à aucune structure connue. Des essais d’interaction ont démontré que la fixation de différents nucléotides au niveau des domaines catalytiques régule l’interaction d'EngA avec le ribosome. En outre, les effets des nucléotides se produisent en utilisant des fortes concentrations, ce qui suggère que le rôle d'EngA dans la biogenèse du ribosome peut être contrôlé par la concentration intracellulaire de nucléotides. Les travaux visant la détermination de la structure d'EngA dans sa conformation liée au GTP par cristallographie nous ont permis d’obtenir la structure d’EngA dans différentes formes cristallines. Cependant, ces structures représentent la conformation liée au GDP. L’analyse de l’empilement des cristaux a montré des contacts intermoléculaires conservés qui peuvent stabiliser cette conformation pendant la nucléation. Des mutations spécifiques permettant la rupture de ces contacts peuvent éventuellement aider à promouvoir la cristallisation de conformations alternatives. Des analyses de cryo-microscopie électronique ont débuté afin d’obtenir la structure du complexe EngA:50S de chez B. subtilis. Des résultats préliminaires montrent une carte de densité électronique à 6.4 Å de résolution. L’interprétation de ces résultats est en cours. / The development of new therapeutics against bacterial infections has aroused great interest over the last years in the context of drug resistance. The starting-point in the pursuit of new antibiotics for which bacterial resistance mechanisms do not exist is the identification of novel cellular targets. Genetics studies in the early 2000s have identified engA as a conserved bacterial gene whose product is a GTPase that could represent a potential drug target: it is conserved among bacteria, essential for cell survival, and absent in humans.Since EngA acts as an assembly factor for the bacterial ribosome, one of our aims was to develop an assay to screen inhibitors of the EngA-ribosome interactions. These interactions are modulated by EngA conformational changes that are in turn triggered by the binding of different nucleotides to the catalytic G-domain. As the interplay between all these events in bacteria is still not resolved, we have used a multi-technique approach to explore these questions in order to obtain useful information for the setting up of a robust screening assay.SAXS and limited proteolysis showed a conformational change occurring in solution upon addition of either di- or tri-phosphate nucleotides. While model validation analysis confirmed the GDP-bound conformation, the GTP-bound state does not match any known EngA structure. Binding studies have revealed modulation of interactions by different nucleotide-bound states. Furthermore, response to nucleotides occurs at high concentrations, suggesting that the role of EngA in promoting ribosome assembly could be monitored by the intracellular nucleotide concentration. Efforts on identifying the GTP-bound state 3D structure by crystallography have resulted in EngA structures in different crystal forms. Although all the obtained structures represent the GDP-bound state, packing analysis has revealed conserved crystal contacts that can potentially stabilise this conformation during nucleation. Specific mutations aiming at disrupting these contacts may help to promote crystallisation of alternative conformations. Cryo-EM investigation has been initiated in order to obtain the structure of the B. subtilis EngA:50S complex. So far, an electron density map at 6.4 Å resolution has been obtained and its interpretation is underway.

L'objectif de la thèse est de développer une approche de caractérisation de la drilosphère lombricienne qui soit transférable vers des contextes agricoles variés. Notre étude a été menée en Bretagne sur un dispositif expérimental comparant trois modes de gestion des sols (labour, travail superficiel et semis direct), associés à deux modes de fertilisation (minérale ou organique). Le concept de "faciès" est introduit afin de définir les entités morphologiques de surface observables sur un profil pédologique, dont les processus structuraux ont une origine anthropique, biologique ou pédoclimatique. Nous présentons ainsi une typologie de 11 faciès (dont 7 d'origine lombricienne) confortée par une approche micromorphologique. Via la cartographie des profils pédologiques, les distributions de faciès sont comparées afin de déterminer les filtres environnementaux affectant la bioturbation lombricienne. Nous avons également étudié sur les faciés les caractéristiques chimiques (C, N) et les structures des communautés bactériennes (diversité d'ADN). Nos résultats indiquent que l'intensification du travail du sol affecte fortement l'organisation spatiale des faciès de bioturbation. En revanche, le mode de fertilisation qui conditionne pourtant les communautés lombriciennes, ne modifie pas la distribution des faciès de bioturbation. Ces résultats indiquent une implication majeure des processus pédoclimatiques sur l'évolution temporelle et spatiale des biostructures lombriciennes. Les approches de biologie moléculaire confirment l'influence des activités lombriciennes sur les structures de communautés bactériennes. La caractérisation des faciès constitue de nouveaux indicateurs de qualité des sols et permet d'appréhender in situ les activités lombriciennes d'un sol.

L'étude des plantes utilisées en médecine traditionnelle au Togo est compliquée à cause de l’absence de matériel de pointe. L'identification assistée par ordinateur de produits basés sur des utilisations en médecine traditionnelle (CAPITURE) a été évaluée dans le cadre d'une enquête ethnobotanique sur le traitement traditionnel des maladies fongiques dans la Préfecture de Tchamba (Togo). Cette méthode a prédit et identifié les plantes les plus biologiquement actives parmi les 43 espèces recensées au cours de l’enquête : Pterocarpus erinaceus prédit être plus actif contre les champignons, et Daniellia oliveri contre les bactéries. Les plantes ont ensuite été testées contre les champignons, les bactéries et les cellules cancéreuses. Comme prédit par CAPITURE, P. erinaceus était plus actif contre les champignons et D. oliveri contre les bactéries. Fait intéressant, les deux plantes ont présenté une activité sur les cellules cancéreuses sans être toxique pour les cellules humaines normales. Dans une troisième étape, en utilisant la chimie analytique, les composés responsables des activités biologiques ont été identifiés. La plupart de ces composés n'ont jamais été signalés dans les espèces végétales ou dans la nature, avec une activité biologique dans la gamme micro-molaire. Enfin, en réduisant la poudre des organes végétaux à la taille de nano-particules, une meilleure activité biologique a été observée par rapport à celle de l'extrait organique. En conclusion, cette recherche a mené à la découverte de nouvelles molécules avec une activité biologique intéressante, molécules qui nécessiteront une étude approfondie et détaillée / The investigation of plants used for traditional medicine in Togo is complicated as modern techniques are not available. Computer-aided product identification from traditional usage records (CAPITURE) was evaluated in the context of an ethnobotanical survey on the traditional treatment of fungal diseases in Tchamba District (Togo). This method predicted and identified the most biologically active plants out of the 43 species survey-recorded: Pterocarpus erinaceus predicted to be more active against fungi and Daniellia oliveri against bacteria. The plants were then tested against fungi, bacteria and cancer cells. As predicted with CAPITURE, P. erinaceus was more active against fungi and D. oliveri against bacteria. Interestingly, both plants presented activity on cancer cells without being toxic to normal human cells. In a third step, using analytical chemistry, the compounds responsible for the biological activities were identified. Most of those compounds have never been reported in the plant species or in nature at all, with biological activity in the micromolar range. Finally, pharmaceutical technology was used: by nanosizing the powder of the plant organs, a better biological activity was observed in comparison to that of the organic extract. In conclusion, this research led to the discovery of new molecules with an interesting biological activity that will need further and more detailed investigation

[...]L'ensemble de nos études soulignent le rôle important du stress oxydant qui est lié à la stimulation du SRAA dans la survenue de la dysfonction endothéliale chez le rat présentant une cirrhose biliaire. L'action sur des facteurs pouvant induire le stress oxydant comme la translocation bactérienne et le traitement par des antioxydants (polyphénols) ont clairement montré leurs actions bénéfiques chez nos rats cirrhotiques. Le rôle du NO, en tous cas en tant que vasodilatateur pur, n'est peut-être pas primordial ce qui peut expliquer les résultats décevants en clinique publiés parcertains auteurs. / [...]The important role of oxidative stress in the development of endothelial dysfonction in rats with biliary cirrhosis is emphasized in our studies. Oxidative stress is associated with the stimulation of the RAAS and bacterial translocation. Treatment with antioxidants (polyphenols) and probiotics have clearly demonstrated their beneficial effects on the endothelial dysfonction in our cirrhotic rats. The role of NO as a pure vasodilator is perhaps not essential which may explain the disappointing clinical results published by some authors.

Depuis plusieurs décennies la production mondiale de plastiques ne cesse d’augmenter, menant à une contamination des écosystèmes aquatiques à l’échelle de la planète qui a été récemment estimée à plus de cinq mille milliards de débris de plastiques flottants à la surface des océans. Les microplastiques (particules de plastique < 5 mm), introduits dans l’environnement aquatique directement en tant que microparticules (granulés plastiques industriels, cosmétiques, fibres textiles) ou lors de la fragmentation de plus gros débris plastiques, représentent une préoccupation scientifique et sociétale grandissante. Ces travaux de thèse se sont focalisés sur la contamination par les microplastiques de la rade de Brest (Bretagne, France), un système côtier macrotidal où l’activité anthropique est importante. Les objectifs de ces travaux sont (1) d’évaluer la contamination des matrices environnementales (eau de surface, sédiment subtidal et biote) par les microplastiques, et (2) d’identifier leur rôle potentiel en tant que vecteurs de contaminants chimiques et de bactéries dans la rade de Brest.Pour cela, des développements analytiques ont été nécessaires afin d’améliorer leur extraction des matrices environnementales ainsi que leur caractérisation morphologique et chimique via la microspectrométrie Raman. Les observations in situ ont montré que l’ensemble de l’écosystème de la rade de Brest est contaminé par les microplastiques, avec des concentrations de 0,24 ± 0,35, et 0,97 ± 2,08 (moyenne ± écart-type). L’eau de surface et le sédiment sont contaminés par le polyéthylène, le polypropylène et le polystyrène. Leur distribution à la surface de l’eau semble être liée à l’urbanisation très présente au nord de la rade, mais également à l’hydrodynamisme de cette région marine. Les premiers résultats concernant les bivalves marins ont montré un niveau relativement faible de contamination par les microplastiques (0,01 ± 0,04 et 0,08 ± 0,34 pour les moules et les coques, respectivement), cependant cela est probablement dû aux choix méthodologiques appliqués ici (exclusion des fibres). Les observations in situ ont montré que certains polluants organiques (HAP, PCB et pesticides) étaient détectés sur les microplastiques flottants à des valeurs (non détecté – 49763 ng.g-1, moyenne ± écart-type) similaires de celles retrouvées dans les sédiments et les bivalves locaux, ce qui suggère un risque faible dans le transfert des contaminants chimiques vers les organismes marins en cas d’ingestion. Enfin, les résultats concernant la colonisation bactérienne des microplastiques flottants ont montré des communautés distinctes de celles retrouvées dans l’eau de mer environnante, et l’identification du genre Vibrio en tant que biomarqueur discriminant de cette matrice. Dans l’ensemble, ces travaux fournissent une première évaluation approfondie de l’état de contamination de la rade de Brest par les microplastiques ainsi que de solides recommandations méthodologiques pour des travaux futurs. / World production of plastics has increased steadily for the past decades leading to a major contamination of the worldwide aquatic ecosystems recently estimated at more than five trillion plastic pieces floating the surface of the oceans. Microplastics (plastic particles < 5 mm) are introduced into aquatic environments directly as industrial raw material (plastic pellets, cosmetics, clothing) or indirectly via the fragmentation of larger plastics. This emerging contaminant represents an increasing ecological concern for science and society. The present study focused on the microplastic contamination of the Bay of Brest (Brittany, France), a macrotidal coastal ecosystem characterized by intense anthropogenic activity. The main objectives were: (1) to evaluate the contamination of environmental matrices (surface water, subtidal sediment and biota) by microplastics, and (2) to identify their potential role as vector of chemicals and bacteria in the bay of Brest.Methodological developments were first conducted to improve microplastic extraction from environmental matrices as well as their rapid morphological and chemical identification by Raman micro-spectrometry. The field investigations showed that the ecosystem of the bay of Brest is contaminated by microplastics with mean concentrations of 0.24 ± 0.35, and 0.97 ± 2.08 (mean ± standard deviation) in surface water and sediment, respectively. Microplastic contamination in surface water and sediment was dominated by polyethylene, polypropylene and polystyrene microparticles.Spatial microplastic distribution appeared to be related to proximity to urbanized areas and to hydrodynamic in the bay. Preliminarily results of microplastic contamination in marine bivalves demonstrated relatively low contamination (0.01 ± 0.04, and 0.08 ± 0.34 for mussels and cockles, respectively) by microplastics (mainly polyethylene and polypropylene fragments), however this could be partly related to the methodological limitation identified here (e.g. exclusion of fibers). Organic pollutant (PAH, PCB and pesticides) were detected on floating microplastics at levels (not detected – 49,763 ng g-1, mean ± SD) similar to those measured in sediment and bivalves suggesting low risks in transferring hazardous chemicals in local marine organisms upon microplastic ingestion. Finally, distinct bacterial community assemblages were demonstrated on microplastics as compared with surrounding surface water; the Vibrio genus was identified as a discriminant biomarker of the plastic matrix. Overall, this work provides a first and thorough assessment of the microplastic contamination in the bay of Brest and solid methodological recommendations for further work.