The key transcription factor sterol regulatory element binding protein-1 (SREBP1) plays a central role in milk fat synthesis. SREBP1 stimulates the transcription of genes encoding lipogenic enzymes. The overall objective of these studies was to investigate the mechanisms of SREBP1 regulation by nutrients. In the first study, chromatin immunoprecipitation (ChIP) accompanied with deep-sequencing was employed to investigate the potential sterol regulatory elements (SRE) in the promoter of SREBP1-target genes. The SRE in three known SREBP1-target genes SREBP1, fatty acid synthase (FASN) and stearoyl-CoA desaturase (SCD) were first validated in a bovine mammary epithelial cell line (MacT) and in bovine mammary tissues. At least one or two SRE binding sites in 24 selected lipogenic genes were identified within 50,000 base pair to the 5'-transcription start site through ChIP-seq. The genes closest to the highest enriched peaks were involved in cell integrity, defense or signal transduction whereas lipogenic genes were not among the top enrichment leading to the questions about the success of the ChIP. The second study was conducted to determine the effect of t10, c12-conjugated linoleic acid (CLA) on insulin induced gene-1 (Insig1), an endoplasmic reticulum (ER) protein that anchors SREBP1 and prevents proteolytic activation of SREBP1. MacT cells were treated with increasing levels of t10, c12-CLA. High concentration of t10, c12-CLA inhibited Insig1 degradation therefore decreased SREBP1 maturation. Furthermore, immunoprecipitation (IP) confirmed that t10, c12-CLA reduced Insig1 proteasomal degradation by disrupting the interaction between Insig1 and UBX domain-containing protein 8 (Ubxd8), which is part of a degradation complex that removes Insig1 from the ER. In the third study, three potential regulators of SREBP1 activation and their pathways were investigated in insulin, t10, c12-CLA or glucose treated MacT cells. Insulin-induced mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling stimulated lipogenesis via activation of SREBP1 and the stimulatory effect was based on the regulation on cAMP response element binding protein coactivator 2 (CRTC2) phosphorylation, Lipin1 translocation and glycogen synthase kinase-3 (GSK3)-dependent proteasomal degradation. t10, c12-CLA inhibited SREBP1 through AMP-activated protein kinase (AMPK) phosphorylation, a key protein kinase in energy homeostasis. Glucose stabilized the SREBP1 chaperone protein SCAP and facilitated SREBP1 activation. Overall, SREBP1 activation is under specific regulation of t10, c12-CLA and interacts with multiple major cellular signaling pathways in response to hormonal stimulation and nutrient availability. / Ph. D.

L'objectif principal de cette thèse est d'étudier l'influence du pourcentage de concentré de la ration combiné à la supplémentation lipidique sur les flux duodénaux des parois et des lipides, sur les performances laitières et la composition en acides gras (AG) du lait de chèvre. Dans une deuxième phase, nous étudions les effets induits par l'infusion duodénale de t10,c12-CLA et son interaction avec les facteurs alimentaires décrits ci-dessus sur la production de la matière grasse (MG) du lait de chèvre et son profil en AG. Dans l'étude bibliographique, nous avons quantifié l'influence de l'apport de lipides issus d'oléo-protéagineux, selon la présentation des lipides (graines vs. huiles) et l'origine botanique sur les performances laitières et de la composition du lait. Pour cela, nous avons constitué une base de données compilant les informations issues des recherches conduites uniquement sur des vaches laitières, en raison du faible nombre d'études sur des chèvres. La réponse de la production laitière à l'incorporation de lipides est variable selon le stade de lactation. L'incorporation d'oléo-protéagineux réduit le taux butyreux (TB) du lait, principalement lorsque l'apport se fait sous forme d'huile; parallèlement on observe une augmentation des proportions des AG trans-C18:1 dans le lait. L'origine botanique de l'oléoprotéagineux a moins d'impact sur les performances laitières que sur le profil en AG longs. La partie expérimentale est constituée de deux expérimentations conduites sur des chèvres laitières en milieu de lactation, en vue de relier la composition des flux duodénaux de lipides et le profil en AG du lait. Le dispositif expérimental factoriel 2 x 2 a combiné la proportion de concentré (bas: 45% vs. haut: 65% de la matière sèche de la ration) et l'apport lipidique (Expérimentation 1: témoin sans lipides vs. graines de colza laminées) ou la nature des lipides (Expérimentation 2: graines de colza laminées vs. graines de soja extrudées). Contrairement aux résultats obtenus sur des vaches laitières, les rations riches en concentré, l'apport de lipides, ou la combinaison de l'apport de lipides au sein des rations riches en concentré ne diminuent pas le TB du lait. En revanche, les pourcentages de trans-C18:1 (surtout de t11) et de c9,t11-CLA dans le duodénum et dans le lait sont augmentés par ces facteurs et leur interaction. La nature de la supplémentation lipidique n'a que peu d'impact sur les performances laitières. Les graines de colza augmentent les teneurs des AG trans dans le lait par rapport au soja; toutefois il est difficile de séparer les effets de l'origine des graines de l'effet de la quantité d'AG ingérés. Les flux duodénaux et fécaux des parois sont diminués par les rations riches en concentré, mais non modifiés par l'apport lipidique, probablement parce que les quantités d'AG ingérés n'ont pas été assez élevées et/ou les graines n'ont pas permis une libération des AG assez rapide pour avoir un effet défavorable sur les microbes cellulolytiques du rumen. Les raisons de la différence de réponse entre chèvres et vaches à l'apport lipidique ne sont pas complètement élucidées, mais la différence de sensibilité de la synthèse mammaire de MG à certains AG trans semble être une de ces raisons. Indépendamment du régime, l'infusion duodénale de t10,c12-CLA, un très puissant inhibiteur des enzymes responsables de la synthèse de novo dans la glande mammaire bovine, ne provoque pas des réductions du TB dans le lait de chèvre, malgré un important transfert vers le lait. Par contre, dans les deux espèces, cet AG diminue la capacité de desaturation dans la glande mammaire. Chez les chèvres, l'utilisation de rations riches en concentré et supplémentées en lipides a augmenté la production de lait, de MG, de t11-C18:1 et de c9,t11-CLA. Par ailleurs, le profil en AG du lait de chèvre peut être modulé par l'origine botanique de l'oléoprotéagineux ajouté à la ration.

Depuis 1973, l’un des objectifs principaux de la France est la diminution de la consommation des énergies de chauffage des bâtiments du résidentiel et du tertiaire qui représentent plus de 40% de la consommation énergétique totale du pays. Le développement des isolants thermiques a été par conséquent un sujet de recherche qui a abouti à de nouveaux matériaux : les super-isolants thermiques de conductivité thermique inférieure à 25 mW.m-1.K-1. Les aérogels organiques de faible densité de Z-Phe-NH-Napht étudiés au LCPM présentent une structure fibrillaire qui leur confère des propriétés thermiques intéressantes malgré une résistance mécanique faible. Une étude fondamentale de l’organisation supramoléculaire nous a permis d’une part de démontrer l’existence de deux modes d’empilement des molécules organogélatrices : tête-à-tête (monocristaux) et tête-à-queue (gels), caractérisées par une signature infrarouge propre à des pseudo-cycles respectivement en C12 et C10/C14. D’autre part, nous avons étudié le mécanisme de formation séquentiel de ces gels et abouti à un modèle complet d’organisation de la molécule isolée à la fibre basé sur une symétrie hexagonale. En vue d’une commercialisation d’un isolant à base d’aérogel organique, nous avons tout d’abord optimisé le protocole d’obtention des aérogels pour ensuite travailler à l’amélioration des propriétés thermiques et mécaniques. Nous sommes parvenus à un nouvel isolant hydrophobe présentant une conductivité thermique de l’ordre de celles des super-isolants et de bonnes propriétés mécaniques compatibles avec les pré-requis industriels pour une application dans le bâtiment / Since 1973, France's main objective in this domain has been to reduce the consumption of energy in heating residential and industrial buildings, which represents more than 40% of the national consumption. Consequently, the development of heat insulators has been the subject of research which has resulted in new materials: super thermal insulators with a thermal conductivity of less than 25 mW.m-1.K-1. Organic aerogels with a low density of Z-Phe-NH-Napht have been studied at LCPM for the past 10 years. Despite their very weak mechanical resistance they present a fibrillar structure which gives them very interesting thermal properties. A fundamental study of the supermolecular self-assembly allowed us to demonstrate the existence of two stacking methods of gelling molecules: head-to-head (monocrystals) and head-to-tail (gels) which are characterized by a specific infrared signature to the pseudo-cycles respectively on C12 and C10/C14. In addition, we also studied the sequential formation mechanism of these gels which resulted in a full model of their molecular organization from the single molecule to the fiber and based on a hexagonal packing symmetry. In aim of commercializing an insulator made from organic aerogels, we firstly optimized the protocol for obtaining aerogels to then work on improving their thermal and mechanical properties. We created a new hydrophobic insulator which has both a thermal conductivity in the range of the super heat insulators' and good mechanical properties that are compatible with industrial prerequisites for the construction of buildings