Les NAD(P)H déshydrogénases de type II (Ndh-II) sont des enzymes de faible poids moléculaire capables doxyder le NAD(P)H et de transférer les électrons à un groupement quinone (plastoquinone ou ubiquinone). On les appelle « de type II » par opposition aux déshydrogénases de type I qui correspondent au complexe I mitochondrial. Chez Arabidopsis thaliana, des protéines Ndh-II ont été identifiées sur les faces interne et externe de la membrane interne mitochondriale, sur la membrane des peroxysomes, et au niveau de la membrane thylacoïdale du chloroplaste. Au niveau de la chaîne de transport délectrons mitochondriale, les protéines Ndh-II constituent une voie alternative aux complexes I et II pour lapport des électrons au pool dubiquinones. Cette voie alternative permettrait une adaptation de la chaîne de transport délectrons en fonction du métabolisme de lalgue. Au niveau de la chaîne de transport délectrons chloroplastique, les protéines Ndh-II participeraient à plusieurs mécanismes dadaptation de la chaîne à la quantité et à la qualité de la lumière disponible : transitions détats, transport cyclique délectrons autour du photosystème II. Leur fonction serait de catalyser la réduction non-photochimique du pool de plastoquinones. En 2005, sept open reading frame correspondant à des NAD(P)H déshydrogénases de type II hypothétiques (NDA1 à NDA7) ont été identifiées dans le génome nucléaire de Chlamydomonas. Ces séquences étaient cependant largement incomplètes du fait de régions non séquencées dans le génome de Chlamydomonas. Les données récoltées au cours de ce travail ont permis lobtention dune version complète de la séquence codante des gènes NDA de Chlamydomonas. Ces analyses ont démontré que le gène putatif NDA4 correspondait, en fait, à des régions internes non attribuées au gène NDA2. Chez Arabidopsis thaliana et Solanum tuberosum, une corrélation entre le positionnement phylogénétique des gènes NDH-II et la localisation subcellulaire de la protéine correspondante a été mise en évidence. Lanalyse phylogénétique des séquences des protéines Nda de Chlamydomonas montre que les gènes NDA1, 2 et 3 seraient proches phylogénétiquement et seraient à positionner dans le clade des protéines Ndh-II mitochondriales des plantes supérieures. A linverse, la protéine Nda5 serait dorigine cyanobactérienne et se positionne dans le même clade que les protéines identifiées dans le chloroplaste des plantes supérieures. Les protéines Nda6 et 7 sont très proches du point de vue de la séquence, suggérant une duplication récente des gènes NDA6 et 7. Ces deux protéines se positionnent dans un nouveau clade, apparemment intermédiaire entre le domaine eucaryote et le domaine procaryote. Une étude dexpression des gènes NDA de Chlamydomonas a permis de mettre en évidence lexpression apparemment majoritaire du gène NDA2. Pour étudier la fonction spécifique de NDA2, nous avons inactivé lexpression de ce gène par RNA interférence afin détudier le phénotype des mutants obtenus. Contrairement aux prédictions in silico, il est apparu que la protéine Nda2 se localise au niveau du chloroplaste. Létude de la fluorescence chlorophyllienne de deux mutants montre que la capacité de ces mutants à réduire de manière non-photochimique le pool de plastoquinones est largement diminuée. Dautre part, les mutants sont largement affectés dans leur capacité à modifier la distribution de lénergie dexcitation entre les deux photosystèmes (transition détat) lorsque la respiration mitochondriale est inhibée. Il est connu que les transitions détat sont initiées par des changements de létat rédox du pool de plastoquinones, qui est lui-même dépendant de létat rédox de la cellule. Dans ce cadre, nous proposons que la protéine Nda2 pourrait servir de « senseur » du métabolisme cellulaire de lalgue et permettrait dadapter les flux délectrons chloroplastiques en réponse aux changements du contexte énergétique cellulaire.

La théorie de l’évolution repose sur la biologie moderne. Toutes les nouvelles espèces émergent d’une espèce existante. Il en résulte que différentes espèces partagent une ascendance commune, telle que représentée dans la classification phylogénétique. L’ascendance commune peut expliquer les similitudes entre tous les organismes vivants, tels que la chimie générale, la structure cellulaire, l’ADN comme matériau génétique et le code génétique. Les individus d’une espèce partagent les mêmes gènes mais (d’ordinaire) différentes séquences d’allèles de ces gènes. Un individu hérite des allèles de leur ascendance ou de leurs parents. Le but des études phylogénétiques est d’analyser les changements qui se produisent dans différents organismes pendant l’évolution en identifiant les relations entre les séquences génomiques et en déterminant les séquences ancestrales et leurs descendants. Une étude de phylogénie peut également estimer le temps de divergence entre les groupes d’organismes qui partagent un ancêtre commun. Les arbres phylogénétiques sont utiles dans les domaines de la biologie, comme la bio informatique, pour une phylogénétique systématique et comparative. L’arbre évolutif ou l’arbre phylogénétique est une exposition ramifiée les relations évolutives entre divers organismes biologiques ou autre existence en fonction des différences et des similitudes dans leurs caractéristiques génétiques. Les arbres phylogénétiques sont construits à partir de données moléculaires comme les séquences d’ADN et les séquences de protéines. Dans un arbre phylogénétique, les nœuds représentent des séquences génomiques et s’appellent des unités taxonomiques. Chaque branche relie deux nœuds adjacents. Chaque séquence similaire sera un voisin sur les branches extérieures, et une branche interne commune les reliera à un ancêtre commun. Les branches internes sont appelées unités taxonomiques hypothétiques. Ainsi, les unités taxonomiques réunies dans l’arbre impliquent d’être descendues d’un ancêtre commun. Notre recherche réalisée dans cette dissertation met l’accent sur l’amélioration des prototypes évolutifs appropriés et des algorithmes robustes pour résoudre les problèmes d’inférence phylogénétiques et ancestrales sur l’ordre des gènes et les données ADN dans l’évolution du génome complet, ainsi que leurs applications.[...] / The theory of evolution is based on modern biology. All new species emerge of an existing species. As a result, different species share common ancestry,as represented in the phylogenetic classification. Common ancestry may explainthe similarities between all living organisms, such as general chemistry, cell structure,DNA as genetic material and genetic code. Individuals of one species share the same genes but (usually) different allele sequences of these genes. An individual inheritsalleles of their ancestry or their parents. The goal of phylogenetic studies is to analyzethe changes that occur in different organisms during evolution by identifying therelationships between genomic sequences and determining the ancestral sequences and theirdescendants. A phylogeny study can also estimate the time of divergence betweengroups of organisms that share a common ancestor. Phylogenetic trees are usefulin the fields of biology, such as bioinformatics, for systematic phylogeneticsand comparative. The evolutionary tree or the phylogenetic tree is a branched exposure the relationsevolutionary between various biological organisms or other existence depending on the differences andsimilarities in their genetic characteristics. Phylogenetic trees are built infrom molecular data such as DNA sequences and protein sequences. Ina phylogenetic tree, the nodes represent genomic sequences and are calledtaxonomic units. Each branch connects two adjacent nodes. Each similar sequencewill be a neighbor on the outer branches, and a common internal branch will link them to acommon ancestor. Internal branches are called hypothetical taxonomic units. Thus,Taxonomic units gathered in the tree involve being descended from a common ancestor. Ourresearch conducted in this dissertation focuses on improving evolutionary prototypesappropriate and robust algorithms to solve phylogenetic inference problems andancestral information about the order of genes and DNA data in the evolution of the complete genome, as well astheir applications.

L'objectif de cette thèse était d'étudier la biogéographie et l'évolution de deux groupes de plantes en Iran: Verbascum et Artemisia. Pour réaliser cet objectif, plusieurs phylogénies moléculaires ont été construits pour chacun de ces deux genres, et plusieurs caractères morphologiques ont été analysés. Les échantillons pour cette thèse ont été collectés en Iran au cours de mission de terrain et comparés aux spécimens d'herbier de plusieurs herbiers en Europe et en Iran. Cette étude a permis la collecte de presque toutes les espèces d'Iran. Pour les études moléculaires des feuilles ont été prélevées et conservées dans du silica-gel, à partir duquel l'ADN a été extrait et séquencé pour plusieurs régions. Pour Verbascum nous avons construit une phylogénie moléculaire comprenant 77 taxons représentant 38 espèces, à l'aide de la région nucléaire (ITS) et de quatre régions chloroplastiques (trnL-F, trnS-G, trnH-psbA et matK en partie). Les caractères morphologiques utilisés pour délimiter les groupes taxonomiques dans ce grand genre ont été examinées attentivement et comparées à la phylogénie moléculaire. Nous avons construit une autre phylogénie pour Artemisia avec seulement deux régions nucléaires ITS et ETS, en raison de l'insuffisance de résolution des marqueurs chloroplastiques pour ce genre. Nous avons pu inclure 48 taxa dans notre analyse, 22 en provenance d'Iran et 26 en provenance de Turquie. Comme de nombreuses études ont déjà été menées sur Artemisia, nous avons inclus nos séquences dans une grande phylogénie, incluant presque toutes les séquences publiées lors d'études précédentes en vue de construire un cadre phylogénétique robuste pour notre étude et de juger de l'apport des espèces turques et iraniennes à la phylogénie d'Artemisia. Les résultats de la phylogénie moléculaire de Verbascum montrent qu'il s'agit d'un genre monophylétique, mais n'a pas permis de proposer de classification infra-générique en accord avec la classification de Murbeck (1933) ou d'Huber-Morath (1981). Certains des caractères clés proposées par ces auteurs sont plésiomorphes et seule une combinaison de caractères peut aider à faire quelques regroupement. Au cours de cette étude deux espèces nouvelles ont été décrites: V. shahsavarensis et V. parsana et des espèces sont notées pour la première fois en Iran. L'inclusion des espèces iranienness et turques d'Artemisia a permis d'élargir les études existantes particulièrement pauvres en espèces provenant de ces deux régions. Les résultats phylogénétiques pour Artemisia ont montré que la région ETS fournit plus de sites variables et potentiellement informatifs qu'ITS. Cependant l'ajout de taxons iraniens et turcs n'a pas résolu les problèmes de délimitation des lignées majeures d'Artemisia et les résultats largement congruents avec les études précédentes. En outre, nos résultats confirment la décision d'inclure dans Artemisia certaines espèces comme Sphaeromeria capitata (A. capitata) et Sphaeromeria argentea (A. macarthuri) dans le genre Artemisia. En conclusion ce travail apporte des données nouvelles pour un genre peu étudié comme Verbascum et pour Artemisia des données sur des espèces non incluses précédemment dans les phylogénies d'Artemisia. Globalement cette étude a aussi démontré que les caractères morphologiques ne suffisent pas à définir de classification sub-générique dans ces deux genres et indiquent clairement que certains sous-genres ou des sections d'Artemisia comme Verbascum , exigent des changements dans leur délimitation. / The purpose of this doctoral thesis was to investigate the biogeography and evolution of two groups of plants in Iran: Verbascum and Artemisia. To fulfill this objective, molecular phylogenies were built for these two genera and morphological characters were analyzed. Samples were collected in Iran during field trips and compared to herbarium specimens from several herbaria in Europe and Iran. During this survey nearly all species from Iran were collected. For molecular studies they were collected in silica-gel, from which DNA was extracted and sequenced for several regions. For Verbascum we constructed a phylogeny with 77 taxa representing 38 species and sequenced them with Nuclear (ITS) and four chloroplastic regions (trnL-F, trnS-G, trnH-psbA and partial matK). Morphological characters used to delimits taxonomic groups in this large genus were closely examined and compared to the molecular phylogeny. We built another phylogeny for Artemisia with only nuclear regions ITS and ETS due to the lack of resolution of chloroplastic markers for this genus. We were able to include 48 taxa in our analysis, 22 from Iran and we added 26 from Turkey. As many studies have already been conducted on Artemisia, we also included them into a large phylogeny, with almost all the previous published sequences of Artemisia to establish a robust phylogenetic framework. The results from Verbascum's molecular phylogeny showed this is a monophyletic genus, but it cannot confirm the previous sub-genera classification provided by Murbeck (1933) and Huber-Morath (1981). Our result showed that some of the key characters proposed by those authors are plesiomorphic and probably only a combination of character states can help to do some grouping. During the survey of Verbascum species, some new records for Iran and two news species were encountered: V. shahsavarensis and V. parsana. The inclusion of Iranian and Turkish species of Artemisia widened the existing studies particularly poor in species from both regions. The phylogenetic results of Artemisia showed that partial ETS could provide more variable and potentially informative sites than the whole ITS. However the addition of Iranian and Turkish taxa did not produce topology conflicts among the major Artemisia lineages and results largely agreed with previous studies with a few exceptions. Also, our results confirm the decision to sink some species like Sphaeromeria capitata (A. capitata) and Sphaeromeria argentea (A. macarthuri) into the genus Artemisia. This work brought new data to a poorly known genus, Verbascum in that region and added species not included previously in phylogenies for Artemisia. Overal this study showed that morphological characters alone are not enough to define subgeneric classification. The result of Verbascum pave the way for future investigations, and Artemisia analysis clearly states that some subgenus or sections of Artemisia, require changes in their delimitation.

Les plantes doivent assurer la protection de trois génomes localisés dans le noyau, les chloroplastes et les mitochondries. Si les mécanismes assurant la réparation de l’ADN nucléaire sont relativement bien compris, il n’en va pas de même pour celui des chloroplastes et des mitochondries. Or il est important de bien comprendre ces mécanismes puisque des dommages à l’ADN non ou mal réparés peuvent entraîner des réarrangements dans les génomes. Chez les plantes, de tels réarrangements dans l’ADN mitochondrial ou dans l’ADN chloroplastique peuvent conduire à une perte de vigueur ou à un ralentissement de la croissance. Récemment, notre laboratoire a identifié une famille de protéines, les Whirly, dont les membres se localisent au niveau des mitochondries et des chloroplastes. Ces protéines forment des tétramères qui lient l’ADN monocaténaire et qui accomplissent de nombreuses fonctions associées au métabolisme de l’ADN. Chez Arabidopsis, deux de ces protéines ont été associées au maintien de la stabilité du génome du chloroplaste. On ignore cependant si ces protéines sont impliquées dans la réparation de l’ADN. Notre étude chez Arabidopsis démontre que des cassures bicaténaires de l’ADN sont prises en charge dans les mitochondries et les chloroplastes par une voie de réparation dépendant de très courtes séquences répétées (de cinq à cinquante paires de bases) d’ADN. Nous avons également montré que les protéines Whirly modulent cette voie de réparation. Plus précisément, leur rôle serait de promouvoir une réparation fidèle de l’ADN en empêchant la formation de réarrangements dans les génomes de ces organites. Pour comprendre comment les protéines Whirly sont impliquées dans ce processus, nous avons élucidé la structure cristalline d’un complexe Whirly-ADN. Nous avons ainsi pu montrer que les Whirly lient et protègent l’ADN monocaténaire sans spécificité de séquence. La liaison de l’ADN s’effectue entre les feuillets β de sous-unités contiguës du tétramère. Cette configuration maintient l’ADN sous une forme monocaténaire et empêche son appariement avec des acides nucléiques de séquence complémentaire. Ainsi, les protéines Whirly peuvent empêcher la formation de réarrangements et favoriser une réparation fidèle de l’ADN. Nous avons également montré que, lors de la liaison de très longues séquences d’ADN, les protéines Whirly peuvent s’agencer en superstructures d’hexamères de tétramères, formant ainsi des particules sphériques de douze nanomètres de diamètre. En particulier, nous avons pu démontrer l’importance d’un résidu lysine conservé chez les Whirly de plantes dans le maintien de la stabilité de ces superstructures, dans la liaison coopérative de l’ADN, ainsi que dans la réparation de l’ADN chez Arabidopsis. Globalement, notre étude amène de nouvelles connaissances quant aux mécanismes de réparation de l’ADN dans les organites de plantes ainsi que le rôle des protéines Whirly dans ce processus. / Plants must protect the integrity of three genomes located respectively in the nucleus, the chloroplasts and the mitochondria. Although DNA repair mechanisms in the nucleus are the subject of multiple studies, little attention has been paid to DNA repair mechanisms in chloroplasts and mitochondria. This is unfortunate since mutations in the chloroplast or the mitochondrial genome can lead to altered plant growth and development. Our laboratory has identified a new family of proteins, the Whirlies, whose members are located in plant mitochondria and chloroplasts. These proteins form tetramers that bind single-stranded DNA and play various roles associated with DNA metabolism. In Arabidopsis, two Whirly proteins maintain chloroplast genome stability. Whether or not these proteins are involved in DNA repair has so far not been investigated. Our studies in Arabidopsis demonstrate that DNA double-strand breaks are repaired in both mitochondria and chloroplasts through a microhomology-mediated repair pathway and indicate that Whirly proteins affect this pathway. In particular, the role of Whirly proteins would be to promote accurate repair of organelle DNA by preventing the repair of DNA double-strand breaks by the microhomology-dependant pathway. To understand how Whirly proteins mediate this function, we solved the crystal structure of Whirly-DNA complexes. These structures show that Whirly proteins bind single-stranded DNA with low sequence specificity. The DNA is maintained in an extended conformation between the β-sheets of adjacent protomers, thus preventing spurious annealing with a complementary strand. In turn, this prevents formation of DNA rearrangements and favors accurate DNA repair. We also show that upon binding long ssDNA sequences, Whirly proteins assemble into higher order structures, or hexamers of tetramers, thus forming spherical particles of twelve nanometers in diameter. We also demonstrate that a lysine residue conserved among plant Whirly proteins is important for the stability of these higher order structures as well as for cooperative binding to DNA and for DNA repair. Overall, our study elucidates some of the mechanisms of DNA repair in plant organelles as well as the roles of Whirly proteins in this process.

Während der Entwicklung von Früchten der Tomate (Sorte Micro-Tom) wurde der Kohlenhydrat-Stoffwechsel untersucht. Es wurde ein Unterschied zwischen dem Metabolismus im Perikarp und dem des Plazenta-Gewebes gefunden. Stärke wurde in der Plazenta langsamer abgebaut als im Perikarp, während lösliche Zucker im Perikarp stärker akkumulierten. Die Aktivitäten der glykolytischen Enzyme tendierten zu einem Maximum 40 Tage nach der Blüte. Weiterhin wurde die Expression einiger plastidärer Transporter untersucht. Sowohl der Triosephosphat-Tranporter (TPT) als auch der Glucose-6-phosphat-Transporter wurden am stärksten in grünen Früchten exprimiert, während der Reife nahm die Expression ab. Der ATP/ADP-Transporter wurde während der Fruchtentwicklung nur schwach exprimiert.Es besteht die Hypothese, daß die Rolle der drei Enzyme plastidäre Fructose-1,6-Bisphosphatase (cp-FBPase), ADP-Glucose Pyrophosphorylase (AGPase) und Glucan Wasser Dikinase (GWD) darin besteht, die Stärke-Akkumulation in der frühen Entwicklung der Tomaten-Frucht zu beeinflussen. Diese Hypothese wurde unter Verwendung der Antisense-Technik für die plastidären FBPase (unter der Kontrolle des B33 Promoters), sowie für die AGPase und die GWD (beide unter der Kontrolle des CaMV 35S-Promoters) in der Tomaten-Kultivar Moneymaker untersucht. Die Repression von plastidärer FBPase oder AGPase in der Frucht der Tomate scheint die Metaboliten-Konzentrationen nicht so stark wie in den Blättern zu beeinflussen. Der Grund hierfür ist wahrscheinlich, daß jede Veränderung durch die Fähigkeit der Frucht, Zucker zu importieren, abgepuffert wird. Auf der anderen Seite hatte die Repression des GWD Proteins in der Frucht der Tomate starke Effekte auf die Metaboliten-Konzentrationen. / Carbohydrate metabolism was studied during the development of fruits of the tomato cultivar Micro-Tom. The metabolism of the pericarp and placental tissues was found to be different. Starch being degraded more slowly in the placenta than in the pericarp, while soluble sugars accumulated to a greater extent in the pericarp. The activities of glycolytic enzymes tended to peak at 40 days after flowering. The expression of some plastidial transporters was also studied. Both the triose phosphate transporter (TPT) and Glucose-6-Phosphate (Glc-6-P) transporter were expressed greatest in green fruits, before declining. The expression of the triose phosphate transporter (TPT) was greater than that of Glc-6-P transporter. The ATP/ADP transporter was expressed to a low level throughout fruit development. The role of three enzymes Chloroplastic Fructose-1,6-bisphosphatase (cp-FBPase), ADP-glucose Pyrophosphorylase (AGPase) and Glucan Water Dikinase (GWD) protein are thought to influence the accumulation of starch in early development in tomato fruit were studied in normal sized tomatoes of the cultivar Moneymaker using antisense technique under the control of the patatin B33 promoter in the case of cp-FBPase, and the CaMV 35S promoter in the case of AGPase and GWD protein. It appears that repression of cp-FBPase and AGPase in tomato fruits does not influence metabolite levels as greatly as it does in leaves, possibly because any alterations are buffered by the ability of the fruit to import sugars. On the other hand, the repression of GWD protein in tomato fruits has a strong effect on metabolite levels.

Les plantes doivent assurer la protection de trois génomes localisés dans le noyau, les chloroplastes et les mitochondries. Si les mécanismes assurant la réparation de l’ADN nucléaire sont relativement bien compris, il n’en va pas de même pour celui des chloroplastes et des mitochondries. Or il est important de bien comprendre ces mécanismes puisque des dommages à l’ADN non ou mal réparés peuvent entraîner des réarrangements dans les génomes. Chez les plantes, de tels réarrangements dans l’ADN mitochondrial ou dans l’ADN chloroplastique peuvent conduire à une perte de vigueur ou à un ralentissement de la croissance. Récemment, notre laboratoire a identifié une famille de protéines, les Whirly, dont les membres se localisent au niveau des mitochondries et des chloroplastes. Ces protéines forment des tétramères qui lient l’ADN monocaténaire et qui accomplissent de nombreuses fonctions associées au métabolisme de l’ADN. Chez Arabidopsis, deux de ces protéines ont été associées au maintien de la stabilité du génome du chloroplaste. On ignore cependant si ces protéines sont impliquées dans la réparation de l’ADN. Notre étude chez Arabidopsis démontre que des cassures bicaténaires de l’ADN sont prises en charge dans les mitochondries et les chloroplastes par une voie de réparation dépendant de très courtes séquences répétées (de cinq à cinquante paires de bases) d’ADN. Nous avons également montré que les protéines Whirly modulent cette voie de réparation. Plus précisément, leur rôle serait de promouvoir une réparation fidèle de l’ADN en empêchant la formation de réarrangements dans les génomes de ces organites. Pour comprendre comment les protéines Whirly sont impliquées dans ce processus, nous avons élucidé la structure cristalline d’un complexe Whirly-ADN. Nous avons ainsi pu montrer que les Whirly lient et protègent l’ADN monocaténaire sans spécificité de séquence. La liaison de l’ADN s’effectue entre les feuillets β de sous-unités contiguës du tétramère. Cette configuration maintient l’ADN sous une forme monocaténaire et empêche son appariement avec des acides nucléiques de séquence complémentaire. Ainsi, les protéines Whirly peuvent empêcher la formation de réarrangements et favoriser une réparation fidèle de l’ADN. Nous avons également montré que, lors de la liaison de très longues séquences d’ADN, les protéines Whirly peuvent s’agencer en superstructures d’hexamères de tétramères, formant ainsi des particules sphériques de douze nanomètres de diamètre. En particulier, nous avons pu démontrer l’importance d’un résidu lysine conservé chez les Whirly de plantes dans le maintien de la stabilité de ces superstructures, dans la liaison coopérative de l’ADN, ainsi que dans la réparation de l’ADN chez Arabidopsis. Globalement, notre étude amène de nouvelles connaissances quant aux mécanismes de réparation de l’ADN dans les organites de plantes ainsi que le rôle des protéines Whirly dans ce processus. / Plants must protect the integrity of three genomes located respectively in the nucleus, the chloroplasts and the mitochondria. Although DNA repair mechanisms in the nucleus are the subject of multiple studies, little attention has been paid to DNA repair mechanisms in chloroplasts and mitochondria. This is unfortunate since mutations in the chloroplast or the mitochondrial genome can lead to altered plant growth and development. Our laboratory has identified a new family of proteins, the Whirlies, whose members are located in plant mitochondria and chloroplasts. These proteins form tetramers that bind single-stranded DNA and play various roles associated with DNA metabolism. In Arabidopsis, two Whirly proteins maintain chloroplast genome stability. Whether or not these proteins are involved in DNA repair has so far not been investigated. Our studies in Arabidopsis demonstrate that DNA double-strand breaks are repaired in both mitochondria and chloroplasts through a microhomology-mediated repair pathway and indicate that Whirly proteins affect this pathway. In particular, the role of Whirly proteins would be to promote accurate repair of organelle DNA by preventing the repair of DNA double-strand breaks by the microhomology-dependant pathway. To understand how Whirly proteins mediate this function, we solved the crystal structure of Whirly-DNA complexes. These structures show that Whirly proteins bind single-stranded DNA with low sequence specificity. The DNA is maintained in an extended conformation between the β-sheets of adjacent protomers, thus preventing spurious annealing with a complementary strand. In turn, this prevents formation of DNA rearrangements and favors accurate DNA repair. We also show that upon binding long ssDNA sequences, Whirly proteins assemble into higher order structures, or hexamers of tetramers, thus forming spherical particles of twelve nanometers in diameter. We also demonstrate that a lysine residue conserved among plant Whirly proteins is important for the stability of these higher order structures as well as for cooperative binding to DNA and for DNA repair. Overall, our study elucidates some of the mechanisms of DNA repair in plant organelles as well as the roles of Whirly proteins in this process.

L’origine de la structuration spatiale de la diversité inter spécifique (SSDS) des forêts d’Afrique centrale est l'objet de vigoureux débats quant à l’importance relative des facteurs historiques, stochastiques et déterministes. De plus, la SSDS est le plus souvent mal caractérisée, en particulier la variation spatiale de la composition des communautés (diversité beta).<p>L’hypothèse la plus souvent avancée pour expliquer l’origine des centres de diversité et d’endémisme est historique :ces centres constitueraient d’anciens refuges forestiers formés pendant les périodes sèches du Quaternaire. Cependant, la forte hétérogénéité environnementale de ces régions pourrait tout aussi bien expliquer la SSDS.<p>L'objectif principal de cette thèse est de tester l'importance de ces facteurs (historiques et/ou hétérogénéité environnementale) :si les facteurs historiques sont déterminants, on s’attend à observer une concordance spatiale entre la SSDS et la structure spatiale de la diversité génétique (SSDG). En effet, la variation neutre au sein des espèces est en grande partie soumise aux processus qui affectent également la SSDS (dérive génétique/écologique et dispersion des espèces/flux de gènes). L’approche utilisée dans cette thèse consiste donc à comparer et évaluer la concordance spatiale entre la SSDS et la SSDG.<p>Le modèle biologique et le cadre géographique de cette étude sont les communautés et les populations d’arbres des forêts humides d’Afrique centrale atlantique, avec une attention particulière pour les forêts gabonaises. La SSDS a été étudiée sur la base de relevés de communautés d’arbres (16308 individus) et la SSDG sur la base de séquences d’ADN chloroplastiques de six espèces d’arbres (Greenwayodendron suaveolens, Scorodophloeus zenkeri, Afrostyrax lepidophyllus, Afrostyrax kamerunensis, Santiria trimera et Erythrophleum suaveolens).<p>Quatre objectifs spécifiques ont été retenus :<p>(i)\ / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished