Les cellules déficientes pour la recombinaison homologue (RH) présentent un ralentissement des fourches de réplication, un nombre aberrant de centrosomes et une aneuploïdie même en absence de stress exogène (Bertrand P 2003, Daboussi F 2005, 2008, Deng 1999, 2002, Griffin 2000, Kraakman-van der Zwet 2002). De plus, la fréquence des mitoses présentant des chromosomes surnuméraires est plus élevée dans ces cellules.L’ensemble des ces résultats suggéraient que le ralentissement des fourches de réplication dans les cellules déficientes pour la RH pourrait avoir un impact direct sur la formation de centrosomes surnuméraires. De plus, nous voulions savoir si cela pouvait également influencer la ségrégation des chromosomes au cours de la mitose. Les résultats que nous avons obtenus sont rassemblés dans l’article intitulé : “Homologous Recombination protects against mitotic defects and unbalanced chromosome segregation caused by spontaneous replication stress”.Le traitement des cellules compétentes pour la RH avec 5µM d’hydroxyurée (HU), un inhibiteur de l’enzyme de synthèse des dNTPs, induit un ralentissement des fourches de réplication parfaitement comparable à celui observé dans les cellules déficientes pour la RH. Après traitement à l’HU des cellules compétentes pour la RH, la fréquence de mitoses présentant des chromosomes surnuméraires augmente et devient similaire à la fréquence de mitoses avec des chromosomes surnuméraires pour les cellules déficientes pour la HR non traitées à l’HU. Nous avons mesuré l’impact de l’HU sur l’apparition des ponts anaphasiques et sur des défauts de ségrégation des chromosomes lors de la mitose. En l’absence de traitement, nous observons une fréquence plus élevée de ponts anaphasiques et de défauts de ségrégation dans des cellules déficientes pour la RH. Des traitements avec 5µM d’HU augmentent la fréquence des ponts anaphasiques et des erreurs de ségrégation dans les cellules compétentes pour la RH, pour atteindre un niveau comparable aux cellules déficientes pour la RH. Ainsi, une altération de la dynamique de réplication consécutive à une déficience de RH ou à un traitment avec de faibles doses d’HU induit des défauts au cours de la mitose. Un lien direct entre une dynamique de réplication anormale et l’apparition d’un nombre aberrant de centrosomes pourrait être la persistance en mitose d’ADN non répliqué ou endommagé.  Comme l’ADN non répliqué ou les fourches bloquées induisent la formation d’ADN simple brin couvert par RPA, nous avons compté le nombre de cellules en G2/M présentant des foyers de RPA, et observé que la fraction de cellules ayant plus de 5 foyers de RPA augmente dans des cellules déficientes pour Brca2. En conclusion, nous proposons un lien direct entre des altérations de la cinétique de réplication, l’apparition de centrosomes surnuméraires et des défauts de ségrégation des chromosomes en mitose dans les cellules déficientes pour la RH même non soumises à un stress exogène. L’utilisation de faibles doses d’HU dans des cellules compétentes pour la RH mime les phénotypes observés dans les cellules déficientes pour la RH et confirme notre modèle.Nous avons également cherché à comprendre les causes du ralentissement des fourches de réplication observé dans les cellules déficientes pour la RH. Il est ainsi possible que les arrêts de fourches spontanés soient une conséquence d’un stress oxydatif endogène. Dans les cellules compétentes pour la RH, le redémarrage des fourches bloquées est possible et assure une progression normale de la réplication de l’ADN. Ceci favorise une ségrégation équilibrée des chromosomes, le maintien de la diploïdie et la stabilité du génome. Dans des cellules déficientes pour la RH, les blocages de fourches devraient être délétères puisque les principaux mécanismes de redémarrage des fourches ne sont pas fonctionnels. De plus, l’arrêt prolongé des fourches ainsi que les cassures double brin générées par l’effondrement des fourches devraient activer des voies de signalisation. Nous avons néanmoins observé que les cellules ne sont pas bloquées dans le cycle cellulaire, ce qui suggère qu’un seuil supérieur de dommages doive être atteint pour induire l’arrêt du cycle. Les stress endogènes ne semblent donc pas suffisamment élevés pour atteindre ce seuil : même si l’ensemble des fourches parcourant le génome sont ralenties, l’activation d’origines cryptiques permet de compenser et ainsi de maintenir la progression dans le cycle. Mais puisque les cellules ne sont pas arrêtées dans le cycle, des fourches bloquées, de l’ADN endommagé ou non répliqué pourraient persister jusqu’à la transition G2/M et in fine perturber le déroulement de la mitose. Des centrosomes multipolaires provoquent la formation de fuseaux multipolaires et favorisent la ségrégation déséquilibrée des chromosomes, entraînant l’aneuploïdie, la déstabilisation du génome et le développement de cancers. / HR deficient cells show slow replication kinetics, aberrant centrosome number and aneuploidy even in the absence of any exogenous stress (Bertrand P 2003, Daboussi F 2005, 2008, Deng 1999, 2002, Griffin 2000, Kraakman-van der Zwet 2002). Frequency of mitosis with extra centrosomes is elevated and replication kinetics decreased in HR deficient compared to HR proficient cells, in the absence of exogenous stress. Thus the question arose, if replication slowing down in HR deficient cells has direct impact on the appearance of supernumerary centrosomes. Furthermore we wanted to know if this might directly impact chromosome segregation. The results we gained are brought together in the paper “Homologous recombination suppression causes spontaneous mitotic alterations through endogenous replication stress”. By treating our HR proficient cells with 5µM HU we found the perfect concentration to mimic replication dynamics of HR deficient cells in an HR proficient background. This concentration was applied to HR proficient cells. After HU treatment the frequency of mitosis with extra centrosomes was elevated in HR proficient cells. Now they showed the same frequency of mitosis with extra centrosomes, than unchallenged HR deficient cells. We measured the impact of HU treatment on occurrence of anaphase bridges or aberrant mitotic segregation. In the absence of treatment higher frequency of anaphase bridges and aberrant mitotic segregation was detected for HR deficient cells. With 5µM HU the frequency of anaphase bridges and aberrant mitosis could be elevated in HR proficient cells. Now they showed aberrant mitotic features with the same frequency than unchallenged HR deficient cells. A direct link between abnormal replication kinetics and aberrant centrosomes might be unreplicated or damaged DNA, that enter mitosis. Unreplicated or blocked DNA might harbour ss DNA bound RPA. Thus we counted G2/M cells with RPA foci. Indeed the fraction of cells that harbour more than 5 RPA foci was elevated in Brca2 deficient in comparison to Brca2 proficient cells. In conclusion we propose a direct link between delayed replication, supernumerary centrosomes and aberrant chromosome segregation in unchallenged HR deficient cells. If we mimicked replication kinetics of HR deficient cells in an HR proficient background, we also mimicked frequency of mitosis with extra centrosome number and aberrant chromosome segregation. Furthermore we investigated the causes of replication slowing down in HR deficient cells. It can be hypothesized that endogenous oxidative stress is implicated in spontaneous fork arrest. In HR proficient cells, reactivation of stalled replication forks and therefore normal replication progression is assured. This favours balanced chromosome segregation, diploidy and genetic stability.In HR deficient cells, replication fork blockage might be detrimental as the main restart mechanism for blocked forks is absent. Prolonged fork blockage or DSB’s arising by fork collapse or resolution of blocked replication forks might activate signalling pathways. However cells are not arrested in cell cycle progression, suggesting that a threshold should be reached to activate cell cycle arrest. Endogenous stress is not sufficient high to reach this threshold. Replication is genome wide slowed down. In this context, the activation of cryptic origins compensates at least partly the slow replication velocity. However, because cells were not arrested in cell cycle progression, some blocked replication forks and damaged or unreplicated DNA regions might persist until G2/M phase and affect centrosome duplication and chromosome segregation. Multipolar centrosomes cause multipolar spindles and favour unbalanced chromosome segregation leading to aneuploidy, genetic instability and cancer development.

Chez les bactéries, la ségrégation du chromosome est initiée durant la phase de réplication. Des expériences de time lapse, utilisées pour observer que la dynamique des loci frères durant le cycle cellulaire, montrent que, chez Escherichia coli, les régions sœurs restent colocalisées pour une période significative dans les régions des macrodomaines du chromosome et pour une courte période dans les régions non-structurées. Nous nous sommes posés la question suivante: est ce que l’étape de colocalisation révèle une réelle cohésion entre les chromatides sœurs ? Pour y répondre, nous avons développé un outil génétique, alternatif aux outils de biologie cellulaire, permettant de mesurer la distance entre les chromatides sœurs de manière directe. La fréquence de recombinaison intermoléculaire médiée par la recombinase Cre entre les sites loxP positionnés sur les chromatides sœurs est mesurée pour différentes positions. De cette fréquence, nous avons pu déduire la proximité entre les chromatides sœurs. Nous révélons que les loci frères restent proche l’un de l’autre pour une courte période après la réplication. Nous appelons cette étape la cohésion moléculaire, celle-ci est dépendante du locus considéré. Nous montrons que les facteurs qui favorisent la colocalisation des foci frères n’augmentent pas nécessairement l’habilité des loci frères à recombiner. En effet, la protéine MatP, un acteur de la colocalisation des macrodomaines Ter, n’affecte pas la cohésion entre les deux copies de cette région. La Topoisomérase IV est un facteur essentiel à la ségrégation des chromosomes. En son absence, les chromosomes ne peuvent se ségréger et restent colocalisés dans la cellule. Nous révélons par le test de recombinaison que l’absence de Topoisométase IV dans les cellules provoque une augmentation des interactions entre chromatides sœurs. Au final, nous avons montré que l’étape de cohésion est différente de la colocalisation, que les mécanismes moléculaires diffèrent d’une étape à l’autre et que les liens de précaténation moduleraient la cohésion post-réplicative entre chromatides sœurs. / In bacteria, the segregation of the chromosome is initiated during the replication phase. Time lapse experiments, used to watch the dynamic of loci during cell cycle, showed, in Escherichia coli, that the sister loci remain colocalized for a significant amount of time in the macrodomain regions of the chromosome and for shorter period in the Non Structured regions. We asked the following question: does this colocalization step reveal a real cohesion between the sister chromatids? To answer, we have developed a genetic tool, alternative to cell biology tools, to measure the distance between sister chromatids directly. The frequency of intermolecular recombination mediated by Cre recombinase loxP sites located on sister chromatids was measured for various loci. From this frequency we were able to deduce the proximity of sister chromatids. We revealed that sister loci remained in close proximity for a short period following replication. We called this step molecular cohesion, it is dependent on the considered locus. We showed that factors that promote colocalisation of sister foci do not necessarily increase the ability of sister loci to recombine. Indeed, the MatP protein, an actor of macrodomain Ter colocalisation, does not affect the cohesion between the two copies of this region. The TopoIV is essential for the segregation of chromosomes. In its absence, the chromosomes can not segregate and remain colocalized in the cell. We reveal by recombinaison assy that the absence of Topoisomerase IV revealed an increase of interactions between sister chromatids. To conclude, we have shown that the cohesion step is different from the colocalisation step, the molecular mechanisms differ from one stage to another and précaténation links take part in the post-replicative cohesion between sister chromatids

Les habitats sur le substrat de serpentine représentent un environnement hostile pour le développement des plantes. Ils sont caractérisés par un faible nombre d’espèces mais un haut niveau d’endémisme. Cette étude présente pour la première fois une série des données sur la taille du génome, du nombre chromosomique, du niveau de ploïdie, de l’affinité pour le substrat, du cycle de vie, du type et de la forme de croissance des serpentinophytes dans l’extrême nord-ouest de la zone de serpentine dans les Balkans. Les 308 taxons des plantes étudiées comprennent appartenant à 213 genres, dont la taille du génome est donnée pour la première fois pour 28 genres et 99 espèces. En utilisant les critères de Leitch, plus de la moitié des taxons (55.63%) appartiennent au groupe des très petits génomes, 22.19% aux petits, 18.75% aux moyens, 3.13% aux grands, et seulement 0.31% aux très grands génomes. Concernant l'affinité au substrat, la majorité d’espèces (171) sont indifférentes ou des serpentinophytes facultatives (103). Selon le type de cycle de vie, ~ 4% des espèces sont annuelles, 88.31% pérennes, dont 57% possèdent de très petits génomes. Les hémicryptophytes représentent une forme de vie dominante (48.38%), tandis que les phanérophytes représentent 17%, les chaméphytes 15%, les thérophyte 9% et les géophytes 9%. Il est évident que le stress hydrique, les températures élevées et la présence de métaux lourds dans les habitats sur la serpentine jouent une haute pression sélective et favorisent des espèces pérennes à très petits génomes.Le Narcissus poeticus (Amaryllidaceae), serpentinophyte facultative, est l’ancêtre des narcisses cultivés. C'est la première étude de N. poeticus et de sa rhizosphère dans les populations naturelles. Il montre une tolérance au pH du sol qui varie du 4.64 à 7.85. Les concentrations totales de nickel, de cobalt et de magnésium sont plus élevées dans les sols sur serpentine que dans ceux sur calcaires. Narcissus poeticus est caractérisé par une plus grande accumulation de manganèse, de nickel et de magnésium dans ses parties aériennes. Le cobalt, par contre, a une concentration totale uniforme dans toutes les parties de la plante. Une autre caractéristique inhabituelle de N. poeticus est son plus grand rapport molaire Ca/Mg dans les parties souterraines, probablement dû à sa forme de vie (géophytes) et une dormance estivale. Il est évident que, même si N. poeticus accumule certaines quantités de métaux lourds estimés (Mn, Ni, Co, Fe), il n'est pas pour autant un hyperaccumulateur.Une partie importante de ce travail concerne la variabilité de la structure chromosomique, la taille du génome, le niveau de ploïdie et la présence de chromosomes B dans 13 populations naturelles de N. poeticus poussant sur différents substrats géologiques et dans différentes conditions environnementales. La technique de la cytométrie en flux a été utilisée pour estimer la taille du génome, l’hybridation in situ fluorescente (FISH) pour la cartographie physique de l'ADNr, le fluorochrome banding pour l'organisation de l’hétérochromatine et la coloration au nitrate d’argent pour estimer l'activité des gènes ribosomiques. L’organisation des gènes ribosomiques et l’existence des triploïdes naturels ont été rapportés ici pour la première fois. Présence des individus portant de chromosomes B (dans 9 populations sur 13) et de translocations chromosomiques a été détectée. Un système particulier de chromosomes B présente trois différents morphotypes. Le submétacentrique type, le plus fréquent, possède quatre paternes différents dans l’organisation de l’hétérochromatine et de l'ADNr. La coloration à l’AgNO3 a montré que le nombre de nucléoles formés augmente en présence des chromosomes B portant des gènes ribosomiques, dont l’activité est ainsi prouvée. Les résultats obtenus démontrent que N. poeticus possède un génome dynamique avec la quantité d’ADN variable en raison de la présence de polyploïdie, de chromosomes B et de réarrangements chromosomiques. Il semble que les modifications observées reflètent la réponse du génome à différentes conditions environnementales où les individus portant les chromosomes B pourraient avoir des avantages sélectifs. / Habitats on serpentine substrate present a hostile environment for the plants development. They are characterized by a small number of species, but high levels of endemism. This study shows for the first time a series of data on genome size, chromosome number, ploidy level, the affinity to the substrate, the life cycle, the type and form of growth in the extreme northwest region of serpentine area in the Balkans. The sample includes 308 taxa belonging to 213 genera, with new values recorded for 28 genera and 99 species. Using Leitch’s criteria, more than half of estimated taxa (55.63%) belong to the group of very small genomes, 22.19% small, 18.75% intermediary, 3.13% large and only 0.31% to very large genomes. Regarding the affinity to the substrate, the majority of species (171) were indifferent or facultative serpentinophytes (103). Concerning the life cycle, ~ 4% of species are annuals and 88.31% perennials, and 57% had very small genomes. Hemicryptophytes represent a dominant life form (48.38%), phanerophytes 17%, 1chamaephytes5%, therophytes 9% and geophytes 9%. It is clear that the water stress, high temperatures and presence of heavy metals in serpentine habitats have the high selective pressure and favor perennial species with very small genome.The Narcissus poeticus (Amaryllidaceae), facultative serpentinophyte, is the ancestor of cultivated daffodils. This is the first study of N. poeticus and its rhizosphere in natural populations. It shows tolerance to soil pH ranging from 4.64 to 7.85. Serpentine soils have total concentrations of nickel, cobalt and magnesium highest, compared with calcareous soils. Narcissus poeticus is characterized by the greater accumulation of manganese, nickel and magnesium in the aerial parts of plant. Against the cobalt has a uniform total concentration in all parts of the plant. Another unusual feature of N. poeticus is the highest molar ratio Ca / Mg in the underground parts, probably du to his life form (geophytes) and summer dormancy. It is obvious that although N. poeticus accumulate certain amounts of estimated heavy metals (Mn, Ni, Co, Fe), it does not a hyperaccumulator.An important part of this work concerns the variability of the chromosome structure, genome size, the ploidy level and the presence of B chromosomes in 13 natural populations growing on different soils and under different environmental conditions. The technique of flow cytometry was used to estimate the genome size, fluorescent in situ hybridization (FISH) for the physical mapping of rDNA, the fluorochrome banding for the organization of heterochromatin and silver staining to estimate the activity of ribosomal genes. Organization of ribosomal genes and natural triploids have been reported here for the first time. Presence of individuals carrying B chromosomes (in 9 / 13 populations) and chromosomal translocations were detected. A particular system of B chromosomes presents three different morphotypes. The most common submetacentric type shows four different patterns in the organization of heterochromatin and rDNA. The AgNO3 staining showed that the number of nucleoli formed increases in the presence of B chromosomes carrying ribosomal genes, which proved their activity. The obtained results show that N. poeticus has a dynamic genome with the variable amount of DNA due to the presence of polyploidy, B chromosomes and chromosomal rearrangements. It seems that the observed changes reflect the response of the genome to different environmental conditions in which individuals carrying B chromosomes may have some selective advantages / Habitati na serpentinskim substratima predstavljaju nepovoljne uvjete za razvoj biljaka. Karakteriziraju se sa malim brojem vrsta, ali prisustvom velikog broja endema. U ovoj studiji se po prvi put prezentira serija podataka o veličini genoma serpentinofita, njihovom hromosomskom broju, nivou ploidije, sklonosti ka supstratu, tipu životnog ciklusa i životne forme na krajnjem sjeverozapadnom dijelu serpentinskog područja Balkanskog poluostrva. Uzorak je obuhvatao 308 svojti iz 213 rodova, sa novim vrijednostima za 28 rodova i 99 vrsta. Prema Leitch-evim kriterijima, više od polovine analiziranih svojti (55.63%) pripadale su grupi vrlo malih genoma, 22.19% malim, 18.75% srednjim, 3.13% velikim i samo 0.31% vrlo velikim genomima. U odnosu na sklonost ka supstratu, glavnina vrsta (171) su bile indiferentne ili fakultativne serpentinofite (103). U zavisnosti od životnog ciklusa, ~ 4% vrsta su bile jednogodišnje, a 88.31% višegodišnje, od kojih je 57% imalo vrlo male genome. Hemikriptofite su predstavljale dominantnu životnu formu (48.38%), koju slijede fanerofite (17%), hamefite (15%), terofite (9%) i geofite (9%). Iz dobivenih rezultata proizilazi da vodni stres, visoke temperature i prisustvo teških metala u serpentinskim habitatima imaju visok selektivni pritisak i favoriziraju višegodišnje vrste sa vrlo malim genomom.Narcissus poeticus (Amaryllidaceae), fakultativna serpentinofita, je predak kultiviranih narcisa. Ovo je prva studija o N. poeticus i njegovoj rizosferi u prirodnim populacijama. Ova vrsta pokazuje toleranciju na promjene pH vrijednosti u dijapazonu od 4.64 do 7.85. Totalne koncentracije nikla, kobalta i magnezija u serpenitnskim tlima su bile veće nego u krečnjačkim. Narcissus poeticus se karakterizirao većom akumulacijom mangana, nikla i magnezija u nadzemnim dijelovima biljke. Suprotno, kobalt je imao skoro istu totalnu koncentraciju u svim dijelovima biljke. Druga neuobičajena karakteristika N. poeticus je najveći iskazani molarni odnos Ca/Mg u podzemnim dijelovima, vjerovatno zbog njegove životne forme (geofita) i ljetne dormancije. Očito je da iako N. poeticus akumulira određene količine istraživanih teških metala (Mn, Ni, Co, Fe) on se ne moze smatrati nije njihovim hiperakumulatorom.Važan dio ove studije se odnosi na varijabilnost hromosomske strukture, veličine genoma, nivoa ploidije i prisustva B-hromosoma u 13 prirodnih populacija N. poeticus koje rastu na različitim geološkim supstratima i pod različitim okolišnim uslovima. Korištena je tehnika protočne citometrije za određivanje veličine genoma, fluorescentna in situ hibridizacija (FISH) za fizicko mapiranje rDNK, fluorohrom banding za organizaciju heterohromatina i bojenje srebrenim nitratom za utvrđivanje aktivnosti ribozomalnih gena. Organizacija ribosomalnih gena i prisustvo prirodnih triploida su u ovoj studiji saopćeni po prvi put. Uočeno je prisustvo individua koje nose B-hromosome (u 9 od 13 populacija) i hromosomske translokacije. Poseban sistem B-hromosoma je predstavljen sa tri različita morfotipa. Najčešći submetacentrični tip pokazuje četiri različita obrasca u organizaciji heterohromatina i rDNK. Bojenje s AgNO3 je pokazalo da se formirani broj nukleolusa povećava u prisustvu B-hromosoma koji nose ribosomalne gene, što potvrđuje njihovu aktivnost. Dobiveni rezultati pokazuju da N. poeticus ima dinamičan genom sa različitom količinom DNK usljed prisustva poliploidije, B-hromosoma i hromosomskih rearanžmana. Uočene promjene najvjerovatnije odražavaju odgovor genoma na različite okolišne uslove u kojima individue koje posjeduju B-hromosome imaju izvjesnu selektivnu prednost.

Des épisodes climatiques de sècheresse et/ou de hautes températures peuvent engendrer de fortes pertes de rendement pour les cultures de céréales au champ. Un QTL associé au rendement et à ses composantes a été détecté dans quatre populations de blé (Triticum aestivum L.) sur le bras long du chromosome 3B « qYDH.3BL ». Deux populations d’haploïdes doublés (RAC875/Kukri et Excalibur/Kukri) et deux populations de lignées recombinantes (RAC875/Kukri et Gladius/Drysdale) ont été utilisées pour cartographier finement le QTL, au même titre que l’identification de gènes candidats. Ces quatre populations ont été testées sous des conditions environnementales variées, incluant des périodes de sécheresse et/ou hautes températures en Australie et au Mexique. Des modèles statistiques mixtes et linéaires décomposant les variations génétiques et non-génétiques ont été utilisés pour la détection de QTL en considérant dans un premier temps chaque environnement unique, puis en considérant les environnements multiples dans une analyse commune. Les allèles de RAC875, Drysdale et Excalibur à ce locus ont montré une hausse du rendement de 5 à 12.5 % comparées à celles de Gladius ou Kukri. Un total de trente-sept marqueurs moléculaires a été cartographié dans la région du QTL. Les marqueurs moléculaires ont été sélectionnés (i) par comparaison avec une carte génétique publiée du chromosome 3B, ou (ii) en désignant de nouveaux marqueurs moléculaires sur les séquences de BAC-end, de contig ou de gènes provenant du projet de séquençage du chromosome 3B (3BSEQ, http://urgi.versailles.inra.fr/, cv. Chinese Spring). Ceci a permis la construction d’une carte génétique consensus du locus qYDH.3BL . A ce jour, aucun QTL associé au rendement ou ses composantes en condition de sécheresse et/ou de hautes températures n’a encore été cloné positionellement chez le blé tendre. Les marqueurs moléculaires de la région d’intérêt ont été utilisés pour cartographier physiquement des contigs, soit par PCR, soit par comparaison de séquences in silico. La région du QTL inclus un total de huit contigs physiques comprenant 85 gènes annotés. L’utilisation de base de données de transcris biologiques publiques ou internes ont été utilisées pour détecter la présence de ces gènes, réduisant la liste à soixante-cinq gènes. Sur les contigs ayant une confiance élevée, aucun des vingt gènes n’a été exprimé différentiellement entre RAC875 et Kukri. Cependant, un gène présentant du polymorphisme dans sa séquence ainsi qu’une délétion/insertion d’un segment portant 12 gènes ont été découvert permettant ainsi de continuer à affiner la liste de gènes candidats. Les trois lignées parentales (RAC875, Drysdale et Excalibur) qui ont l’allèle liée au haut rendement ont le même haplotype pour ce gène, et la même délétion/insertion en opposition au deux autres lignées parentales Gladius et Kukri. Ainsi, dans ce travail de thèse nous avons pu confirmer la présence d’un QTL répondant aux stresses environnementaux sur le chromosome 3BL dans différentes populations et différents environnements, identifier des gènes candidats sous le QTL, et proposer une liste restreinte pour de futures analyses sur la base de données d’expression et de polymorphismes entre les parents des populations de cartographie. / Drought and heat can occur during the growth cycle of crops and severely reduce yield. A QTL associated with yield and yield-related component was found in four wheat populations (Triticum aestivum L.) on the long arm of chromosome 3B “qYDH.3BL”. The four populations were grown under various climatic conditions including drought, heat and combinations of both in a number of different areas (Australia and Mexico). Linear mixed models that partition and account for genetic and non-genetic or extraneous variation were used to detect loci in single-environment and/or multi-environment QTL analysis using ASReml-R. The alleles carried by RAC875, Excalibur or Drysdale improved grain yield by between 5% and 12.5%. Two doubled haploid populations (RAC875/Kukri and Excalibur/Kukri) and two recombinant inbred line populations (RAC875/Kukri and Gladius/Drysdale) were used to fine map qYDH.3BL and identify candidate gene(s). A total of thirty-seven molecular markers were mapped on one or both genetic maps of chromosome 3B enabling development of a consensus genetic map of the qYDH.3BL region. The markers were selected based on comparisons with a published “neighbour map” of chromosome 3B or designed using either BAC-end, contig or gene sequences from the chromosome 3B sequencing project; 3BSEQ http://urgi.versailles.inra.fr/ (cv. Chinese Spring). A positional cloning approach was used to identify candidate genes for qYDH.3BL. Molecular markers from the targeted region were assigned to physical contigs by screening the chromosome 3B BAC library experimentally using PCR or in silico by sequence comparison. A total of eight physical contigs containing 85 genes, were anchored to the qYDH.3BL region. Public and in-house resources of wheat transcript sequences were used to restrict the gene list to 65 expressed genes. Based on comparison of the 65 gene sequences to gene probes in a drought transcriptomic database, three genes were found to be differentially expressed between RAC875 and Kukri under drought conditions. Short genomic sequence reads (10× coverage) from each of the five parental lines (RAC875, Kukri, Excalibur, Gladius and Drysdale) were mapped against the 65 genes for polymorphism discovery. One gene exhibited sequence polymorphism between the drought tolerant parents (RAC875, Excalibur and Drysdale) and the drought-sensitive parents (Gladius and Kukri). In addition, presence/absence polymorphisms were consistently detected throughout a region containing 12 genes, indicating that the drought tolerant parents may have a deletion (or alien introgression) in this region. Thus, in this work, we confirmed the genetic effect of qYDH.3BL in multiple environments and multiple populations, saturated the target region with new molecular markers and defined a preliminary list of genes located in the qYDH.3BL region and selected candidate genes for further investigations.

Summary : The wild diploïd species Gossypium australe carry interesting agronomic characters such as resistance to wilt fusarium and "delay of the gossypol glands morphogenesis in the seed " that makes it an important source of variability for the genetic improvement of the main cultivated cotton species G. hirsutum. One of the approach to introgress these characters is to isolate and exploit monosomic alien addition lines (MAAL). In order to isolate new MAAL of G. australe in G. hirsutum, the [2(G.hirsutum x G.australe)x G.hirsutum] pentaploid was backcrossed as male parent to G. hirsutum. Among the 253 BC1 derivatives obtained, 106 plants (42%) presented morphological alterations attributed to presence of G. australe chromatin. To define an SSR linkage group for each of the 13 G. australe chromosomes, 42 plants representative of the phenotypic variability observed in the BC1 generation and seven alien addition lines already isolated in our laboratory were analyzed using SSR markers developed from the G. hirsutum species. Out of the 150 SSR markers used, 100 % amplified G. australe DNA and 84 (56 %) generated 89 polymorphic loci. All these loci but two have been assigned, by means of an cluster algorithm, to 13 linkage groups assumed to match up to the 13 chromosomes of the diploid species. On this basis, about 60% of the analyzed plants were multisomic addition lines, 20%, MAAL while 20 % carrying no markers were supposed to be euploid. The newly isolated MAAL appeared to be the same as those already available. Five disomic alien addition plants carrying at least one additional chromosome different from the chromosomes of G. australe previously isolated in a monosomic addition configuration were selfed and the BC1S1 progenies obtained have been analyzed with SSR markers and GISH. Five new MAAL of G. australe in G. hirsutum have thus been isolated. In order to monitor the potentialities of using MAAL for the transfer of genetic material from the additional chromosome to the genetic background, the transmission frequency and integrity of the supernumerary chromosome have been analyzed with SSR markers in the self-progeny of five MAAL. Three of them revealed a transmission frequency significantly lower than the 3:1 expected ratio, one MAAL presented an exclusive preferential transmission of the additional chromosome. In these four MAAL the alien chromosome was transmitted almost unaltered. With the fifth MAAL the alien chromosome was normally transmitted but was altered in half of the plants containing G. australe chromatin. One of the investigated MAAL characterized by its brown fiber produced few plants carrying also white fibers. It has been shown that this mosaicism was due to the loss of the alien supernumerary chromosome. The complete loss of this chromosome seems to be linked to its fragmentation. Résumé : L'espèce diploïde sauvage Gossypium australe possède des caractères agronomiques d'intérêt tels que la résistance au fusarium et le "retard à la morphogenèse des glandes à gossypol" qui en font une importante source de variabilité pour l'amélioration génétique de la principale espèce de cotonnier cultivé G. hirsutum. Une des approches pour l'introgression de ces caractères est la production et l'exploitation de lignées monosomiques d'addition (LMA). Pour isoler les LMA de G. australe sur G. hirsutum, le pentaploïde [2(G.hirsutum x G.australe)x G.hirsutum] a été rétrocroisé comme parent mâle avec l'espèce tétraploïde. Sur les 253 graines obtenues, 106 (42%) ont donné des plantes présentant une morphologie nettement distincte de celle de G. hirsutum. Cette différence a été attribuée à la présence de chromosomes de G. australe. Afin de définir des groupes de liaison pour chacun des chromosomes de G. australe, 42 plantes représentatives de la variabilité phénotypique observée ainsi que 7 lignées d'addition déjà isolées ont été sélectionnées et analysées avec des marqueurs SSR développés sur l'espèce tétraploïde. Tous les 150 marqueurs utilisés ont amplifié l'ADN de G. australe et 84 (56%) ont généré 89 loci polymorphes. Tous ces loci, sauf deux, ont pu être assignés, par classification numérique, à 13 groupes de liaison supposés correspondre aux 13 chromosomes de l'espèce diploïde. Sur cette base, 60% des plantes analysées sont des plurisomiques d'addition; 20%, des LMA tandis que 20 % ne portant aucun marqueur ont été supposées euploïdes. Les nouvelles LMA isolées s'étant révélées être identiques à celles déjà isolées, 5 plantes disomiques d'addition portant au moins un chromosome non-encore isolé à l'état monosomique d'addition ont été autofécondées et leur descendance analysée avec des marqueurs SSR et par la GISH. Cinq nouvelles LMA ont pu ainsi être isolées. Afin d'étudier les potentialités d'utilisation de la méthode des LMA pour le transfert de matériel génétique de l'espèce sauvage vers l'espèce cultivée, la fréquence de transmission et l'intégrité du chromosome surnuméraire, a été analysée avec des marqueurs SSR dans une génération autofécondée de cinq LMA. Trois lignées ont donné un taux de transmission inférieur au ratio attendu de 3:1, chez la quatrième lignée le chromosome surnuméraire a été transmis à toute la descendance. Pour ces quatre lignées le chromosome additionnel a été transmis presque inaltéré. Avec la cinquième lignée, le chromosome additionnel a été transmis suivant le taux attendu mais a été altéré dans la moitié des plantes contenant de la chromatine de G. australe. Une des lignées analysées caractérisée par la couleur brune de ses fibres a produit quelques plantes portant également des fibres blanches. Il a été montré que ce mosaïcisme de la couleur des fibres était dû à la perte du chromosome additionnel. Cette perte semble être liée à une fragmentation du chromosome.

The transcription in the eukaryotic cells involves epigenetic regulatory mechanisms that control local and higher-order chromatin remodelling. In the skin, keratinocyte-specific genes are organized into distinct loci including Epidermal Differentiation Complex (EDC) and Keratin type I/II loci. This thesis introduces bioinformatics approaches to analyze multi-level regulatory mechanisms that control skin development and keratinocyte-specific differentiation. Firstly, integration of gene expression data with analyses of linear genome organization showed dramatic downregulation of the genes that comprise large genomic domains in the sweat glands including EDC locus, compared to ii hair follicles, suggesting substantial differences in global genome rearrangement during development of these two distinct skin appendages. Secondly, comparative analysis of the genetic programmes regulated in keratinocytes by Lhx2 transcription factor and chromatin remodeler Satb1 revealed that significant number of their target genes is clustered in the genome. Furthermore, it was shown in this study that Satb1 target genes are lineage-specific. Thirdly, analysis of the topological interactomes of Loricrin and Keratin 5 in hair follicle steam cells revealed presence of the cis- and trans-interactions and lineage specific genes (Wnt, TGF-beta/activin, Notch, etc.). Expression levels of the genes that comprise interactomes show correlation with their histone modification status. This study demonstrates the crucial role for integration of transcription factormediated and epigenetic regulatory mechanisms in establishing a proper balance of gene expression in keratinocytes during development and differentiation into distinct cell lineages and provides an integrated bioinformatics platform for further analyses of the changes in global organization of keratinocyte-specific genomic loci in normal and diseased skin.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2003. / Härtill 6 uppsatser.

Thesis (M. A.)--University of Canterbury, 2006. / Typescript (photocopy). Includes bibliographical references (leaves 118-130). Also available via the World Wide Web

Several approaches using molecular biology techniques and the social sciences has been employed in order to clarify the involvement of Africans and their descendants in the history of Brazil. The African presence in America dates back to the sixteenth century when men and women were sold as slaves to serve as manpower in the colonies of Europe. It is estimated that since that time more than 15 million people have been brought forcibly to the Americas, 40% had Brazil as a destination. These Africans and their descendants started swapping genes with Europeans and Indians who inhabited the region. However, is not yet known in detail the participation of Africans in shaping history and genetics of population. Difficult access to detailed history of Africans and their descendants in Brazil is due largely to lack of documents and other historical data and geography, and only recently modern techniques of molecular biology have allowed a detailed analysis of the origin and migration of peoples. Quilombo communities are remnants of Quilombo, which were groups of runaway slaves and freedmen, located in remote and inaccessible. Quilombo is a Bantu word which means warrior camp in the forest. This study aimed to determine the polymorphism of 11 microsatellite markers on the Y chromosome in the maroon communities of the State of Alagoas. We analyzed 11 microsatellite loci of 211 men in nine maroon communities of the State of Alagoas, identified 108 haplotypes. The haplotype diversity varied from 0.7464 ± 0.0907 (Muquém) to 0.9794 ± 0.0594 (Carrasco), suggesting that there is significant founder effect in these communities. Analysis of molecular variance (AMOVA) revealed that populations have maroon marked heterogeneity, with 25.4% of the variation due to differences among the 74.6% and intrapopulation differences. The ancient African lineages, Amerindian and European is quite varied, noting that some populations are genetically closer to European and other populations of African populations. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / Diversas abordagens utilizando técnicas de biologia molecular e de ciências sociais tem sido empregadas com a finalidade de esclarecer a participação dos africanos e seus descendentes na historia do Brasil. A presença do africano na América remonta ao século XVI, quando homens e mulheres foram comercializados como escravos para servirem de mão-de-obra nas colônias européias. Estima se que desde essa época mais de 15 milhões de pessoas tenham sido trazidas forçadamente para o continente americano, sendo que 40% delas tiveram o Brasil como destino. Esses africanos e seus descendentes iniciaram troca de genes com europeus e índios que já habitavam a região. No entanto, ainda não se conhece em detalhes a participação dos africanos na formação histórica e genética da população brasileira. A dificuldade de acesso à historia detalhada dos africanos e seus descendentes no Brasil se deve em grande parte a escassez de documentos e outros dados histórico-geográficos, e só recentemente técnicas modernas de biologia molecular permitiram uma análise detalhada da origem e migração dos povos. Quilombolas são comunidades remanescentes dos quilombos, que eram agrupamentos de escravos fugitivos e libertos, localizados em regiões isoladas e de difícil acesso. Quilombo é um termo Banto, que quer dizer acampamento guerreiro na floresta. O presente trabalho teve como propósito a determinação do polimorfismo de 11 marcadores microssátelites do cromossomo Y nas comunidades quilombolas do Estado de Alagoas. Foram analisados 11 locos de microssatélites de 211 homens em nove comunidades quilombolas do Estado de Alagoas, sendo identificado 108 haplótipos. A diversidade haplotípica variou de 0,7464±0,0907 (Muquém) a 0.9794±0,0594 (Carrasco), sugerindo que não existe efeito fundador significativo nessas comunidades. A análise da variância molecular (AMOVA) revelou que as populações quilombolas apresentam acentuada heterogeneidade, com 25,4% da variação devido a diferenças interpopulacionais e 74,6% a diferenças intrapopulacionais. As linhagens ancestrais africanas, ameríndias e européias é bastante variado, observando-se que algumas populações se aproximam geneticamente de populações européias e outras de populações africanas.

Les femmes développent une réponse immunitaire plus forte que celle des hommes. Ceci les protège vis-à-vis des infections virales ou bactériennes, mais augmente également leur risque de développer une pathologie auto-immune. Le lupus érythemateux systémique (LES) est une pathologie auto-immune prototypique à fort dimorphisme sexuel, avec 9 femmes affectées pour 1 homme. TLR7 (Toll-like receptor 7) est un TLR endosomal spécifique de l'ARN simple brin. Ce récepteur joue un rôle crucial dans la réponse antivirale mais aussi dans la rupture de tolérance à la base de la pathologie lupique. Sa surexpression dans un modèle murin suffit à induire le développement spontané d'un lupus. Au contraire, son invalidation dans des souches de souris développant un lupus spontané, est protectrice. Chez l'Homme, TLR7 est exprimé dans les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC), les monocytes, ainsi que dans les lymphocytes B (LB). Son engagement induit la production de médiateurs pro-inflammatoires par les pDC et les monocytes, et la maturation et la production d'anticorps par les LB. Le gène TLR7 est porté sur le bras court du chromosome X. Un mécanisme compensatoire du dosage des gènes portés sur les gonosomes intervient dans les cellules des mammifères, où un des deux chromosomes X est aléatoirement inactivé pendant le développement embryonnaire. Or ce mécanisme est imparfait et, chez les femmes, au minimum 15% des gènes portés sur l'X sont susceptibles d'échapper à son inactivation. Vu l'effet du dosage de Tlr7 dans les modèles murins du lupus, et de la localisation de TLR7 sur le chromosome X humain, nous avons cherché à déterminer si TLR7 serait sujet à l'échappement à l'inactivation de l'X chez les femmes. Pour cela nous avons développé une approche basée sur l'analyse sur cellule unique de l'expression d'un marqueur allélique au niveau des transcrits de TLR7. Nos résultats démontrent que ce gène échappe à l'inactivation du chromosome X dans 30% environ des LB, monocytes et pDC de femmes saines. De plus, nous avons observé par une technique d'hybridation in situ la transcription simultanée des deux allèles. L'expression bi-allélique de TLR7 est associée à une augmentation significative de l'ARNm de TLR7 dans les LB naïfs. Enfin, nos résultats démontrent que les LB naïfs exprimant les deux allèles de TLR7 sont préférentiellement enrichis dans les cellules différentiées dont la commutation de classe a été induite par un ligand de TLR7. De la même façon, les cellules plasmocytaires où TLR7 échappe à l'inactivation de l'X sont enrichies parmi les cellules prolifératrices en réponse à l'engagement de TLR7. En conclusion, ce travail démontre que le gène TLR7 échappe à l'inactivation de l'X chez plusieurs types de cellules immunitaires, que le dosage des transcrits du gène s'en trouve augmenté chez les lymphocytes B, et que la réponse biologique à l'engagement TLR7 est plus importante chez les lymphocytes B à expression bi-allélique. Par ailleurs, de premiers résultats mettent en évidence l'échappement de TLR7 à l'inactivation de l'X chez des hommes atteints du syndrome de Klinefelter (47, XXY). Ceci pourrait expliquer leur susceptibilité équivalente à celle des femmes au développement du lupus. / Women develop stronger immune responses than men, with positive effects on the resistance to viral or bacterial infections but magnifying also the susceptibility to autoimmune diseases like systemic lupus erythematosus (SLE), which affects 9 women per 1 man. Toll-like receptor 7 (TLR7) is an endosomal single-stranded RNA sensor that plays a key role in the initiation of the antiviral response. TLR7 dosage, however, is also a crucial determinant in SLE, and Tlr7 overexpression suffices to induce spontaneous lupus-like disease. Conversely, Tlr7 knock-out abolishes SLE development in lupus-prone mice. In humans, TLR7 is expressed in plasmacytoid dendritic cells (pDCs), monocytes and B lymphocytes. TLR7 engagement increases B cell maturation and production of antibodies, but also the production of pro-inflammatory cytokines by pDCs and monocytes. Human TLR7 is encoded on the short arm of the X chromosome. The cells of female mammals randomly inactivate one X chromosome in the course of embryonic development to equalize gene dosage between the sexes. However, 15% of X-linked human genes consistently escape inactivation so that both alleles are expressed in individual cells. Because increased dosage of TLR7 expression due to non-inactivation could contribute to autoimmunity, we investigated allelic expression of TLR7 in individual immune cells from women using a TLR7 allelic marker observable on mRNA molecules. Our results show that TLR7 escapes X chromosome inactivation in about 30% of B cells, pDCs and monocytes. TLR7 bi-allelic expression was observed also in situ by RNA-FISH. Naive B cell TLR7 bi-allelic expression is accompanied by higher TLR7 mRNA expression. Our results demonstrate that TLR7 escape from X-inactivation is associated with an enhanced plasma cell proliferative response to TLR7 ligands, and promotes immunoglobulin class switch induced by T cell help and TLR7 engagement. Our study provides proof of principle that TLR7 escapes from X chromosome inactivation in several types of immune cells of women and results in greater transcriptional expression, and shows also that cellular function in bi-allelic B cells is augmented in a TLR7-specific manner. Bi-allelic expression of TLR7 in women is thus a potential risk factor in the pathogenesis of SLE. Our initial results show also that TLR7 escapes from X inactivation in the immune cells of men with Klinefelter syndrome (47, XXY), which may explain a risk of SLE equivalent to women's.