Les récentes études transcriptomiques chez divers organismes ont montré que la transcription des gènes convergents peut produire des ARN messagers (ARNm) chevauchants. Ce phénomène a été analysé dans le contexte de l’interférence par ARN (ARNi) nucléaire, et peu d’information existe quant au destin cytoplasmique des messagers 3’ chevauchants ou leur impact sur l’expression des gènes. Dans ce travail, nous avons abordé les conséquences potentielles de l’interaction entre des paires d’ARNm sens-antisens chez Saccharomyces cerevisiae, un organisme modèle naturellement dépourvu de l’ARNi. Nous avons démontré que les extrémités 3’ complémentaires des ARNm peuvent interagir dans le cytoplasme et moduler la stabilité ainsi que la traduction d’ARNm. Nos résultats sont issus d’une étude détaillée d’une paire d’ARNm convergents, POR1 et OCA2, ensuite généralisée par l’approche de l’ARNi reconstituée chez S. cerevisiae. L’analyse globale a confirmé que dans les cellules sauvages, les paires d’ARNm sens-antisens forment des duplexes d’ARN in vivo et ont un rôle potentiel à moduler l’expression d’ARNm ou de protéines respectifs, dans des différentes conditions de croissance. Nous avons montré que le destin de centaines des messagers convergents est contrôlé par Xrn1, révélant l’importance de cette exoribonucléase 5’-3’ cytoplasmique très conservée dans la régulation post-transcriptionnelle des gènes convergents. Notre travail ouvre donc la perspective de considérer un nouveau mécanisme de l’interaction entre les paires d’ARNm sens-antisens dans le cytoplasme, chez les organismes contenant ou non la voie de l’interférence par ARN. / Recent transcriptome analyses have revealed that convergent gene transcription can produce many 3’ overlapping mRNAs in diverse organisms. This phenomenon has been studied in the context of nuclear RNA interference (RNAi) pathway, however little is known about the cytoplasmic fate of 3’ overlapping messengers or their impact on gene expression. In this work, we address the outcomes of interaction between sense-antisense mRNA pairs in Saccharomyces cerevisiae, a model organism naturally devoid of RNAi. We demonstrate that the complementary tails of 3’ overlapping mRNAs can interact in the cytoplasm in a sequence-specific manner and promote post-transcriptional remodeling of mRNA stability and translation. Our findings are based on the detailed analysis of a convergent mRNA pair, POR1 and OCA2, subsequently generalized using the reconstituted RNAi approach in S. cerevisiae. Genome-wide experiments confirm that in wild-type cells, sense-antisense mRNA pairs form RNA duplexes in vivo and thus have potential roles in modulating the respective mRNA or protein levels under different growth conditions. We show that the fate of hundreds of messenger-interacting messengers is controlled by Xrn1, revealing the extent to which this conserved 5’-3’ cytoplasmic exoribonuclease plays an unexpected but key role in the post-transcriptional control of convergent gene expression. In sum, our work opens a perspective to consider an additional, cytoplasmic mechanism of interaction between sense-antisense mRNA pairs, in both RNAi-positive and negative organisms.

En augmentant la distribution des ressources dans l'espace, la fragmentation du paysage contraint le mouvement des organismes. Deux types de stratégies adaptatives antagonistes ont été mises en évidence en réponse à cette pression : une diminution ou une augmentation de la propension et de la capacité des organismes à se déplacer. La majorité de la littérature traite de la diminution des mouvements en réponse à la fragmentation du paysage. En étudiant un organisme contraint de traverser la matrice pour achever son cycle de vie (i.e. Bufo bufo), je me suis intéressée à la stratégie d'augmentation et d'optimisation des mouvements en réponse à la fragmentation. Peu d'études permettent de conclure sur l'existence de plasticité phénotypique, d'effets maternels ou d'évolution des traits liés au mouvement en réponse à la fragmentation. J'ai ainsi inclus dans ma démarche expérimentale des élevages en conditions standardisées afin d'étudier l'évolution des caractéristiques du mouvement en réponse à la fragmentation. Plus précisément, j'ai étudié l'évolution des capacités de navigation en m'intéressant à la vitesse dévolution, à la base magnétique et à l'influence de l'orientation vectorielle sur la dispersion. Je me suis également intéressée à l'évolution du comportement exploratoire en réponse à la fragmentation / Landscape fragmentation increases resource distribution and constrains animal movements. Two kinds of adaptive strategy have been revealed in response to this selective pressure: an increase or a decrease of animal capacity and propensity to move. I studied the resistance strategy (i.e. increase of movements) which is poorly documented in the literature. To do so I focused on an organism facing the need to cross the matrix to achieve its life cycle (Bufo bufo). Only a few studies enable to disentangle phenotypic plasticity, maternal effect and evolution of movement characteristics. I used common garden rearing and cross-breeding experiments in order to focus on the evolutionary dimension of movement characteristics changes induced by landscape fragmentation. More precisely, I studied the evolution of navigation capacities by focusing on vector orientation, its evolutionary rate, its genetic basis, its magnetic basis and its influence on dispersal. I also studied the evolution of the exploratory behaviour in response to landscape fragmentation and searched for convergent evolution of this behaviour

La domestication est un modèle idéal pour étudier les processus évolutifs car elle implique des événements d'adaptation récents avec une sélection forte. Les champignons sont de bons organismes modèles pour étudier la domestication et plus généralement l’adaptation, grâce à leurs petits génomes et leur facilité de manipulation. Ils sont utilisés depuis longtemps pour la transformation alimentaire, par exemple P. camemberti et P. roqueforti pour la fabrication du fromage, et la levure Saccharomyces pour la fermentation du vin et de la bière. Chez ces champignons, des caractéristiques bénéfiques ont été acquises pour la transformation alimentaire, et les transferts horizontaux de gènes se sont révélés être un moyen essentiel d’adaptation rapide dans l’environnement alimentaire. Ici, j’ai étudié principalement l’adaptation de deux espèces de Penicillium relativement distantes phylogénétiquement - P. nalgiovense et P. salamii, toutes deux utilisées pour la maturation de la viande séchée. J’ai étudié si ces champignons ont été domestiqués, c’est-à-dire si les populations alimentaires se sont adaptées à l’environnement de la viande séchée, et s’il y a eu une différenciation génétique par rapport à d’autres populations; j’ai aussi recherché si des traces génomiques d’adaptation pouvaient être détectées. En analysant des génomes complets, j’ai trouvé peu de diversité génétique et de structure de population chez P. salamii et encore moins chez P. nalgiovense. Des expériences ont montré que les populations de P. salamii et P. nalgiovense provenant de viande séchée présentaient des taux de protéolyse et de lipolyse plus faibles et des couleurs différentes de celles des populations de viande non séchée. De plus, nous avons trouvé des transferts de gènes horizontaux partagés par P. salamii et P. nalgiovense et absents chez d’autres espèces de Penicillium. En résumé, ces résultats indiquent une évolution convergente et une adaptation des populations de P. salamii et P. nalgiovense à la viande séchée. J'ai également étudié les conséquences de la domestication chez le champignon utilisé pour la production de fromages bleus, P. roqueforti, montrant une faible fertilité des souches fromagères par rapport aux souches non fromagères. Les résultats de la thèse soulignent donc l'importance des transferts de gènes horizontaux pour une adaptation rapide chez les champignons et renforcent l'idée que les champignons domestiqués pour la production de nourriture sont de bons modèles pour étudier l'adaptation et l'évolution. / Domestication is an ideal model to study evolutionary processes due to the recent adaptation events and strong selection it implies. Fungi in particular are good model organisms to study domestication and more generally adaptation, with their small genomes and experimental tractability. Fungi have been used for food production, e.g., P. camemberti and P. roqueforti for cheesemaking, and Saccharomyces yeast for wine and beer fermentation. In these fungi, beneficial traits have been acquired for food production, and horizontal gene transfers (HGTs) have been shown to be a major way to rapid adaptation in food environment. Here, I mainly studied the adaptation of food Penicillium fungi using two distantly related Penicillium species - P. nalgiovense and P. salamii, both used for dry-cured meat maturation, to assess whether these fungi have been domesticated, i.e., whether food populations adapted to the dry-cured meat environment, whether were genetically differentiated from other populations, and whether we could find genomic footprints of adaptive events. Using genome sequencing, we found little diversity and population structure in P. salamii and even less in P. nalgiovense. Experiments showed that both P. salamii and P. nalgiovense dry-cured meat populations had lower proteolysis and lipolysis rates and different colors from non-dry-cured meat populations. Furthermore, we found HGTs shared by P. salamii and P. nalgiovense while lacking in other Penicillium species. Altogether, these results indicate convergence evolution and adaptation in P. salamii and P. nalgiovense dry-cured meat populations, as was previously found in cheese Penicillium fungi. I also studied the consequences of domestication in the blue cheese fungus P. roqueforti, showing lower fertility of cheese strains compared to non-cheese strains. The results of the thesis thus point out the importance of HGTs for rapid adaptation in fungi and reinforce the view that fungi are ideal models to study adaptation and evolution.

Thèse de doctorat présenté en vue de l'obtention du doctorat en psychologie - recherche intervention, option neuropsychologie clinique (Ph.D) / Les personnes qui ont un trouble de déficit de l’attention avec/sans hyperactivité (TDAH) seraient particulièrement créatives. Toutefois, dans la littérature scientifique, cette croyance ne fait pas consensus. Bien que les personnes qui ont un TDAH présentent une grande créativité autorapportée, des résultats variables sont trouvés aux épreuves formelles de créativité (de potentiel créatif), même lorsque des variables confondantes, comme la nature hétéroclite de ces épreuves, sont prises en compte. En introduction de cette thèse, un tour d’horizon théorique sur la créativité et le TDAH est effectué et permet d’identifier un facteur de variabilité important qui a été négligé en recherche et qui pourrait masquer un lien entre la créativité et le TDAH : l’hétérogénéité du TDAH. En effet, le TDAH se découpe en différentes présentations caractérisées par des symptômes dominants (l’inattention, l’hyperactivité/l’impulsivité ou une combinaison des deux). Chacun des corrélats neurocognitifs qui sous-tendent ces symptômes contribuerait à la créativité de façons bien spécifiques, suggérant que celle-ci pourrait différer entre les présentations du TDAH. Or, bien souvent, dans les études portant sur le TDAH et la créativité, le TDAH est considéré comme un trouble homogène. L’introduction de cette thèse amène également l’idée que la relation entre la créativité et le TDAH ne devrait pas être exclusivement étudiée en recherche. Alors que la science tarde à élucider l’existence d’une telle relation, la créativité dans le TDAH pourrait potentiellement être évaluée en contexte clinique, sur une base individuelle, à l’aide de tests de créativité. Avec l’arrivée de la mouvance de la neurodiversité, il est bien possible que les personnes qui ont un TDAH soient de plus en plus intéressées à être informées au sujet des forces sur lesquelles ils peuvent prendre appui pour se réaliser comme individus. Cependant, les tests de créativité sont souvent longs à administrer ainsi qu’à corriger, faisant en sorte qu’ils s’insèrent difficilement dans un protocole d’évaluation cognitive. Même en recherche, ces tests présentent plusieurs lacunes, surtout en ce qui a trait à la mesure de l’originalité des réponses. Des méthodes de cotation populaires, comme le calcul de la rareté statistique, impliquent la prise de plusieurs décisions subjectives et nécessitent la formation de larges échantillons pour être suffisamment précises. Pour leur part, les systèmes d’accord interjuges nécessitent un grand travail de correction. Ainsi, les principaux objectifs de cette thèse sont de mieux comprendre la relation entre la créativité et le TDAH en considérant les différentes présentations de ce trouble ainsi que d’introduire et de prévalider une mesure de l’originalité qui permettrait de contourner certaines critiques des tests de créativité en recherche. Ce test pourrait aussi rendre la mesure de la créativité plus compatible aux réalités de la clinique et faciliter l’identification de forces chez les personnes qui ont un TDAH. Dans une première étude, nous voulions vérifier si la créativité varie entre les présentations les plus communes du TDAH : la présentation avec prédominance de symptômes d’inattention (TDAH-I) et la présentation combinée (TDAH-C). Nous voulions aussi explorer la relation entre la créativité, les symptômes du TDAH ainsi que l’inhibition. Les participants (n = 83, 20 hommes) étaient âgés de 18 à 51 ans (M = 26.66, É-T = 8.73) et avaient un diagnostic de TDAH-I (n = 21), de TDAH-C (n = 19) ou pas de diagnostic de TDAH (n = 43). La créativité a été évaluée à l’aide d’une mesure de l’autoperception des habilités créatives et d’un test de pensée divergente. Les résultats révèlent que le groupe TDAH-C a produit des réponses plus originales et abstraites au test de pensée divergente que le groupe contrôle. En comparaison aux autres groupes, le groupe TDAH-C a rapporté une plus grande créativité auto perçue dans le domaine de la performance. Ce score était associé aux symptômes d’hyperactivité. Ces résultats suggèrent que la créativité varie entre les présentations du TDAH et que certains symptômes seraient associés à une plus grande créativité dans des domaines spécifiques. Dans une deuxième étude, qui se voulait exploratoire, nous avons développé un nouveau test de créativité : Creo. Les réponses à Creo sont évaluées en fonction de leur niveau de nouveauté personnelle. Ce faisant, la cotation ne repose pas sur la rareté statistique dans un groupe, mais plutôt sur un calcul novateur permettant d’estimer la taille des transformations effectuées dans les réponses. Quarante-sept hommes/femmes de 16-51 ans ont participé à l’étude de prévalidation. La validité de construit a été mesurée à l’aide de tâches de pensée divergente, d’autoperception des habilités créatives, de fonctions exécutives, de fluence graphique et d’intelligence non verbale. Creo présente certaines évidences de validité de construit. Le score de nouveauté personnelle à Creo apparait conceptuellement proche de celui de l’originalité en pensée divergente. Au terme de ce travail, il apparait essentiel de considérer les différentes présentations du TDAH en recherche, car celles-ci ne présentent pas les mêmes forces créatives. Ensuite, la mesure de la nouveauté personnelle pourrait être une alternative viable aux méthodes populaires de cotation de l’originalité dans la pensée divergente. En plus d’être un test intéressant en recherche, Creo pourrait être une tâche qui s’insère facilement dans un protocole d’évaluation cognitive en clinique et comporte des attributs qui pourraient le rendre particulièrement intéressant pour l’évaluation de la créativité dans le TDAH. Les implications théoriques et cliniques de l’ensemble de nos résultats sont discutées. / People who have attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) would be particularly creative. However, in the scientific literature, there is no consensus on this belief. Although people with ADHD shows high self-reported creativity, variable results are found on formal tests of creativity (tests of creative potential), even when confounding variables, such as the heterogeneous nature of these tests, are considered. In the introduction to this thesis, a theoretical overview of creativity and ADHD is carried out and identifies an important variability factor, which has been neglected in research and could mask a link between creativity and ADHD: the heterogeneity of ADHD itself. Indeed, ADHD is divided into different presentations characterized by dominant symptoms (inattention, hyperactivity/impulsivity, or a combination of both). Each of the neurocognitive correlates that underlie these symptoms may contribute to creativity in very specific ways, suggesting that it may differ between ADHD presentations. However, in studies of ADHD and creativity, ADHD is often considered to be a homogeneous disorder. The introduction of this thesis also brings the idea that the relationship between creativity and ADHD should not be exclusively studied in research. While science is slow to elucidate the existence of such a relationship, creativity in ADHD could potentially be assessed in a clinical context, on an individual basis, using creativity tests. With the arrival of the neurodiversity movement, it is quite possible that people with ADHD will be more and more interested in being informed about the strengths on which they can rely to achieve their individual fulfillment. However, creativity tests are often long to administer and correct, making them difficult to fit into a cognitive assessment protocol. Even in research, these tests have several shortcomings, especially in terms of measuring the originality of responses. Popular scoring methods, such as the calculation of statistical rarity, involve making several subjective decisions and require large samples to be sufficiently accurate. For their part, inter-rater agreement systems require a great deal of correction work. Thus, the main objectives of this thesis are to better understand the relationship between creativity and ADHD by considering the different presentations of this disorder as well as to introduce and prevalidate a measure of originality that would alleviate certain criticisms of creativity testing in research. This test could also make the measurement of creativity more compatible with clinical work and facilitate the identification of strengths in individuals with ADHD. In a first study, we wanted to verify whether creativity varies between the most common presentations of ADHD: the presentation with predominant symptoms of inattention (ADHD-I) and the combined presentation (ADHD-C). We also wanted to explore the relationship between creativity, ADHD symptoms and inhibition. Participants (n = 83, 20 men) were 18-51 years old (M = 26.66, SD = 8.73) and diagnosed with ADHD-I (n = 21), ADHD-C (n = 19) or no diagnosis of ADHD (n = 43). Creativity was assessed using a measure of self-perception of creative abilities and a divergent thinking test. The results reveal that the ADHD-C group produced more original and abstract responses to the divergent thinking test than the control group. Compared to the other groups, the ADHD-C group reported greater self-perceived creativity in the domain of performance. This score was associated with symptoms of hyperactivity. These results suggest that creativity varies between ADHD presentations and that certain symptoms may be associated with greater creativity in specific domains. In a second study, which was exploratory, we developed a new creativity test: Creo. Responses to Creo are evaluated based on their level of personal novelty. In doing so, the scoring is not based on statistical rarity in a group, but rather on an innovative calculation to estimate the size of the transformations performed in the responses produced by the participants. Forty-seven men/women aged 16-51 participated in the prevalidation study. Construct validity was measured using tasks of divergent thinking, self-perception of creative abilities, executive functions, graphic fluency, and nonverbal intelligence. Creo presents some evidence of construct validity. The personal novelty score in Creo appears conceptually close to that of originality in divergent thinking. At the end of this work, it appears essential to consider the different presentations of ADHD in research, because they do not present the same creative strengths. Second, measuring personal novelty could be a viable alternative to popular originality scoring methods in divergent thinking. In addition to being an interesting test in research, Creo could be a task that fits easily into a clinical cognitive assessment protocol and has attributes that could make it particularly interesting for the assessment of creativity in ADHD. The theoretical and clinical implications of all our results are discussed.

Ce travail de recherche s’inscrit dans le champ théorique de la didactique des langues et du bilinguisme. Il a pour objet l’étude et la réflexion sur l’harmonisation des pratiques d’enseignement dans deux écoles primaires du réseau de l’Agence de l’Enseignement Français à l’Étranger (AEFE) en Amérique latine : l’école de Santiago du Chili et celle de La Paz (Bolivie). À partir d’un certain stade de son développement, cette étude s’étend à d’autres écoles du réseau AEFE implantées sur le continent latino-américain. L’interlangue des jeunes apprenants constitue la matrice à partir de laquelle se fonde ce travail de théorisation. Une grande partie de la thèse est consacrée à l’analyse des interactions linguistiques en classe de français, d’espagnol et en classe bilingue afin d’appréhender les moyens pédagogiques déployés par les enseignants pour traiter de faits de langue et en particulier des interférences linguistiques qui leur sont inhérentes. Cette analyse s’attache donc à la dynamique d’articulation entre la langue nationale et la langue française dans les pratiques quotidiennes de classe. À partir de réflexions théoriques et d’expériences menées sur le terrain, cette recherche s’interroge, d’une part, sur la prise en compte de certains paramètres didactiques nécessaires à la construction d’un curriculum d’enseignement convergent, et, d’autre part, sur la conceptualisation et la mise en œuvre d’un curriculum de formation des enseignants en didactique convergente. / This investigative work is part of the theoretical field of language instruction and bilingualism. Its purpose is the study of, and the reflection upon the harmonization of teaching practices in two primary schools belonging to the network of the Agency for French Instruction Abroad (AEFE) in Latin America: one in Santiago, Chili, and the other in La Paz, Bolivia. After a certain point in its development, this study extends to other schools in the AEFE network located in Latin America. The interlanguage of young learners is the matrix for this theorization work. A large part of the dissertation is dedicated to analyzing linguistic interactions in French class, Spanish class and bilingual class in order to grasp the pedagogical means used by instructors to deal with language features and in particular, inherent linguistic interferences. This analysis deals closely with the dynamics of articulation between the national language and the french language in daily classroom practices. This investigation uses theoretical reflections and field experiments to examine the taking into account of certain didactic parameters needed to implement a convergent instruction curriculum, on the one hand, and the conceptualization and implementation of an instructor training curriculum in convergent didactics, on the other hand. / Este trabajo de investigación se enmarca en el ámbito teórico de la didáctica lingüística y del bilingüismo. Contempla el estudio y la reflexión sobre la armonización de prácticas de enseñanza y de aprendizaje en dos escuelas primarias asociadas a la red educativa de los centros de la Agencia para la Enseñanza Francesa en el Extranjero (A.E.F.E): la escuela de Santiago de Chile (Centro de la Alianza Saint-Exupéry) y la de La Paz en Bolivia (Centro del Colegio Franco Boliviano Alcide d’Orbigny). A partir de cierto grado de su desarrollo, este estudio abarca otras escuelas de la red de centros A.E.F.E ubicadas en el continente suramericano.La interlengua de los alumnos que en este contexto inician su aprendizaje a una edad temprana constituye la matriz en la que se fundamenta este trabajo de teorización.Gran parte de la tesis se centra en el análisis de las interacciones lingüísticas en las clases de francés, de español y en la clase bilingüe, a fin de potenciar la comprensión de los recursos pedagógicos utilizados por los docentes para plantear fenómenos lingüísticos y, en particular, las interferencias lingüísticas que los caracterizan. Siendo así, este análisis se fija en la dinámica de articulación entre la lengua nacional y la lengua francesa en las prácticas educativas cotidianas.A partir de reflexiones teóricas y de experiencias directas, esta investigación cuestiona, por una parte, el tener presentes ciertas consideraciones didácticas necesarias en el planteamiento convergente de una enseñanza curricular, y, por otra, la conceptualización y la aplicación de un currículo de capacitación docente en didáctica convergente.

Les anomalies du tube neural (ATN) sont des malformations congénitales parmi les plus fréquentes chez l’humain en touchant 1-2 nouveau-nés par 1000 naissances. Elles résultent d’un défaut de fermeture du tube neural pendant l’embryogenèse. Les formes les plus courantes d'ATN chez l'homme sont l'anencéphalie et le spina-bifida. Leur étiologie est complexe impliquant à la fois des facteurs environnementaux et des facteurs génétiques. Un dérèglement dans la signalisation Wnt, incluant la signalisation canonique Wnt/β-caténine et non-canonique de la polarité planaire cellulaire (PCP), peut causer respectivement le cancer ou les anomalies du tube neural (ATN). Les deux voies semblent s’antagoniser mutuellement. Dans cette étude, nous investiguons les rôles de Lrp6 et deANKRD6, entant qu’interrupteurs moléculaires entre les deux voies de signalisation Wnt, et CELSR1, en tant que membre de la PCP, chez la souris mutante Skax26m1Jus, générée par l’agent mutagène N-Ethyl-N-Nitrosuera, et dans une cohorte de patients humains ATN. Pour Lrp6, nous avons démontré que Skax26m1Jus représente un allèle hypermorphe de Lrp6 avec une augmentation de l’activité de la signalisation Wnt/canonique et une diminution de l’activité JNK induite par la voie PCP. Nous avons également montré que Lrp6Skax26m1Jus interagit génétiquement avec un mutant PCP (Vangl2Lp) où les doubles hétérozygotes ont montré une fréquence élevée d’ATN et des défauts dans la polarité des cellules ciliées de la cochlée. Particulièrement, notre étude démontre l'association des nouvelles et rares mutations faux-sens dans LRP6 avec les ATN humaines. Nous montrons que trois mutations de LRP6 causent une activité canonique réduite et non-canonique élevée. Pour ANKRD6, nous avons identifié quatre nouvelles et rares mutations faux-sens chez 0,8% des patients ATN et deux chez 1,3% des contrôles. Notamment, seulement deux, des six mutations validées (p.Pro548Leu et p.Arg632His) ont démontré un effet significatif sur l’activité de ANKRD6 selon un mode hypomorphique. Pour CELSR1, nous avons identifié une mutation non-sens dans l'exon 1 qui supprime la majeure partie de la protéine et une délétionde 12 pb. Cette perte de nucléotides ne change pas le cadre de lecture et élimine un motif putatif de phosphorylation par la PKC " SSR ". Nous avons également détecté un total de 13 nouveaux et rares variants faux-sens qui avaient été prédits comme étant pathogènes in silico. Nos données confirment le rôle inhibiteur de Lrp6 dans la signalisation PCP pendant la neurulation et indiquent aussi que les mutations faux-sens identifiées chez LRP6 et ANKRD6 pourraient affecter un équilibre réciproque et un antagonisme très sensible à un dosage précis entre les deux voies Wnt. Ces variants peuvent aussi agir comme facteurs prédisposants aux ATN. En outre, nos résultats impliquent aussi CELSR1 comme un facteur de risque pour les anomalies du tube neural ou l’agénésie caudale. Nos résultats fournissent des preuves supplémentaires que la voie de signalisation PCP a un rôle pathogène dans ces malformations congénitales et un outil important pour mieux comprendre leurs mécanismes moléculaires. / Neural tube defects (NTDs) are among the most common congenital malformations in humans affecting 1–2 infants per 1000 births. NTDs are caused by failure of the neural tube to close during embryogenesis. The most common forms of NTDs in humans are anencephaly and spina bifida. Their etiology is complex implicating environmental and genetic factors. Wnt signaling has been classified as canonical Wnt/ β-catenin dependent or non-canonical planar cell polarity (PCP) pathway. Misregulation of either pathway is linked mainly to cancer or neural tube defects (NTDs) respectively. Both pathwaysseem to antagonize each other. In this study, we investigate the role of Lrp6andANKRD6 as molecular switches between both Wnt pathways as well as CELSR1 as PCP member, in a novel ENU mouse mutant of Lrp6 (Skax26m1Jus) and in human NTDs. For Lrp6, we demonstrate that Skax26m1Jus represents a hypermorphic allele of Lrp6 with increased Wnt canonical and abolished PCP-induced JNK activities. We also show that Lrp6Skax26m1Jusgenetically interacts with a PCP mutant (Vangl2Lp) where double heterozygotes showed an increased frequency of NTDs and defects in cochlear hair cells’ polarity. Importantly, our study also demonstrates the association of rare and novel missense mutations in LRP6 that is an inhibitor rather than an activator of the PCP pathway with human NTDs. We show that three LRP6 mutations in NTDs led to a reduced Wnt canonical activity and enhanced PCP signaling. For ANKRD6: We identified four rare missense mutations in 0.8% of the NTD patients and 2 rare missense mutations in 1.3% of the controls. Notably, when all 6 mutations were validated, only two mutations identified in NTD patients, p.Pro548Leu, p.Arg632His, significantly altered DIVERSIN activity in Wnt signaling assays in a hypomorphic fashion. For CELSR1: We identified one nonsense mutation in exon 1 of CELSR1 that truncates the majority of the protein in one NTD patient and one in-frame 12 bp deletion that removes a putative PKC phosphorylation“SSR” motif in one caudal agenesis patient. We also detected a total of 13 novel missense variants in 12 patients (11 NTDs and 1 caudal agenesis) that were predicted to be pathogenic in silico. Our data confirm an inhibitory role of Lrp6 in PCP signaling in neurulation and indicate that rare missense mutations in LRP6 and ANKRD6 could affect a balanced reciprocal and a highly dosage sensitive antagonism between both Wnt pathways in neurulation and act as predisposing factors to NTDs in a subset of patients. Also, our findings implicate CELSR1 as a risk factor for NTDs or caudal agenesis. Our findings provide additional evidence for a pathogenic role of PCP signaling in thesemalformations and an important tool for better understanding their molecular mechanisms.

Les furocoumarines sont des composés phénoliques impliqués dans la défense contre les herbivores. Ces molécules sont majoritairement décrites dans quatre familles botaniques, notamment les Rutaceae, dont font partie les agrumes. Ces molécules sont phototoxiques ce qui peut poser des problèmes pour leur utilisation comme par exemple en cosmétique ou en phytothérapie. D’autre part, en cas d’ingestion par exemple via la consommation de jus de certains agrumes, elles ont responsables de l’inhibition d’enzymes de détoxication comme le CYP3A4 humain. Cela peut conduire à des surdosages médicamenteux connus sous le nom d’Effet Pomelo. Ce travail de thèse a consisté à réfléchir et à développer, des outils qui permettront de générer de manière ciblée des variétés de pomelo qui ne produisent plus de furocoumarines. Nous avons abordé l’ensemble des étapes essentielles pour la mise en place d’une stratégie global : i) des méthodes reproductibles ont été développées pour la production de protoplastes et de cultures cellulaires de pomelo Star Ruby ; ii) des conditions de transformation de protoplastes par électroporation ont également été mises au point ; iii) finalement, pour inhiber de manière spécifique la voie de biosynthèse des furocoumarines, nous avons choisi de mettre en œuvre une approche d’édition de génome en utilisant une méthodologie CRISPR/Cas9. La mise au point de la méthode a été réalisée avec un gène codant pour une umbelliferone 6-dimethylallyl transférase. Les résultats obtenus indiquent que la stratégie est envisageable. Pour renforcer la stratégie CRISPR/Cas9, nous avons mis en œuvre une démarche d’identification de gènes cibles additionnels. En utilisant une approche de data mining de bases de données génomiques et transcriptomiques nous avons identifié 18 séquences candidates, potentiellement impliquées dans la voie de biosynthèse des furocoumarines. L’expression hétérologue des protéines correspondantes et leur caractérisation fonctionnelle a permis de montrer que CYP706J12 est en mesure de métaboliser l’hérniarine, une coumarine. Ce résultat apporte des éléments pour émettre des hypothèses sur l’évolution convergente de la synthèse des coumarines et des furocoumarines chez les végétaux supérieurs. / Furanocoumarins are phenolic compounds involved in defense against herbivores. These molecules are mainly described in four botanical families. Rutaceae, one of those families, includes Citrus species. Furanocoumarins are phototoxic compounds, which can be problematic for their use in cosmetics or in phytotherapy. Furanocoumarin ingestion via citrus juice consumption, may inhibit human enzymes of detoxification, such as human CYP3A4. This can lead to drug overdoses known as the “Grapefruit Juice Effect”. This work consisted in the development of tools that will allow to generate new varieties of pomelo that no longer produce furanocoumarins by targeted genome edition. We have covered the essential steps for the implementation of a global strategy: i) reproducible methods have been developed for the production of protoplasts and cell cultures of Star Ruby grapefruit; ii) conditions for protoplast transformation by electroporation have also been developed; iii) finally, to specifically inhibit the furanocoumarin biosynthetic pathway, we chose to implement a genome editing approach using a CRISPR / Cas9 methodology. The development of the method was carried out with a gene encoding umbelliferon 6-dimethylallyltransferase. The results obtained indicate that the strategy is feasible. To strengthen the CRISPR / Cas9 strategy, we implemented a method to identify additional target genes. Using a data mining approach of available genomic and transcriptomic databases we identified 18 candidate sequences potentially involved in the furanocoumarin biosynthetic pathway. Heterologous expression of the corresponding proteins and their functional characterization made it possible to show that CYP706J12 is able to metabolize herniarin (a coumarin). This result provides elements to hypothesize about the convergent evolution of coumarin and furanocoumarin synthesis in higher plants.

A síntese de peptídeos em fase sólida passo a passo (SPFS) tem sido aplicada com sucesso na preparação de peptídeos curtos, médios e de determinados sequências contendo mais de 30 resíduos. Entretanto, esta apresenta problemas e limitações que podem ser contornados pela síntese convergente de peptídeos em fase sólida (SCPFS) que se baseia na condensação entre fragmentos peptídicos Nα-acilados protegidos em suas cadeias laterais (doadores de acila) a fragmentos protegidos ligados a um suporte polimérico (receptores de acila). Além de desenvolver outros projetos enfocados na síntese de peptídeos ou no uso de sintéticos para o estudo de peptídeos biologicamente ativos ou proteinas, o nosso grupo de pesquisa tem se dedicado a estudar o emprego de temperaturas altas em SPFS. O objetivo final é propor protocolos ágeis alternativos aos empregados classicamente. Neste trabalho nos propusemos a investigar alguns aspectos da SCPFS e a explorar a possibilidade de agilizá-Ia a 60°C. Para tanto, empregamos como modelos a colecistocinina-33 humana (hCCK-33) não sulfatada e o análogo [Gln1]-gomesina. As seqüências destes peptídeos foram divididas em: doadores de acila (fragmentos central e N-terminal da hCCK-33 não sulfatada de 11 e de 5 resíduos, respectivamente, e N-terminal de 8 resíduos do [Gln1]-gomesina) e receptores de acila (fragmentos C-terminais da hCCK-33 não sulfatada de 17 resíduos e do [Gln1]-gomesina de 10 resíduos). As peptidil-resinas correspondentes foram sintetizadas manualmente por SPFS passo a passo e caracterizadas por análise de aminoácidos para determinação de seus graus de substituição. Suas propriedades de solvatação em diferentes sistemas de solventes foram também examinadas. Análises por RP-HPLC e LC/ESI-MS dos peptídeos brutos obtidos após clivagem das resinas e desproteção total permitiram avaliar as sínteses realizadas. Os doadores de acila foram então gerados a partir das peptidil-resinas empregando procedimentos conhecidos (catálise por DBU ou NaOH) e um proposto por nós (assistência por íons metálicos). Finalmente, os acoplamentos entre os doadores e receptores de acila foram realizados a 37 e 60°C empregando sistemas de solventes adequados à solvatação dos receptores de acila e diferentes reagentes acopladores. As peptidil-resinas alongadas foram analisadas em seu conteúdo de aminoácidos e submetidas à clivagem e desproteção total para liberação dos peptídeos brutos correspondentes. Estes foram submetidos à análise comparativa usando RP-HPLC e LC/ESI-MS. Os resultados obtidos neste primeiro trabalho que emprega alta temperatura na SCPFS demonstraram que: 1) o conhecimento do grau de solvatação das peptidil-resinas auxilia na escolha do sistema de solventes a ser empregado na geração dos doadores de acila (desligamento dos peptídeos protegidos correspondentes) e nos seus acoplamentos aos receptores de acila; 2) a geração de doadores de acila a partir de peptidil-KOR não é trivial como sugere a literatura (o fragmerto 6-19 da hCCK-33 na forma protegida não foi obtido) e deve ser melhor estudada. O tamanho e a seqüência peptídica parecem estar diretamente relacionados à eficiência do processo; 3) o uso de alta temperatura agiliza o processo; 4) a geração de doadores de acila a partir de peptidil-2-CI-Trt empregando 1%TFA em DCM e misturas AcOH:TFE:DCM é simples e eficiente; 5) o uso combinado de DMF, do agente acoplador TBTU e de 60°C levou à agilização dos acoplamentos convergentes realizados, fornecendo os peptídeos desejados com boa qualidade em tempos relativamente menores; 6) vantagens e desvantagens da SCPFS em alta temperatura devem ser melhor avaliadas; 7) a SCPFS também apresenta limitações e problemas a serem contornados, o que demanda exploração sistemática empregando seqüências peptídicas e resinas variadas. / Stepwise solid-phase peptide synthesis (SSPPS) has been applied successfully for the preparation of most peptides containing up to 30 residues. However, it presents problems and limitations. Convergent soIid-phase peptide synthesis (CSPPS) can overcome part of them. This methodology is based on the synthesis of peptide segments by SSPPS followed by their condensations: the Nα- acylated protected segments act as acyl donors and the protected segments bound to the resin as acyl receptors. When the sequence is completed this is detached from the resin and fully deprotected to give the crude peptide. Besides developing other projectsfocused on peptide synthesis itself or on the use of synthetics to study biologically active peptides or proteins, we have systematically examined solid-phase peptide synthesis at elevated temperature. The aim of the present work was to investigate different aspects of convergent solid-phase peptide synthesis and examine the possibility to improve it at 60°C. Thus, unsulfated human cholecystokinin-33 and [Gln1]-gomesin were divided in three and two fragments, respectively. In the first case, the acyl donors were built-up by SSPPS on Kaiser oxime resin while in the second peptide elongation was done on 2-CI-Trt resin. The acyl receptor was synthesized and kept on the MBHA resin. The synthetic process was evaluated through characterization of every peptidyl-resin by amino acid analysis and of each crude peptide obtained from resin cleavage/full deprotection by RP-HPLC and LC/ESI-MS. The swelling degrees of the peptidyl-resins were determined in various solvents or mixtures of high boiling points. The peptidyl-KOR and peptidyl-2-CI-Trt were then submitted to peptide detachment under a few experimental conditions in order to release the Nα-acyl protected peptides (the acyl donors). Finally, their couplings with the acyl receptors were carried-out at 37 and 60°C in solvents or mixtures suitable for peptidyl-resin solvation containing specific coupling agents. The resulting peptidyl-resins were isolated, dried and submitted to HF treatment to release the corresponding unprotected crude peptides, which were analysed by RP-HPLC and LC/ESI-MS. The results found indicated that: 1) the knowledge of the swelling properties of the peptidyl-resins in different solvents systems is very useful in SCPFS. Indeed, it may guide the selection of experimental conditions to be used in peptide detachment from KOR and 2-CI-Trt and in segment condensation at elevated temperature, 2) peptide detachment from KOR is not as trivial as described (it was impossible to release hCCK-33 fragment 6-19 in its protected form). Further studies are certainly required to improve it. It seems that the size and the sequence are strictly related to the process efficiency, 3) high temperature can improve it, 4) peptide detachment from 2-CI-Trt is as simple as described, 5) combination of DMF as solvent, TBTU as coupling agent and 60°C was suited for the segment couplings studied: the reactions were completed in relatively short times and crude peptides of good quality were obtained, 6) this is the first attempt to carry-out CSPFS at elevated temperature, thus its advantages and disadvantages must be studied, 7) CSPPS also presents problems and limitations to overcome. Such task requires further investigation using various resins and peptide sequences.

Les antibiotiques β-lactamines sont parmi les médicaments antimicrobiens les plus anciens et les plus utilisés. L'enzyme bactérienne β-lactamase hydrolyse l'antibiotique β-lactame en cassant la structure de base "anneau β-lactame". Pour identifier les nouvelles β-lactamases, une étude complète a été réalisée dans diverses bases de données biologiques telles que Human Microbiome Project, env_nr et NCBI nr. L'analyse a révélé que les séquences ancestrales putatives et les recherches de profil HMM jouaient un rôle important dans l'identification de la base de données homologue et métagénomique à distance dans l'enzyme β-lactamase existante comme matière noire. Les larges analyses phylogénétiques des β-lactamases existantes et nouvellement identifiées représentent les nouveaux clades dans les arbres. En outre, l'activité d'hydrolyse des antibiotiques β-lactamines de séquences nouvellement identifiées (provenant d'archées et d'humains) a été étudiée en laboratoire, ce qui montre l'activité de la β-lactamase. La deuxième phase de l'étude a été entreprise pour examiner l'évolution fonctionnelle des β-lactamases. Premièrement, des séquences de protéines ß-lactamase 1155 ont été extraites de la base de données ARG-ANNOT et des valeurs CMI la littérature correspondante. Les résultats ont révélé que l'activité fonctionnelle de la β-lactamase évoluait de manière convergente au sein de la classe moléculaire. La troisième phase de cette thèse représente le développement d'une base de données intégrative de β-lactamases. La base de données publique actuelle de β-lactamases a des informations limitées, par conséquence, une base de données intégrative a été développée. / The β-lactam antibiotics are one of the oldest and widely used antimicrobial drugs. The bacterial enzyme β-lactamase hydrolyzes the β-lactam antibiotic by breaking the core structure “β-lactam ring”. To identify the novel β-lactamases a comprehensive investigation was performed in different biological databases such as Human Microbiome Project, env_nr, and NCBI nr. The analysis revealed that putative ancestral sequences and HMM profile searches played a significant role in the identification of remote homologous and uncovered the existing β-lactamase enzyme in the metagenomic database as dark-matter. The comprehensive phylogenetic analyses of extant and newly identified β-lactamase represent the novel clades in the trees. Further, the β-lactam antibiotic hydrolysis activity of newly identified sequences (from archaea and human) was investigated in laboratory, which shows β-lactamase activity.The second phase of the investigation was undertaken to examine the functional evolution of β-lactamases. First, 1155 β-lactamase protein sequences were retrieved from ARG-ANNOT database and MIC values from the corresponding literature. The results revealed that the functional activity of β-lactamase evolved convergently within the molecular class.The third phase of this thesis presents development of an integrative β-lactamase database. The existing public database of β-lactamase has limited information, therefore, an integrative database was developed.

De nombreuses études suggèrent que linhibition de la voie alterne du complément de lhôte est nécessaire aux parasites hématophages pour leur permettre daccomplir leur repas sanguin. Une revue décrivant ces études a été publiée dans Developmental and Comparative Immunology (Schroeder et al., (2009) Dev. Comp. Immunol. 33, 5-13). Plusieurs études suggèrent que linhibition de la voie alterne de lhôte par les protéines salivaires de tiques est importante pour lacquisition du repas sanguin et la transmission subséquente de pathogènes à lhôte infesté. Confortant cette hypothèse, une protéine salivaire capable dinhiber la voie alterne du complément a été clonée chez la tique américaine Ixodes scapularis (Valenzuela et al., (2000) J. Biol. Chem. 275, 18717-18723). Cette protéine, appelée Isac, ne présente aucune homologie avec les autres molécules anti-complément connues à ce jour, suggérant que cette protéine a été acquise au cours de lévolution par un mécanisme dévolution convergente. En plus de cet aspect fondamental, Isac représente un candidat antigénique prometteur pour le développement dun vaccin anti-tique potentiellement capable dinduire le rejet de la tique et/ou de prévenir la transmission des pathogènes. Le but initial de cette thèse était didentifier le ou les homologue(s) de la protéine Isac de la tique américaine Ixodes scapularis chez la tique européenne Ixodes ricinus. De façon intéressante, deux séquences différentes ont été isolées du transcriptome des glandes salivaires de la tique I. ricinus (Daix et al., (2007) Insect Mol. Biol. 16 (2), 155-166). Lexpression de ces séquences a révélé quelles codent pour des protéines secrétées capables dinhiber la voie alterne du complément. Ces protéines ont été appelées IRAC I et II pour « Ixodes ricinus anti-complement protein I and II ». La caractérisation des IRACs à laide danticorps monoclonaux a permis de révéler que ces deux protéines sont exprimées de façon constitutive au sein des glandes salivaires de la tique Ixodes ricinus et sont sur-exprimées au cours du repas sanguin. Létude de lexpression des protéines IRAC I et IRAC II au sein de la population dIxodes ricinus a révélé que ces deux protéines sont des paralogues codés par des gènes différents et non par des allèles dun même locus. Enfin, des analyses phylogéniques portant sur les différentes séquences codant pour les protéines homologues à Isac isolées chez les tiques Ixodes scapularis, Ixodes ricinus et Ixodes pacificus ont révélé que les tiques appartenant au complexe Ixodes ricinus codent pour une famille encore non décrite de molécules anti complément qui se sont diversifiées au cours de lévolution par un processus de sélection darwinienne positive. Les analyses phylogéniques des IRACs suggèrent que ces séquences ont subi une diversification par un processus de pression de sélection darwinienne positive, menant probablement à des molécules possédant des propriétés biologiques différentes. Dans la seconde étude, nous avons testé lhypothèse de travail selon laquelle chaque paralogue pourrait posséder des activités inhibitrices différentes à lencontre du complément de différentes espèces dhôtes naturels, contribuant ainsi à élargir le spectre dhôte des tiques I. ricinus. Les résultats obtenus démontrent que cette hypothèse est correcte (Schroeder et al., (2007) Microbes Infect. 9 (2), 247-250). Dans la troisième et dernière étude de ce manuscrit, nous avons testé le potentiel des protéines IRACs comme candidat antigénique pour le développement dun vaccin anti tique. Des recombinants de lherpèsvirus bovin 4 (BoHV-4) exprimant IRAC I ou IRAC II ont été produits. De façon intéressante, nous avons observé que bien que les recombinants BoHV-4 expriment de hauts taux de protéines IRACs fonctionnelles in vitro, les lapins immunisés à laide des recombinants BoHV-4 exprimant les IRACs ne développent pas de réponse humorale détectable à lencontre des transgènes. Dans le but daugmenter limmunogénicité des IRACs exprimés comme transgène, une seconde génération de recombinants BoHV-4 a été produite. Ceux-ci induisent lexpression des IRACs sous la forme de protéines de fusion transmembranaires à la surface des cellules infectées. Linoculation de ces recombinants à des lapins a engendré le développement dune forte réponse humorale à lencontre des IRACs. Néanmoins, cette réponse immune na pas engendré deffet majeur sur le repas sanguin de femelles Ixodes ricinus placées sur les lapins immunisés. / An increasing number of studies demonstrate that inhibition of host complement activation is crucial for completion of the blood feeding process of hematophagous parasites. A review of these studies has been published in Developmental and Comparative Immunology (Schroeder et al., (2009) Dev. Comp. Immunol. 33, 5-13). Several observations suggest that inhibition of the host complement alternative pathway by tick salivary proteins is crucial for the achievement of blood feeding and efficient transmission of the pathogens transmitted by the parasite. Strongly supporting this conclusion, a salivary protein able to inhibit the alternative pathway was cloned from the American tick Ixodes scapularis (Valenzuela et al., (2000) J. Biol. Chem. 275, 18717-18723). Interestingly, this molecule, termed Isac, has no similarity to any previously reported anti-complement molecules suggesting that it has been acquired through a mechanism of convergent evolution. In addition to this fundamental aspect, Isac is also a promising candidate antigen for the development of an anti-tick vaccine potentially able to induce the reject of the tick and/or to prevent the transmission of the pathogens. The initial goal of the present work was to clone the orthologue of Isac from the European tick Ixodes ricinus. Interestingly, two different sequences were isolated from the transcriptome of I. ricinus salivary glands (Daix et al., (2007) Insect Mol. Biol. 16 (2), 155-166). Expression of these sequences revealed that they both encode secreted proteins able to inhibit the complement alternative pathway. These proteins were called I. ricinus anticomplement (IRAC) protein I and II. Further characterization of IRACs using monoclonal antibodies revealed that both proteins are expressed constitutively in I. ricinus salivary glands and are up-regulated during blood feeding. Analysis of a series of individual ticks revealed that all ticks tested express both IRAC I and IRAC II, demonstrating that they are the products of different genes and not of alleles of the same locus. Finally, phylogenetic analyses of the I. ricinus IRAC I and II sequences together with homologues from I. scapularis and I. pacificus demonstrates that ticks belonging to the Ixodes ricinus complex encode a new family of relatively small anti-complement molecules undergoing diversification by positive Darwinian selection. Phylogenetic analyses of IRACs suggested that these sequences were diversifying by a process of positive Darwinian selection, possibly leading to molecules with different biological properties. In the second study, we tested the hypothesis that each paralogue may have different inhibitory activities against the complement of different natural host species, thereby contributing to broaden the host range of I. ricinus ticks. The data obtained demonstrated that this working hypothesis is correct (Schroeder et al., (2007) Microbes Infect. 9 (2), 247-250). In the third and last chapter of the present manuscript, we addressed the potential of IRAC I and II as candidate antigens for the development of an anti-tick vaccine. Bovine herpesvirus 4 (BoHV-4) recombinants expressing IRAC I or II were produced. Interestingly, we observed that although both recombinants expressed high levels of functional IRAC proteins in vitro, our attempts to immunize rabbits against IRACs via infection with these viruses invariably failed. In order to improve the immunogenicity of IRACs expressed as transgene, a second generation of BoHV-4 recombinants was produced. The latter expressed IRACs as transmembrane fusion proteins on cell surface. Comparison of the vaccine potential of BoHV-4 recombinant viruses expressing either secreted or transmembrane IRAC proteins revealed that while the former did not induce a detectable immune response against IRACs, the latter led to high titers of anti-IRAC antibodies. However, the immune response induced against IRACs did not lead to the reject of the tick but only slightly increased the duration of the blood feeding process.