La traduction est un processus itératif réalisé par le ribosome. Chez Escherichia coli, le ribosome est composé d’une grande sous-unité 50S et d’une petite sous-unité 30S (S correspondant au coefficient de sédimentation). La traduction débute par la mise en place d’une interaction entre le codon d’initiation de l’ARNm et l’anticodon de l’ARNt initiateur. Cette interaction, finement régulée par les facteurs d’initiations IF1, IF2 et IF3, conduit à la formation du complexe d’initiation 30S (30SIC). Par titration calorimétrique isotherme (ITC), nous avons disséqué la thermodynamique de l’ensemble des voies possibles de formation du 30SIC. Sur la base des affinités mesurées, il a été possible d’en déduire un ordre d’assemblage préférentiel. Par cryo-microscopie électronique, nous avons ensuite essayé d’obtenir la structure de ce complexe à haute résolution. La fixation du 50S représente la dernière étape de l’initiation. Par ITC, nous avons cherché à en déterminer les paramètres thermodynamiques, puis nous avons poursuivi avec l’élongation en commençant par étudier l’incorporation d’un aminoacyl-ARNt. Enfin, la réalisation d’une étude comparative par ITC de trois antibiotiques capables de se fixer au tunnel de sortie du peptide, nous a permis d’identifier les forces moléculaires mises en jeu lors de leur interaction avec le ribosome. / Translation is an iterative process achieved by the ribosomal machinery. In Escherichia coli, the ribosome is composed of a large 50S subunit and a small 30S subunit (S being the sedimentation coefficient). Translation begins with the establishment of the interaction between the mRNA codon and the initiator tRNA anticodon. This interaction, under the control of initiation factors IF1, IF2 and IF3, leads to the formation of the 30S initiation complex (30SIC). Using isothermal titration calorimetry (ITC), we explored the thermodynamic landscape of all possible pathways for 30SIC formation. Based on affinities derived from ITC, we propose a preferred assembly pathway. Using cryo-electron microscopy, this knowledge was used to obtain high-resolution structures of 30SIC intermediates. Binding of the 50S is the last step for initiation. Using ITC, thermodynamic parameters were derived followed by the incorporation of an aminoacyl-tRNA. Lastly, we realized, using ITC, a comparative study of three antibiotics binding to the nascent peptide exit tunnel of the ribosome. This study leads us to determine the molecular forces involved in their interaction with the ribosome.

Les microARN (miARN) sont de petits ARN non-codants qui contrôlent l’expression génique, en s’hybridant, le plus souvent, de manière imparfaite à des séquences spécifiques qui se trouvent généralement dans la région non traduite en 3' (3’UTR) de transcrits cibles. Les miARN guident sur l’ARN messager (ARNm) un complexe protéique appelé RNA-induced Silencing Complex (RISC), composé des protéines Argonaute et TNRC6, qui perturbe l’initiation de la traduction et provoque la déadénylation et la dégradation du transcrit. C'est l’interaction entre le RISC et le complexe de pré-initiation de la traduction 43S (composé de la petite sous-unité ribosomique 40S et des facteurs d’initiation associés) qui entraîne la répression traductionnelle de l’ARNm ciblé. Des résultats récents ont démontré que le RISC perturbe le balayage de la région non traduite en 5’ (5’UTR) par le ribosome, étape qui requiert la présence de 2 facteurs d’initiation qui sont eIF4F qui reconnaît et lie la coiffe ainsi que la protéine PABP, fixée le long de la queue poly(A). Toutefois, les miARN peuvent également induire la stimulation de la traduction des transcrits cibles dans les cellules quiescentes, dans un lysat d’embryons de drosophiles ou encore dans les ovocytes de Xénope. Le mécanisme moléculaire de stimulation de l’expression par les miARN est encore mal connu mais requiert l’absence de queue poly(A) en 3’ des ARN cible et de TNRC6 au sein du complexe RISC. Le Virus de l’Hépatite C (VHC) possède en 5’ de son ARNg un site d’entrée interne du ribosome (IRES) qui recrute la petite sous-unité ribosomique 40S, sans nécessiter la reconnaissance de la coiffe par eIF4F, ni la protéine PABP, ni le balayage de la 5’UTR par le ribosome. Ces caractéristiques singulières nous ont conduits à rechercher l'impact du complexe RISC fixé en 3’ de l’ARNm sur l’initiation de la traduction du VHC. Pour cela, nous avons utilisé des transcrits contenant l'IRES du VHC en 5' et des sites d’hybridation du miARN let-7 en 3’. Ces ARNm ont ensuite été transfectés dans des lignées cellulaires hépatocytaires, ou non. A notre grande surprise, nous avons observé que la fixation du miARN let-7 sur la région 3' du transcrit stimulait fortement l’expression dirigée par l’IRES de VHC. Toutefois, l’augmentation de l’expression n’est pas due à la stabilisation du transcrit mais bien à une hausse significative de la synthèse protéique indépendamment d’un quelconque effet de miR-122. En utilisant d’autres IRES dites 'HCV-like', nous avons pu confirmer ces résultats et démontrer que, l’ajout d’une queue poly(A) en 3’ du transcrit, capable de fixer la PABP, annule cet effet stimulateur suggérant que l’absence de cette protéine est nécessaire pour que le complexe RISC stimule la traduction du VHC. / MicroRNAs (miRNAs) are small non coding RNAs which control gene expression by recognizing and hybridizing to a specific sequence generally located in the 3’UTR of targeted messenger RNA (mRNA). miRNAs serve as a guide for the RNA-Induced Silencing Complex (RISC) that is composed by, at least, the Argonaute proteins and TNRC6. Recent studies have suggested that translation inhibition occurs first and is then followed by deadenylation and degradation of the targeted transcript. The miRNA-induced inhibition of protein synthesis occurs at the level of translation initiation during the ribosomal scanning step and it requires the presence of both the initiation factor eIF4G and the poly(A) Binding Protein (PABP). In this process, the RISC interacts with both PABP and 43S pre-initiation complex (composed by initiation factors and ribosome) and it results in the disruption of linear scanning of the ribosome along the 5’ Untranslated Region (5’UTR). In some specific cases, the binding of miRNAs to their target sequences can upregulate translation initiation. This has notably been demonstrated in G0 quiescent cells, drosophila embryos and Xenopus oocytes. Although the molecular mechanism by which upregulation occurs remains to be precisely determined, it appears that the absence of a poly(A) tail and the lack of availability of the TNRC6 proteins are amongst the major determinants. In the particular case of the Hepatitis C Virus (HCV), the genomic RNA is uncapped and non polyadenylated and harbors an Internal Ribosome Entry Site (IRES) which directly binds to the ribosome with no need for cap-recognition, PABP binding and ribosome scanning. These peculiar features of the HCV IRES prompted us to investigate how viral translation can be regulated by the miRNA machinery. In order to do that, we have used a mRNA that contains the HCV IRES in 5’ and 4 let-7 binding sites in its 3’ extremity. To most of our surprise, we have observed a strong stimulation of the expression of the HCV IRES when the construct is bearing the let-7 sites. This effect is not due to any interference with the miR-122 binding sites although the magnitude of stimulation reached the same level. Our data show that it is the presence of the RISC on the 3' end of the transcript that can stimulate internal ribosome entry at the 5' end. By using other HCV-like IRESes, we could confirm these data and further showed that the absence of a poly(A) tail was an absolute requirement for the stimulation to occur. These effects are not due to an increase of mRNA stability and are rather exerted at the level of translation.

But : comparer le processus de transformation intérieure au cours de la psychothérapie par le Jeu de Sable avec la transformation du néophyte au cours des rites d’initiation chez les Chamans, dans l’Alchimie et dans les cultes à mystères en Egypte et en Grèce. Méthodologie : Analyse de 856 photos des jeux de sable construits par 28 enfants de 4 à 12 ans. Conclusion : Il existe une similitude entre le processus de transformation vécu en psychothérapie et la première des trois étapes de l'initiation vécue par le néophyte. On retrouve dans les jeux de sable des scénarios archétypiques qui peuvent être classés dans des catégories spécifiques associées aux différentes étapes de la transformation intérieure décrites dans les mythes initiatiques. / Aim : comparison between the stages of inner transformation in Sandplay therapy with children and the stages of initiation in the Mystery cults of the ancient Egyptians and Greeks, in Alchemy and in Shamanism. Sample : 28 children from 4 to 12 years old. Instrument of analysis : 856 photos made during the therapy. Results : We report on a similarity between the process of transformation in Sandplay therapy and the first stage of initiation in the different cultures. We found out that in Sandplay therapy the archetypes appeared according to the own internal logic of the transformation process described in the great myths. The archetypes can be classified in categories, which are specific to different stages of the inner transformation.

Les résistances génétiques permettent une lutte efficace contre les maladies des plantes cultivées mais sont limitées par les capacités d’évolution des bioagresseurs ciblés. Chez le piment, le fonds génétique peut améliorer la durabilité de la résistance au PVY conférée par le gène majeur pvr23. L’objectif de ma thèse était de caractériser les facteurs génétiques de l’hôte conditionnant la durabilité du gène majeur en répondant aux questions suivantes : (i) Quels sont leurs actions sur l’évolution des populations virales ? (ii) Correspondent-ils aux QTL (quantitative trait loci) de résistance partielle ? (iii) Sont-ils répandus au sein des ressources génétiques du piment ? Différentes expérimentations incluant des tests de résistances, d’évolution expérimentale et de compétition entre différents variants viraux, ont montré que les facteurs du fonds génétique augmentant la durabilité de pvr23 agissaient en : (i) diminuant la concentration virale dans la plante, (ii) en réduisant les probabilités de mutations du PVY vers le contournement du gène pvr23 et (iii) en ralentissant la sélection des variants viraux contournants. La détection de QTL et la cartographie des facteurs génétiques affectant la fréquence de contournement de pvr23 (QTL de durabilité) a mis en évidence quatre régions du génome du piment qui, par des effets additifs ou épistatiques, expliquent 70% de la variabilité phénotypique observée. La cartographie comparée montre que trois des quatre QTL de durabilité co-localisent avec des QTL affectant la résistance partielle, suggérant que les QTL de résistance partielle ont un effet pléiotropique sur la durabilité d’un gène majeur de résistance. L’étude d’une collection de 20 accessions de piment, porteuses de pvr23 ou pvr24(allèle très proche de pvr23) dans des fonds génétiques variés, a montré que les fonds génétiques favorables à la durabilité de ces allèles de résistance sont fréquents dans les ressources génétiques du piment. Ces résultats mettent en évidence que la durabilité d’un gène majeur de résistance peut-être fortement augmentée lorsqu’il est associé à des facteurs génétiques réduisant la multiplication du pathogène. De plus, la fréquence de contournement du gène majeur s’est révélée être un caractère très héritable (h²=0.87) et la détection de QTL affectant ce caractère est possible. La sélection directe pour de tels QTL est donc envisageable et ouvre de nouvelles perspectives pour préserver la durabilité des gènes majeurs de résistance utilisés en sélection variétale. / Genetic resistances provide an efficient control of crop diseases but are limited by pathogen adaptation.In pepper, the durability of the pvr23 allele, conferring resistance to Potato virus Y (PVY), was demonstrated todepend on the plant genetic background. The aim of my PhD thesis was to characterize the host genetic factorsaffecting the durability of the major resistance gene pvr23 and to answer to the following question s: (i) What istheir action on the evolution of the viral population? (ii) Is there identity between the QTLs (quantitative traitloci) controlling the partial resistance and the QTLs affecting the durability of pvr23? (iii) Are these genetic factorswidespread among the genetic resources of pepper? Various experiments including resistance testing,experimental evolution and competition between various PVY variants, enabled to show that the genetic factorsaffecting the durability of pvr23 acted in: (i) decreasing the viral accumulation, (ii) decreasing the probability ofacquisition of resistance breaking (RB) mutations by PVY and (iii) slowing down the selection of RB variants. QTLdetection and mapping of genetic factors affecting the frequency of pvr23 RB showed that four loci actingadditively and in epistatic interactions explained together 70% of the variance of pvr23 breakdown frequency.Comparative mapping between these QTLs and QTLs affecting partial resistance showed that three of the fourQTLs controlling the frequency of pvr23 RB are also involved in quantitative resistance, suggesting that QTLs forquantitative resistance have a pleiotropic effect on the durability of the major resistance gene. Analysis of acollection of 20 pepper accessions, carrying pvr23 or pvr24 (allele closely related to pvr23) in various geneticbackgrounds, showed that genetic backgrounds favorable to the durability of the pvr2-mediated resistance arewidespread in the genetic resources of pepper. These results highlight that the durability of a major resistancegene can be strongly increased when associated with genetic factors decreasing the pathogen multiplication.Moreover, the frequency of a major gene RB is a highly heritable trait and QTLs detection for this trait isachievable. The direct selection for such QTLs opens new prospects to preserve the durability of major resistancegenes used by breeders.

Malgré les thérapies anti-cancéreuses ciblées, beaucoup de patients récidivent à cause de la résistance aux traitements qui constitue un problème clinique majeur. Cette résistance est soutenue par la reprogrammation métabolique et traductionnelle. La synthèse des protéines oncogéniques fait appel au complexe d’initiation de la traduction eucaryote 4F (eIF4F), compris des facteurs : eIF4A, eIF4E et eIF4G. Il est ainsi possible de cibler la synthèse protéique spécifique aux cellules cancéreuses par des inhibiteurs de l’initiation de la traduction. Nous proposons que le ciblage de la machinerie traductionnelle, via l’inhibition du eIF4A (eIF4Ai), affecte particulièrement les cellules cancéreuses. Mais est-ce qu’il est en mesure d’atténuer la résistance aux inhibiteurs de kinase (IKs) et d’en empêcher l’adaptation et la reprogrammation métabolique? L’efficacité des eIF4Ais est vérifiée par l’évaluation de la croissance et de la mort cellulaire (Annexine V) dans des cellules de mélanome, sensibles et résistantes aux IKs. Celle-ci est accompagnée de la réduction de la synthèse protéique évaluée par profilage polysomique, de la baisse des cibles de l'eIF4Ai (BCL-2, CDK4...) quantifiées par western-blots, d’un important stress bioénergétique mesuré par Seahorse et du contrôle des principales voies métaboliques analysées par GCMS. L’analyse du profilage polysomique, de l’ARNseq et du métabolome permettront de mettre en évidence les réseaux qui soutiennent l’efficacité des eIF4Ais et les mécanismes moléculaires sous-jacents à l’efficacité de cette thérapie. Ces derniers seront par la suite validés par des approches génétiques évaluant les principaux gènes et voies métaboliques qui y sont impliqués. Cette étude comblera de grosses lacunes dans les connaissances relatives aux mécanismes moléculaires qui soutiennent la résistance aux IKs afin d’améliorer leur efficacité en clinique. / Despite advances in research and development of targeted cancer therapies, many patients relapse due to treatment resistance. This is the case of melanoma resistant to BRAF inhibitors (BRAFi). 40-50% of melanoma cancer cells express the constitutively active oncoprotein BRAFV600E, leading to metabolic and translational reprogramming that is proposed to support resistance to cancer therapies. Studies have shown the importance of the eukaryotic translation initiation complex 4F (eIF4F), including factors: eIF4A, eIF4E and eIF4G, in the oncogenic proteins’ synthesis (e.g. growth factors, metabolic factors, etc.). The cancer cells translatome is distinct from the normal cells translatome. It is thus possible to target protein synthesis specific to cancer cells using molecules that inhibit translation initiation, the limiting phase in this process, affecting the cancer cells specifically. We propose that targeting the translational machinery via eIF4A inhibitors (eIF4Ai) would attenuate resistance to kinase inhibitors (KIs) and we seek to dissect the underlying molecular mechanisms. The efficacy of eIF4Ais in BRAFi sensitive and/or resistant melanoma is evaluated showing that eIF4Ais inhibit cell growth and induce melanoma cells death, using growth curves and FACS (Annexin_V). This is accompanied by a protein synthesis reduction, evaluated by polysome profiling showing a decrease in eIF4Ais treated cells and western-blots showing a decrease in translational targets of eIF4Ai (BCL-2, CDK4, etc.). A significant bioenergetic stress is measured by Seahorse and the control of the main metabolic pathways including glycolysis, TCA cycle and amino acids metabolism is analyzed by GCMS. Then the analysis of the translatome by polysome profiling and RNAseq and of the metabolome by GCMS/LCMS and Seahorse shed light on the translational networks that dictate metabolic reprogramming supporting eIF4Ai efficacy. Finally, the molecular mechanisms underlying the efficacy of eIF4Ai will be identified using genetic approaches to validate the main genes and metabolites and/or corresponding metabolic pathways involved in the response to eIF4Ai of the kinase inhibitor resistant melanoma. This study will fill large gaps in knowledge about the molecular mechanisms that support resistance to KIs in order to improve their clinical efficacy.