L’héritage épigénétique transgénérationnelle est un phénomène très controversé, selon lequel un phénotype non-génétiquement déterminé peut être transmis à la génération suivante. Jusqu'à présent, ce mode de transmission a été décrit dans quelques cas et il a été suggéré que les composants de la chromatine peuvent être impliqués, y compris des protéines du groupe Polycomb, qui agissent comme des répresseurs de gènes clés du développement et coordonnent la différenciation cellulaire et la prolifération. Les mécanismes moléculaires à la base du rôle de la répression génique Polycomb-dépendante à hérédité épigénétique transgénérationnelle sont loin d'être compris. Par conséquent, j’ai développé un système expérimental chez Drosophila melanogaster pour induire un héritage épigénétique transgénérationnelle stable, dans lequel des états d'expression génique alternatifs peuvent être transmis en présence de la même séquence d'ADN. A partir de ces « épilignes » stables, j’ai pu disséquer certaines des propriétés génétiques des épiallèles induits, tels que leur héritage quantitatif et leur capacité à communiquer à longue distance. En outre, les épiallèles montrent une synergie dans leur expression et transmission héréditaire. L'une des signatures moléculaires des épiallèles est une différence de répression médiée par les complexes Polycomb et par leur marque d’histone caractéristique. Cette distribution différente est indépendante de l’activité transcriptionnelles des gènes en aval, au moins dans un stade de développement précoce, et pourrait influer l'organisation tridimensionnelle du locus impliqué. Curieusement Ago2, un composant de la voie ARNi, a été montré interagir avec les épiallèles génétiquement et la protéine Ago2 se fixe directement à leur chromatine, ce qui indique un rôle possible pour le ncRNAs dans l'expression des épiallèles et éventuellement dans leur transmission. Ces résultats plaident en faveur e l’existence d’une hérédité épigénétique transgénérationnelle stable chez les métazoaires et fournissent un modèle qui se prête à une dissection moléculaire de ce phénomène. / Transgenerational epigenetic inheritance is a hotly debated phenomenon whereby a non-genetically determined phenotype can be transmitted to the next generation. So far, this mode of inheritance has been described in few cases and it was suggested that chromatin components might be involved, including Polycomb group proteins, which act as repressors of key developmental genes and coordinate cell differentiation and proliferation. The molecular mechanisms linking Polycomb-mediated silencing to transgenerational epigenetic inheritance are far from being understood. Therefore, I developed an experimental system in Drosophila melanogaster to induce stable transgenerational epigenetic inheritance, in which alternative gene expression states can be transmitted in the presence of the same DNA sequence. Starting from these highly stable “epilines”, I could dissect some of the genetic properties of the induced epialleles, such as their quantitative inheritance and their ability to trans-communicate. Moreover, the epialleles displayed synergy in their expression and transmission. One of the molecular signatures of the epialleles is the differential presence of the Polycomb repressive complexes and their related epigenetic marks. This different distribution is independent of the transcriptional activity of the downstream genes, at least in an early developmental stage, and could influence the three-dimensional organization of the locus involved. Intriguingly Ago2, an RNAi pathway component, has been found to genetically interact with the epialleles and to be directly bound on their chromatin, indicating a possible role for the ncRNAs in the expression of the epialleles and possibly in their transmission. These results make a case for strong and stable transgenerational epigenetic inheritance in metazoan and provide a model that is amenable for the molecular dissection of this phenomenon.

La méthylation des histones constitue un niveau important de contrôle épigénétique chez les eucaryotes. Mes études portent sur la caractérisation des facteurs potentiellement intervenant dans la mise en place et la lecture de la méthylation pour mieux apprécier son rôle et des mécanismes sous-jacents dans la régulation de la transcription et du développement des plantes chez l’Arabidopsis thaliana. Ainsi, la première partie de mes travaux de thèse a contribué à l’étude d’une protéine à domaine SET (SET DOMAIN GROUP7, SDG7) et à montrer que SDG7 est nécessaire au bon déroulement de l'induction de VIN3 et du processus de vernalisation pour la floraison. Nos résultats suggèrent que SDG7 pourrait méthyler une protéine non-histone encore inconnue dans la régulation de la transcription et le contrôle de la durée de vernalisation. La deuxième partie de ma thèse porte sur l’étude de SDG8 et les H2B-UBIQUITIN-ligases HUB1/HUB2 pour examiner un cross-talk éventuel entre la triméthylation de H3K36 (H3K36me3) et la monoubiquitination d’H2B (H2Bub1). Nous avons montré que H3K36me3 et H2Bub1 sont déposés largement indépendamment, qui diffère d’une dépendance hiérarchique de déposition préalablement observée chez la levure. La dernière partie de ma thèse a permis l’identification des protéines HUA2/HULK2 à domaine PWWP comme lecteurs éventuels de H3K36me3 dans la régulation de la floraison et du développement des plantes. / Histone methylation is one of the keys epigenetic marks evolutionarily conserved in eukaryotes. My study focuses on the characterization of factors potentially involved in the deposition and reading of lysine (K) methylation to appreciate its role and underlying mechanisms in the regulation of transcription and plant development, using Arabidopsis thaliana as a model organism. In the first part of my thesis, I report on our study of SET DOMAIN GROUP7 (SDG7), a protein containing the evolutionarily conserved SET domain, which is generally recognized as a signature of K-methyltransferases. We found that SDG7 plays an important role in the regulation of VIN3 induction associated with cold duration measure during vernalization treatment. Intriguingly, levels of several different histone methylations were found unchanged in the sdg7 mutant plants and the recombinant SDG7 protein failed to show a histone-methyltransferase activity in vitro. We thus conclude that SDG7 might methylate a yet unknown non-histone protein to regulate transcription and proper measurement of the duration of cold exposure in the vernalization process. In the second part, I studied interaction between SDG8 and HISTONE MONOUBIQUITINATION1 (HUB1) and HUB2. My results unravel that H3K36me3 and H2Bub1 are deposited largely independently in Arabidopsis, which is in contrast to the dependent crosstalk of these two different epigenetic marks previously reported in yeast. In the last part of my thesis, I report on the identification of the PWWP-domain proteins HUA2/HULK2 as readers of H3K36me3 and demonstrate that sdg8 and hua2 genetically interacts in the regulation of flowering time.

L’huître du pacifique Crassostrea gigas est l'espèce marine la plus cultivée avec une production supérieure à 4 millions de tonnes pour l'année 2010. En France, C. gigas est cultivée depuis la fin des années 1970. Cependant, cette espèce souffre d’un syndrome de mortalité estivale depuis les années 1980, avec une amplification depuis 2008 qui touche jusqu'à 100 % des naissains. Ce syndrome de mortalité est un phénomène multifactoriel, basé sur l’interaction de nombreux facteurs: stress environnementaux, caractéristiques physiologiques et génétiques de l’huître, présence et virulence de pathogènes. L’huître du pacifique C. gigas est une espèce estuarienne qui est soumise aux pressions anthropiques comme la pollution du milieu côtier. Ces événements représentent des sources potentielles de stress en zones ostréicoles. Cependant, les connaissances sur les effets des polluants comme les pesticides sur C. gigas restent fragmentaires. Les périodes d’épandage d’herbicides coïncident parfois avec la période de reproduction des huîtres, raison pour laquelle nous considérons que ces produits chimiques pourraient affecter la génération suivante d'huîtres. Parmi les pesticides, le diuron est le plus fréquemment détecté sur les côtes françaises, avec une concentration maximale rapportée de 0,78 µgL-1. L'exposition directe aux herbicides affecte le transcriptome des huîtres qui est le premier niveau de réponse face à l'exposition du polluant. Il a été démontré que l'exposition parentale au diuron a des effets génotoxiques chez C. gigas au stade de naissain. Une variabilité phénotypique de trait d’ histoire de vie a été observée aussi pour ces naissains. Un autre effet possible des pesticides serait la modification de marques épigénétiques. Il est connu que les facteurs environnementaux telle que la pollution par des composés chimiques peuvent modifier l'épigénome et par conséquent le phénotype des individus et de leurs descendance en agissant au niveau trans-générationnel. Ces dernières observations nous permettent d’émettre l’hypothèse de l’implication de mécanismes épigénétiques suite à l’interaction avec des produits phytosanitaires. Ces mécanismes modifieraient le phénotype des huîtres au stade de naissains par l'exposition parental. Pour tester cette hypothèse nous avons étudié la méthylation globale de l'ADN (méthylome), qui est un de principal marques épigénétiques, et le transcriptome des naissains issus de géniteurs exposé au Diuron. Nous avons identifié des modifications du méthylome et du transcriptome qui ont un lien avec le phénotype de trait d'histoire de vie de ces naissains. Ces résultats démontreraient qu’une exposition indirecte ou parentale du diuron modifie la méthylation et l'expression de fonctions de gènes spécifiques, expliquant en partie la variabilité phénotypique observée. / The Pacific Oyster Crassostrea gigas is the most cultivated marine species in the world with a production superior to 4 millions of tons in 2010. In France, C. gigas is cultivated since the end of 1970s. However, this specie suffers from a syndrome of summer mortalities since the 1980s, with an amplification since 2008 affecting up to 100% of spats. This syndrome of mortality is a multifactorial phenomenon, based on the interaction of many factors: Environmental factors, genetic and physiologic features of the oysters, and the presence and virulence of pathogens. The Pacific Oyster C. gigas is an estuarine specie which is subjected to anthropogenic pressures such as pollution of the coastal environment. These events represent a potencial source of stress in oyster farm areas. However, the knowledge about the effects of pollutants such as pesticides on C. gigas remain fragmented. The herbicide application periods may coincide with the oyster breeding period, reason for which we consider that these chemicals could affect the next generation of oysters. Among pesticides, diuron is the most frequently detected on the French coast, with a maximum reported concentration of 0.78 µgL-1.The direct exposure to herbicides affects the transcriptome of oysters which is the first level of response to the exposure of pollutants. It was shown that parental exposure to diuron has genotoxic effects on C. gigas at the spat stage. A phenotypic variability of life history traits has also been observed for these spats. Another possible effect of pesticides would be the modification of epigenetic marks. It is known that environmental factors such as pollution by chemical compounds can alter the epigenome and consequently the phenotype of individuals and of their offspring acting at a transgenerational level. These last observations allow us to hypothesize the involvement of epigenetic mechanisms in response to interactions with herbicide products. These mechanisms could modify the phenotype of oysters spat state by parental exposure. To test this hypothesis we studied the genome-wide DNA methylation (methylome), which is a main epigenetic mark, and the transcriptome of the spat from diuron-exposed genitors. We identified methylome and transcriptome changes that are related to the phenotype of life history trait of these spats. These results show that an indirect or parental exposure to the diuron is able to modify the methylation and the expression of specific gene functions, partially explaining the phenotypic variability observed.

L’algue brune Ectocarpus présente un cycle de vie haplo-diploïde avec l’alternance de deux générations multicellulaires : un gamétophyte haploïde et un sporophyte diploïde. Deux mutants présentent un changement homéotique entre les programmes de développement des générations sporophyte et gamétophyte. Les mutants réitèrent le programme de développement du gamétophyte à la place du sporophyte. Ces mutants, appelés ouroboros (oro) et samsara (sam), sont affectés dans deux gènes différents codant pour des facteurs de transcription à homéodomaine de classe TALE. Ma thèse porte sur la caractérisation des deux facteurs de transcription ORO et SAM ainsi que sur les dynamiques chromatiniennes sous-jacentes. Cette thèse présente les phénotypes des deux mutants oro et sam ainsi qu’une comparaison du transcriptome des mutants avec celui du gamétophyte et sporophyte. L’interaction entre ORO et SAM a été également testée et a lieu au niveau de chaque homéodomaine. Les préférences de liaison à l’ADN des deux facteurs de transcription ont été évaluées in vitro. Un criblage par double-hybride de levure a permis d’identifier deux sous-unités C de la famille de facteurs de transcription Nuclear Factor Y interagissant avec ORO. Cette thèse a également permis des avancées importantes dans l’étude de la régulation de la chromatine notamment en mettant au point un protocole d’immunoprécipitation de la chromatine. Ainsi, les profils de six modifications post-traductionnelles d’histones sur l’ensemble du génome ont été établis. Ce travail est pionnier dans la compréhension de la reprogrammation de la chromatine et la régulation de voies de développement majeures chez les algues brunes. / The brown alga Ectocarpus exhibits a haploid-diploid life cycle with an alternation between two multicellular generations : a haploid gametophyte and a diploid sporophyte. Two mutants exhibit homeotic switching between the sporophyte and gametophyte programs, reiterating the gametophyte program instead of switching to the sporophyte. These mutants, called ouroboros (oro) et samsara (sam), carry mutations into two different genes that code for TALE homeodomain transcription factors. This thesis aimed to characterize these two transcription factors and the chromatin dynamics associated with the alternation of generation in Ectocarpus. This thesis presents the characterisation of the oro and sam mutants and a transcriptomic comparison of the mutants with the sporophyte and gametophyte. DNA-binding preferences of the two transcription factors were evaluated using in vitro methods. ORO and SAM are able to heterodimerise via their respective homeodomains and a yeast two-hybrid screen showed that two C subunits of the Nuclear Factor Y family are able to interacting with ORO. This thesis also presents major advances in the study of chromatin regulation in the brown alga. A chromatin immunoprecipitation protocol was established and used to obtain genome-wide profiles for six histone modifications. Taken together, the data presented here suggests that ORO and SAM may be involved directly in chromatin reprogramming at generation-biased genes via an association with the NF-Y complex. The work presented represents a pioneer analysis of brown algal transcription factors and chromatin reprogramming events involved in the regulation of developmental pathways.

En France comme dans la majorité des pays développés, le cancer de la prostate est le plus fréquent chez l’homme. Il est clairement établi que les altérations génétiques et épigénétiques sont des événements communs dans les cancers de la prostate, se traduisant par l’expression aberrante de gènes critiques. La méthylation des histones participe à la régulation de l’expression des gènes dans la cellule. La marque épigénétique H3K27me3 est associée à la répression génique et se trouve dérégulée dans les cancers de la prostate. Ses niveaux sont déterminés par l’équilibre entre les activités de la méthyltransférase d’histone EZH2 et de la déméthylase d’histone JMJD3. Afin de comprendre le mécanisme de dépôt de H3K27me3 dans la tumorigenèse prostatique, le travail de cette thèse s’est orienté sur l’évaluation simultanée de l’impact de JMJD3 et de EZH2. Dans un premier temps, les niveaux d’expression de JMJD3 et de EZH2 ont été montrés augmentés simultanément dans le cancer de la prostate. Cette augmentation est corrélée à un enrichissement de ces deux protéines sur le promoteur des gènes RARβ2, ERα, RGMA, AR et PGR. Dans un deuxième temps, une analyse transcriptomique a permis d’identifier une signature génique corrélée avec le niveau d’agressivité de la tumeur. L’utilisation des « épidrogues » GSK-J4 et DZNeP ciblant JMJD3 et EZH2 permettent de moduler l’expression de ces gènes. L’ensemble de ces résultats caractérise JMJD3 et EZH2 comme des facteurs clés dans le processus de tumorigenèse prostatique. Le panel de gènes identifié devrait permettre de développer de potentiels marqueurs de diagnostic mais également de pronostic dans le cancer de la prostate et sa modulation par les « épidrogues » permettra de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. / In France like in majority of developed countries, prostate cancer is the most common cancer in men. It has been clearly established that genetic and epigenetic alterations are common events in prostate cancer resulting in aberrant gene expression. Histone methylation are involved in gene expression of cells. The H3K27me3 epigenetic mark is a repressive mark and it is deregulated in prostate cancer. H3K27me3 levels are determined by the balance between histone methyltransferase EZH2 and histone demethylase JMJD3 activities. In order to understand the mechanism of H3K27me3 deposition in prostatic tumorigenesis, this thesis focused on the simultaneous assessment of the impact of JMJD3 and EZH2.Firstly, expression levels of JMJD3 and EZH2 were shown to be simultaneously increased in prostate cancer. The increase is correlated to both protein enrichments on RARβ2, ERα, RGMA, AR and PGR gene promotors. Secondly, transcriptomic analysis identified gene signature correlated with tumor aggressiveness. The utilization of GSK-J4 and DZNeP epidrugs targeting JMJD3 and EZH2 allowed us to modulate gene expressionOur results characterized JMJD3 and EZH2 as key factors in prostatic tumorigenesis process. The identified gene panel would be able to develop potential diagnostic and prognostic markers in prostate cancer and their modulation by epidrugs would make new therapeutic strategies.

L'hétérochromatine péricentromérique semble jouer un rôle dans la régulation de l'expression génique et par conséquent dans le potentiel de développement des embryons. Nous avons fait l'hypothèse qu'une marque épigénétique, H3S10P, pourrait être un nouveau marqueur permettant le suivi des régions péricentromériques dans l'embryon préimplantatoire de souris. Par des techniques d'immunofluorescence et d'immuno-FISH couplées à de la microscopie en haute résolution, nous avons montré que la distribution de H3S10P dans les embryons de souris est différente de celle observée dans les cellules somatiques. Durant les stades 1 à 4-cellules, H3S10P est détectée en interphase autour des précurseurs des nucléoles (NPB), où elle colocalise avec les sondes ADN reconnaissant l'hétérochromatine péricentromérique, puis marque les bras chromosomiques sur toute la durée des phases de mitose. Après le stade 4-cellules, la distribution de H3S10P redevient similaire à ce qui est connu dans les cellules somatiques, avec un marquage au niveau des chromocentres seulement en fin d'interphase et sur les chromosomes mitotiques seulement jusqu'à la télophase. Cette cinétique particulière observée semble liée à l'absence de la kinase Aurora B aux stades les plus précoces. Nous avons également comparé la localisation de H3S10P avec celle d'autres marqueurs associés à l'hétérochromatine péricentromérique comme H3K9me3, HP1 β et la double modification H3K9me3S10P et en avons conclu que H3S10P est un meilleur marqueur pour l'hétérochromatine péricentromérique des deux génomes parentaux. Enfin, comme les embryons clonés obtenus par transfert nucléaire à partir de cellules somatiques (SCNT) montrent une redistribution anormale de l'hétérochromatine péricentromérique ainsi qu'un développement altéré, nous avons utilisé H3S10P pour détecter les remaniements de l'hétérochromatine après SCNT. Nos résultats montrent que, contrairement aux autres marqueurs, H3S10P n'est présente que sur la portion de l'hétérochromatine qui est correctement remaniée, tandis que l'hétérochromatine incorrectement reprogrammée conserve la signature épigénétique de la cellule donneuse. / Pericentromeric heterochromatin appears to be involved with gene regulation and therefore with the developmental potential of embryos. We hypothesized that an epigenetic modification, H3S10P, could be a new marker to follow pericentromeric heterochromatin in preimplantation mouse embryos. Using immunofluorescence, immunoFISH and high resolution microscopy, we observed that H3S10P shows a different distribution pattern in mouse embryos than in somatic cells. It is detected early in interphase around the Nucleolar-Precursor Bodies from 1- to 4-cell, in co-localization with the DNA probes for pericentromeric heterochromatin, and is seen in the chromosome arms throughout mitosis. In fact, H3S10P shows a similar kinetic as seen in somatic cells only after the 4-cell stage: being solely observed in the chromocenters during late interphase and on the mitotic chromosomes until telophase. This distribution seems related to the absence of Aurora B kinase in the earlier stages. We have also compared H3S10P to other related pericentromeric heterochromatin markers such as H3K9me3, HP1β and the double modification, H3K9me3S10P, and concluded that H3S10P is a better marker for pericentromeric heterochromatin of both parental origins. Finally, as cloned embryos often show abnormal pericentromeric heterochromatin remodelling and impaired development after Somatic Cell Nuclear Transfer (SCNT), H3S10P was used to track down heterochromatin reprogramming after SCNT. Our results show that H3S10P underlines only the portion of heterochromatin which is remodelled when compared with the other related markers and that the unremodelled portion maintains the epigenetic signature of the donor cell.

Les chromodomaines sont présents dans de nombreux régulateurs de la structure chromatinienne. Ils sont très conservés et reconnaissent spécifiquement certaines lysines méthylées sur les histones. Chez la drosophile, l'Enhancer de Trithorax et Polycomb Corto, impliqué dans la répression et dans l'activation transcriptionnelle de nombreux gènes, contient un chromodomaine (CortoCD). La surexpression de CortoCD dans des drosophiles transgéniques montre que c'est un module d'adressage à la chromatine. L'identification par spectrométrie de masse des polypeptides retenus par CortoCD in vitro révèle qu'ils correspondent à des protéines ribosomiques nucléaires (RPs). Je me suis concentrée sur l'une d'entre elle, RPL12, car les homologues de cette dernière dans d'autres espèces possèdent de nombreux résidus lysines méthylés. J'ai montré que CortoCD reconnaît spécifiquement la lysine 3 de RPL12 triméthylée (RPL12K3me3). De plus, Corto et RPL12 co-localisent avec des marques épigénétiques activatrices sur les chromosomes polytènes. L'analyse par ChIP (immunoprécipitation de la chromatine), de deux cibles transcriptionnelles de Corto et RPL12, révèle que ces deux protéines sont localisées dans le corps des gènes et ne sont pas enrichies sur les promoteurs, suggèrant un rôle dans l'élongation de la transcription. Des analyses transcriptomiques (RNAseq) montrent que Corto et RPL12 régulent majoritairement des gènes impliqués dans la biogenèse des ribosomes. Nos résultats mettent en évidence pour la première fois une coopération entre une protéine ribosomique et un facteur de maintien de la mémoire épigénétique dans la régulation transcriptionnelle. Les chromodomaines sont présents dans de nombreux régulateurs de la structure chromatinienne. Ils sont très conservés et reconnaissent spécifiquement certaines lysines méthylées sur les histones. Chez la drosophile, l'Enhancer de Trithorax et Polycomb Corto, impliqué dans la répression et dans l'activation transcriptionnelle de nombreux gènes, contient un chromodomaine (CortoCD). La surexpression de CortoCD dans des drosophiles transgéniques montre que c'est un module d'adressage à la chromatine. L'identification par spectrométrie de masse des polypeptides retenus par CortoCD in vitro révèle qu'ils correspondent à des protéines ribosomiques nucléaires (RPs). Je me suis concentrée sur l'une d'entre elle, RPL12, car les homologues de cette dernière dans d'autres espèces possèdent de nombreux résidus lysines méthylés. J'ai montré que CortoCD reconnaît spécifiquement la lysine 3 de RPL12 triméthylée (RPL12K3me3). De plus, Corto et RPL12 co-localisent avec des marques épigénétiques activatrices sur les chromosomes polytènes. L'analyse par ChIP (immunoprécipitation de la chromatine), de deux cibles transcriptionnelles de Corto et RPL12, révèle que ces deux protéines sont localisées dans le corps des gènes et ne sont pas enrichies sur les promoteurs, suggèrant un rôle dans l'élongation de la transcription. Des analyses transcriptomiques (RNAseq) montrent que Corto et RPL12 régulent majoritairement des gènes impliqués dans la biogenèse des ribosomes. Nos résultats mettent en évidence pour la première fois une coopération entre une protéine ribosomique et un facteur de maintien de la mémoire épigénétique dans la régulation transcriptionnelle.

L'exposition répétée à la cocaine induit une plasticité cérébrale responsable de changements comportementaux de longue durée, dont les mécanismes de signalisation intracellulaire sont mal connus. Les neurones du striatum exprimant le recepteur à la dopamine D1 et ceux exprimant le recepteur à la dopamine D2 jouent un rôle important dans l'intégration de ces signaux. L'activation de ces récepteurs induit des cascades de signalisations opposées, il est donc primordial de pouvoir les étudier séparément. Afin d'analyser spécifiquement ces familles de neurones, nous avons adapté une méthode de tri et d'analyse des noyaux des neurones basée sur la cytométrie en flux. Notre étude a permis de quantifier les changements post-traductionels des histones, ainsi que les enzymes les controlant, specificiquement dans les noyaux des neurones D1 ou D2, suite à un traitement aigu ou chronique de cocaine. Avec cette approche, nous avons trouvé que les neurones D1 et D2 comportent des profils épigénétiques spécifiques, dynamiquement régulés par la cocaine. Plus particulièrement, nous avons trouvé que l'acétylation des histones H3K14, H4K5, H4K12 et la méthylation de H3K9 étaient régulées de manière opposée entre les deux types cellulaires, sous-tendant la disparité de leur réponse transcriptionelle à la drogue. Enfin, nous avons observé qu'il y avait une corrélation complexe entre les modifications post-traductionelles d'histones, spécifiques des neurones D1 ou D2, et qui est sensiblement altérée par la cocaine. Nous proposons une approche originale dans le domaine des neurosciences permettant l'étude des protéines nucléaires applicable potentiellement à tous les types neuronaux du cerveau

L'hétérochromatine péricentromérique semble jouer un rôle dans la régulation de l'expression génique et par conséquent dans le potentiel de développement des embryons. Nous avons fait l'hypothèse qu'une marque épigénétique, H3S10P, pourrait être un nouveau marqueur permettant le suivi des régions péricentromériques dans l'embryon préimplantatoire de souris. Par des techniques d'immunofluorescence et d'immuno-FISH couplées à de la microscopie en haute résolution, nous avons montré que la distribution de H3S10P dans les embryons de souris est différente de celle observée dans les cellules somatiques. Durant les stades 1 à 4-cellules, H3S10P est détectée en interphase autour des précurseurs des nucléoles (NPB), où elle colocalise avec les sondes ADN reconnaissant l'hétérochromatine péricentromérique, puis marque les bras chromosomiques sur toute la durée des phases de mitose. Après le stade 4-cellules, la distribution de H3S10P redevient similaire à ce qui est connu dans les cellules somatiques, avec un marquage au niveau des chromocentres seulement en fin d'interphase et sur les chromosomes mitotiques seulement jusqu'à la télophase. Cette cinétique particulière observée semble liée à l'absence de la kinase Aurora B aux stades les plus précoces. Nous avons également comparé la localisation de H3S10P avec celle d'autres marqueurs associés à l'hétérochromatine péricentromérique comme H3K9me3, HP1 β et la double modification H3K9me3S10P et en avons conclu que H3S10P est un meilleur marqueur pour l'hétérochromatine péricentromérique des deux génomes parentaux. Enfin, comme les embryons clonés obtenus par transfert nucléaire à partir de cellules somatiques (SCNT) montrent une redistribution anormale de l'hétérochromatine péricentromérique ainsi qu'un développement altéré, nous avons utilisé H3S10P pour détecter les remaniements de l'hétérochromatine après SCNT. Nos résultats montrent que, contrairement aux autres marqueurs, H3S10P n'est présente que sur la portion de l'hétérochromatine qui est correctement remaniée, tandis que l'hétérochromatine incorrectement reprogrammée conserve la signature épigénétique de la cellule donneuse.

Les aculéatines et FR235222 sont deux familles de molécules d’origine naturelle qui agissent de façons très efficaces sur les parasites intracellulaires de la famille des apicomplexes, responsables notamment du paludisme ou de la toxoplasmose. Dans la première partie de ces travaux, nous avons développé une nouvelle réaction cascade d’oxydation phénolique en « un pot » utilisant un réactif à base d’iode hypervalent en quantité catalytique. Cette stratégie de synthèse flexible et hautement modulable en peu d’étapes, permettra d’accroître l’accessibilité vers de nouveaux analogues aculéatines bioactives. Dans la deuxième partie, nous nous sommes intéressés à FR235222, un HDACi (inhibiteur des histones désacétylases) qui cible les HDACs de la classe I chez l’homme et l’HDAC3 chez le parasite T. gondii responsable de la toxoplasmose. Les HDACs sont des protéines qui jouent un rôle important dans le contrôle des mécanismes épigénétiques. Dans cette étude, un analogue fluorescent du produit naturel a été synthétisé et a permis de confirmer la cible de FR235222 chez l’homme grâce à des études de localisation cellulaire. Par la synthèse et l’évaluation de l’activité HDACi de nouveaux analogues, associées à des études de modélisation moléculaire, nous avons démontré pour la première fois que la tête chélatante céto-hydroxyle et la flexibilité du linker sont responsable de cette sélectivité sur les HDACs de la classe I humaine. Enfin, grâce à ses résultats et à l’identification de différences structurales entre l’HDAC3 humaine et parasitaire, des études de prédiction (docking) ont permis de dégager des caractéristiques essentielles d’un HDACi potentiellement sélectif sur les parasites apicomplexes. / Aculeatins and FR235222 are two families of natural products that are highly effective against apicomplexan parasites, responsible for malaria and toxoplasmosis. In the first part of this work, we developed a new reaction involving a “one pot” phenolic oxidation cascade sequence using a hypervalent iodine reagent in catalytic condition. This flexible synthetic strategy will increase accessibility to new aculeatin derivatives to achieve bioactive compounds. In the second part, we were interested in FR235222, an HDACi (histone deacetylase inhibitor) which targets the class I human HDAC and parasite T. gondii HDAC3 responsible for toxoplasmosis. HDACs are proteins that play an important role in the control of epigenetic mechanisms. In this study, a FR235222 fluorescent derivative was synthesized to confirm the FR235222 target in human cells through cellular localization studies. The synthesis and assessment of the activity of new HDACi analogues, combined with molecular modelisation studies, allowed to demonstrate for the first time that the keto-hydroxyl zinc binding group and the flexibility of the linker would be responsible for this selectivity on human class I HDACs. Finally, with these results in hand and the identification of structural differences between human and parasitic HDAC3, prediction studies (docking) have revealed structural determinants to design inhibitors selective for apicomplexan parasites HDACi.