Les stress ont un impact majeur sur l'agriculture. Les études réalisées jusqu'à présent portent majoritairement sur des stress simples, appliqués indépendamment dans des conditions de culture idéales. Cependant, les combinaisons de stress sont la norme dans les champs et la réponse aux combinaisons de stress ne peut être extrapolée à partir de l'addition des réponses aux stress simples. Une analyse bioinformatique de banques de données de transcriptomique a permis d’identifier un gène (HSFA2) répondant a de multiple stress, isolés ou combinés. La présente thèse a pour but de découvrir les mécanismes contrôlant l'expression d’HSFA2. Deux stratégies ont alors été mise en oeuvre. Dans un premier temps, les facteurs capables de fixer une région promotrice d’HSFA2 ont été étudiés par système de « simple hybride levure ». Dans un second temps, une lignée transgénique biosenseur de l’activité d’HSFA2 a été produite et mutagénéisée. De nombreux mutants ont été sélectionnés sur la base d’une expression constitutive du biosenseur. La capacité des mutants sélectionnés à résister à une combinaison de stress chaleur et de stress lumière a ensuite été analysée. L’identification des mutations causales par séquençage du génome entier a permis, dans certains cas, de déterminer quels étaient les loci responsables des résistances observées. En particulier, deux mutations conférant une large résistance seront discutées. / Stresses represent the major cause of yield loss in modern agriculture. Previously, the majority of studies concern simplified, single stress situations, whereas in the field, stresses are complex and most often occurring in combinations. However, multiple stress response cannot be extrapolated from single stress responses added together. Bioinformatic analysis of transcriptomic data banks allowed us to identify a gene (HSFA2) involved in multiple stress responses. The work presented here aimed at discovering the mechanisms controlling HSFA2 expression. Two strategies were used.First, factors able to bind a region of HSFA2 promoter were studied through a “yeast one hybrid” system. Secondly, a transgenic biosensor of HSFA2 activity line was produced and mutagenized. A great number of mutants were selected on the basis of showing a constitutive activation of the biosensor. Resistance potentials to a combination of heat and high light stresses were then determined. Causal mutations identification through whole genome sequencing allowed, in some cases, to determine which were the loci responsible for the resistance traits. In particular, two mutations confering broad spectrum stress resistance will be discussed.

Les marqueurs de risque cardio-vasculaire peuvent être améliorés par des recommandations nutritionnelles à l’échelle d’une population, mais la réponse à ces régimes varie entre les individus, variabilité partiellement due aux polymorphismes génétiques. Les objectifs de ce travail étaient d’étudier l’association entre la réponse à un régime suivi pendant 3 mois et certains polymorphismes des gènes de l’apolipoprotéine B (-516C/T) et de l’apolipoprotéine E (epsilon et -219G/T).Le régime alimentaire (diminution des lipides totaux et remplacement des acides gras saturés par des acides gras mono- et poly-insaturés) a été suivi par 69 hommes et 100 femmes (âge moyen 51±10 ans) dont le risque cardio-vasculaire était modéré (Score de Framingham 5,93 ± 3,17).Dans ce travail, nous montrons que, après 3 mois de régime, les marqueurs de risque cardio-vasculaire ont été améliorés dans la population totale, mais que la réponse au régime variait en fonction du polymorphisme -516C/T d’ApoB des sujets étudiés. En effet, les sujets homozygotes pour l’allèle T ne modifiaient pas les taux plasmatiques de cholestérol et de glucose ainsi que les paramètres postprandiaux, déjà bas à l’inclusion.De son côté, les 2 polymorphismes de l’ApoE ne modulaient pas la réponse au régime mais étaient associés à l’insulinorésistance des sujets dès l’inclusion. En effet, les sujets porteurs de l’allèle epsilon 4 et de l’allèle -219T présentaient une insulinémie à jeun 70 % plus élevée que les sujets homozygotes pour l’allèle epsilon 3 et pour l’allèle T.Ce travail montre que le terrain génétique pourrait expliquer en partie la variabilité de réponse aux régimes recommandés. / Cardiovascular risk markers have been obviously improved at the population level by the widespread use of public dietary guidelines. Nevertheless a large variability, questionably linked to genetic polymorphism, is observed between individual responses. The aim of this study was to evaluate the influence of a polymorphism at the apolipoprotein B locus (-516C/T) and 2 polymorphisms at the apolipoprotein E locus (epsilon and -219G/T) on cardiovascular risk markers in response to a dietary intervention targeted at reducing total fat intake together with a partial replacement of saturated FA by mono/polyunsaturated FA.69 men and 100 women (mean age 51±10 y), displaying at baseline a moderate cardiovascular risk (Framingham score 5,93 ± 3,17), followed this diet for 3 months and improved biological markers for cardiovascular risk. But individual responses to the diet differed according to genotype concerning ApoB-516C/T polymorphism. While most individuals greatly improved biological risk markers, homozygous subjects for the T allele did not modify cholesterol, glucose and post-prandial parameters, parameters that were already low at the inclusion.Concerning the ApoE locus, we showed that both polymorphims did not modify the response to the diet, but were associated with insulin resistance measured at the inclusion. Indeed, subjects carrying both the epsilon 4 and the -219T allele, displayed a 70% higher insulinemia than subjects homozygous for the epsilon 3 and for the -219T allele.In conclusion, this work shows that the genetic background may at least in part account for the individual variability that is observed in the response to a diet.

L'hypertension artérielle est un trait polygénique. Les variants génétiques découverts n'avaient qu'un faible effet et n'expliquaient qu'une infime partie (1%) de sa variabilité phénotypique. Ce résultat était à l'origine du concept d'héritabilité manquante. Nous pensons que l'héritabilité manquante pourrait s'expliquer par des interactions gène-gène, gène-environnement et la méthylation d'ADN. Une fois complétées par des études transcriptomiques, nous pourrions révéler les voies moléculaires impliquées. Ainsi, nous avons identifié une nouvelle interaction épistasique fonctionnelle entre le rs5355C>T du gène SELE et le rs6046G>A du gène F7 associée à la pression artérielle systolique. Dans cette même direction, nous avons rapporté deux autres interactions gène-gène. De plus, nous avons trouvé que le SNP intergénique rs7556897C>T dans le locus SLC19A3-CCL20 interagissait avec l'obésité pour influencer la pression artérielle diastolique. En parallèle aux études précédentes, nous avons montré que le rs5030878T>C du gène FPR1 et l'allèle KL-VS du gène Klotho pourraient être impliqués dans la régulation de la pression artérielle via leurs interactions avec l'âge et le traitement antihypertenseur respectivement. Nous avons aussi participé à l'identification d'un nouveau SNP, le rs2000999G>A, expliquant quasiment la moitié de l'héritabilité de l'haptoglobine dont le rôle antihypertenseur est en cours d'investigation. Finalement, nous avons proposé une nouvelle catégorie de SNPs les eMethSNPs. En conclusion, les interactions identifiées dites "fonctionnelles" montrent que l'inflammation de faible niveau est impliquée dans la régulation de la pression artérielle / Essential hypertension is a polygenic trait. Discovered genetic variants were shown to have small effects, consequently explaining a tiny fraction (1%) of its phenotypic variation and resulting to a missing heritability. The missing heritability could be explained by gene-gene, gene-environment interactions and DNA methylation. Once conducted, these approaches should be further complemented by transcriptomic analyses, and thereby to reveal the involved molecular pathways. Therefore, we have shown that rs6046G>A in F7 interacted with rs5355C>T in SELE in order to influence systolic blood pressure levels. In the same direction, we have reported two other gene-gene interactions. We have also found the intergenic SNP rs7556897T>C, located between SLC19A3 and CCL20 locus, interacting with obesity in order to influence diastolic blood pressure. In parallel to those studies, we have shown that rs5030878T>C in FPR1 and KL-VS allele in Klotho may be implicated in BP regulation through their interaction with age and antihypertensive drugs respectively. We have also participated to the identification of a novel SNP, the rs2000999G>A explaining up to the half of haptoglobin?s heritablilty, a protein currently under investigation for its antihypertensive role. Finally, we proposed a new category of functional genetic-epigenetic biomarkers, the eMethSNPs. In conclusion, the identified 'functional' interactions show that low-level inflammation is involved in blood pressure regulation

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Activée dans les stades précoces du développement tumoral, la sénescence empêche la progression tumorale en induisant un arrêt de prolifération cellulaire. Ainsi, tout comme l’apoptose, ce mécanisme doit être altéré pour qu’une cellule devienne tumorale. Malgré ce rôle crucial de protection contre la progression tumorale, nous connaissons peu les mécanismes moléculaires qui régulent l’échappement à la sénescence. A l’aide d’une banque de shRNA ciblant 8000 gènes, nous avons réalisé un criblage génétique dans le but d’isoler de nouveaux régulateurs, qui lors qu’ils sont inhibés, favorisent un échappement à la sénescence. Ce criblage nous a ainsi permis d’isoler PLA2R1 comme un nouveau régulateur de la sénescence. Nous avons montré que ce gène régulait la sénescence par l’activation du gène suppresseur de tumeurs p53. Un deuxième travail nous a ensuite permis d’identifier PLA2R1 comme un nouveau gène suppresseur de tumeurs. Dans un futur proche PLA2R1 pourra, peut-être, être utilisé comme bio-marqueur. De plus nous avons récemment démontré que cette protéine pourrait avoir un potentiel à visée thérapeutique étant donné son potentiel d’action sur les cellules tumorales. L’ensemble de ces travaux nous ont donc permis d’isoler PLA2R1 comme un nouveau régulateur de la sénescence et gène suppresseur de tumeurs. / Activated in early stages of tumorigenesis, senescence, by blocking proliferation, inhibits tumour growth. Therefore, just like other fails safe mechanisms such as apoptosis, its escape is a property that cancer cell acquire. Although senescence plays a crucial role in tumour suppression and blockade, there is still much to learn about the mechanisms regulating this phenomenon. Using a shRNA library targeting 8000 human genes, we performed a loss of function genetic screen in order to identify genes that when down-regulated, would allow a senescence escape. Using this strategy, we were able to identify PLA2R1 as a novel regulator of cellular senescence by modulating the activation of the p53 tumour suppressor gene. In a second work, we demonstrated that PLA2R1 is a candidate tumour suppressor gene. In the future, PLA2R1 might be used as a biomarker. Finally, we have demonstrated that PLA2R1 could have therapeutic potential as it induces apoptosis in a myriad of cancer cell lines. Altogether, the work performed during my thesis as enabled us to identify PLA2R1 as a novel cellular senescence regulator and a putative new tumour suppressor gene with therapeutic potential.

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La fraîcheur est un paramètre important pour l’évaluation de la qualité du poisson. Plusieurs méthodes ont été développées par le passé, mais elles possèdent des limites principalement en termes de subjectivité et de précision. Le but de ce travail a été de chercher des indicateurs de la qualité en se basant sur les causes et les conséquences de l’altération du poisson. En ce qui concerne les causes, la flore d’altération a été étudiée par des techniques de microbiologie et de biologie moléculaire. Un premier travail a permis de caractériser des souches de Shewanella baltica isolées de poisson ; une des souches possède la particularité d’être H2S négative laissant penser que les techniques microbiologiques traditionnelles pourraient être limitées. Une approche qPCR a ensuite sélectionné des amorces testées lors d’un suivi d’altération. Les résultats montrent une baisse linéaire du signal dès les premiers jours d’altération, attribuée à la présence de Photobacterium phosphoreum, avec de bonnes anticorrélations aux méthodes biochimiques de référence. Par la suite, les conséquences ont été évaluées en quantifiant des amines volatiles par une méthode de SPME-GC-MS en définissant le concept d’azote basique volatil partiel (ABVP) permettant de quantifier spécifiquement la triméthylamine (TMA) et la diméthylamine (DMA). Cette méthode a montré, pour la TMA, une excellente corrélation avec une technique de référence. Les mesures d’ABVP ont permis de créer un indicateur, le ratio DMA sur TMA, évoluant lors des premiers stades d’altération. Parallèlement, deux projets basés sur l’analyse du volatilome de poissons transformés ont permis de travailler sur la qualité au sens large. / Freshness is a key parameter for the fish quality assessment. By the past, several methods have been developed, but they displayed limits mainly in terms of subjectivity and precision. The aim of this work was to search indicators of quality based on causes and consequences of fish spoilage. Concerning causes, the spoilage flora was studied by microbiological and molecular techniques. A first work allowed characterizing Shewanella baltica strains isolated from fish; one of the strains has the particularity to be H2S negative suggesting that traditional microbiological techniques might be limited. Then, a qPCR approach has selected primers tested during a spoilage monitoring study. Results show a linear decrease of the signal for the early days of alteration, attributed to the presence of Photobacterium phosphoreum, with good anticorrelations with biochemical methods of reference. Subsequently, consequences have been studied quantifying volatile amines by a method of SPME-GC-MS by defining the concept of partial volatile basic nitrogen (PVB-N) specifically quantifying trimethylamine (TMA) and dimethylamine (DMA). This method showed for TMA an excellent correlation with a reference technique. PVB-N measurements allowed creating an indicator, DMA on TMA ratio, evolving in the early steps of spoilage. Meanwhile, two projects based of the analysis of processed fish volatilome allowed working on quality in a wider sense.

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La surexpression du récepteur 2 du facteur de croissance épidermique humain (HER2) et/ou l’amplification du gène HER2 sont des facteurs prédictifs du cancer du sein. Avec l’introduction du traitement ciblé au trastuzumab, l’évaluation fiable d’HER2 est devenue essentielle. Malheureusement, jusqu’à 50% des patientes HER2-positives développent une résistance envers ce médicament. Les objectifs étaient : 1) déterminer la façon la plus fiable et économique pour évaluer le statut HER2 (cohorte de 521 cas consécutifs de cancer du sein); 2) examiner l’association entre deux polymorphismes d’HER2 (Ile655Val et Ala1170Pro), la consommation de tabac et d’alcool et la réponse au trastuzumab (cohorte de 236 patientes HER2-positives traitées au trastuzumab). De plus, dans une étude pilote, nous avons examiné l’association entre les patrons de méthylation d’ADN dans la tumeur et la réponse au trastuzumab (cohorte de 12 patientes HER2-positives traitées au trastuzumab). Le statut HER2 a été évalué par immunohistochimie (IHC), hybridation fluorescente in situ (FISH) et essai TaqMan. Nous avons comparé le statut HER2 déterminé par FISH sur lame complète (LC, un tissu par lame) et par matrice tissulaire (TMA, 60 tissus par lame), ainsi que le statut HER2 évalué par IHC et FISH sur le bloc ayant servi pour le diagnostic (bloc diagnostique) et sur un bloc choisi aléatoirement (bloc aléatoire). Les informations cliniques ont été obtenues dans les dossiers médicaux, celles sur la consommation de tabac et d’alcool par des questionnaires validés. Le patron de méthylation d’ADN a été évalué en utilisant la micropuce Illumina Infinium HumanMethylation450 BeadChip. La concordance générale entre le statut HER2 déterminé par FISH sur LC et TMA était de 98,2%, et celle entre les blocs diagnostiques et aléatoires était de 98,0% au FISH et de 93,6% à l’IHC. La consommation de tabac et l’allèle Val étaient associés à une moins bonne réponse, tandis que la consommation d’alcool était associée à une meilleure réponse. Le patron de méthylation dans les tumeurs de patientes atteintes d’un cancer du sein HER2- positif qui ont développé une résistance au trastuzumab diffère de celui des patientes qui répondent au traitement. Cependant, ces résultats semblent dépendre de la méthode bioinformatique d’analyse utilisée. Nous concluons que l’évaluation d’HER2 par FISH sur TMA représente une méthode fiable et économique. Les taux de concordances obtenus par FISH, mais pas ceux observés à l’IHC, satisfont l’exigence du Collège des pathologistes américains d’au moins 95% de concordance entre les résultats obtenus avec la méthode de référence et la nouvelle méthode. Le tabagisme, la consommation d’alcool et le polymorphisme HER2 Ile655Val pourraient influencer la réponse au traitement au trastuzumab. / The overexpression of the human epidermal growth factor receptor 2 (HER2) and/or HER2 gene amplification are predictive factors in breast cancer. Following the HER2-targeted treatment with trastuzumab, the reliable evaluation of HER2 has become essential. Unfortunately, up to 50% of HER2-positive breast cancer patients develop resistance towards this drug. The objectives were: 1). To determine the most reliable and economical method to evaluate HER2 status (cohort of 521 consecutive breast cancer cases); 2). To examine the association between tobacco and alcohol consumption, and two HER2 polymorphisms (Ile655Val and Ala1170Pro), and the response to trastuzumab (cohort of 236 HER2-positive breast cancer patients treated with trastuzumab). Moreover, in a pilot study, we explored the association between genome-wide DNA methylation patterns in breast cancer tissues and the response to trastuzumab (cohort of 12 breast cancer patients treated with trastuzumab). HER2 status was evaluated by immunohistochemistry (IHC), fluorescence in situ hybridization (FISH), and TaqMan assay. We compared HER2 status determined by FISH on whole tissue (WT, one tissue per slide) section and tissue microarray (TMA, 60 tissues per slide) section, and HER2 status evaluated by IHC and FISH on the block used for diagnostic (diagnostic block) and on a randomly chosen additional block (random block). Clinicopathological information were assessed by review of medical records, tobacco and alcohol consumption by an administered validated questionnaire. DNA methylation patterns were evaluated using the Illumina Infinium HumanMethylation450 BeadChip. Overall concordance between HER2 status determined by FISH on WT and TMA sections was 98.2% and that between diagnostic and random blocks was 98.0% for FISH and 93.6% for IHC. Tobacco consumption and the Val allele were associated with a worse response, whereas alcohol consumption was associated with a better response. Methylation pattern in tumor tissues of HER2-positive breast cancer patients who acquired resistance to trastuzumab treatment differed from that of HER2-positive breast cancer patients who responded to trastuzumab treatment. However, this observation seemed to depend upon the method of bioinformatics analysis used. We conclude that FISH performed on TMA section represents a reliable and economical method for the evaluation of HER2. Results obtained by FISH, but not those obtained by IHC, fulfill the recommendations of the College of American Pathologists of concordance greater than 95% between the reference method and the new method. Tobacco use, alcohol consumption and Ile655Val HER2 polymorphism might influence the response to trastuzumab treatment.