La chromatine est un système de compaction de l’ADN jouant un rôle important dans la régulation de l’expression génique. L’acétylation de la chromatine provoque un relâchement de sa structure, facilitant le recrutement de facteurs de transcription. Inversement, des complexes histones déacétylases favorisent une structure compacte, réprimant l’expression de gènes. Un complexe HDAC, Rpd3S, est recruté par l’ARN polymérase II phosphorylée sur les régions codantes transcrites. Cette activité HDAC est stimulée par la déposition de la marque H3K36me générée par l’histone méthyltransférase Set2. Par approche génomique, en utilisant comme organisme modèle Saccharomyces cerevisiae, j’ai optimisé la méthode de ChIP-chip puis démontré que les sous unités Hos2 et Set3 d’un autre complexe HDAC, Set3C, étaient recrutées sur des régions codantes de gènes transcrits. De plus, Set3C est connu pour être recruté soit par H3K4me ou par la Pol II. La suite du projet portera sur le recrutement de Set3C qui semble similaire à Rpd3S. / Chromatin is a DNA compaction system and the main mecanism of gene expression regulation. Acetylation of histones loosens DNA compaction and thus facilitates the recruitment of transcription factors. By opposition, histone deacetylase (HDAC) complexes increase the compaction of chromatin and thus repress transcription. Rpd3S, a HDAC complex, is recruited to chromatin by interaction with a phosphorylated form of RNA polymerase II (Pol II) on actively transcribed genes and its activity is stimulated by the presence of the mark H3K36me mark. During my Master degree, I optimized ChIP-chip, using Saccharomyces cerevisiae as model organism, in order to investigate the localisation of two subunits (Hos2 and Set3) of another HDAC complex, Set3C. My datas demonstrate that Set3C subunits localized on actively transcribed genes, in a fashion similar to Rpd3S. Further, Set3C is known to be recruited either by Pol II or H3K4me suggesting that Set3C has a similar recruitment mechanism than Rpd3S. Future experiments in the laboratory will investigate the recruitment of Set3C.

Les génomes des eucaryotes et des procaryotes évoluent de temps en temps par un processus complexe, impliquant entre autres, des événements évolutifs tels que les spéciations, les duplications, les transferts horizontaux, et les pertes de gènes. Nous étudions ici les méthodes de réconciliation, une technique bien connue pour inférer de tels événements et retrouver leur localisation dans l'histoire d'espèces. En effet, ces méthodes construisent une correspondance entre l'histoire d'une famille de gènes (l'arbre de gènes) et l'histoire des espèces contenant ces gènes (l'arbre d'espèces) pour expliquer leurs discordances sur la base d'événements évolutifs qu'elles infèrent et positionnent sur l'arbre de gènes et l'arbre d'espèces. Les méthodes de réconciliation sont appliquées dans plusieurs domaines tels que l'étude de l'évolution du génome; l'inférence des relations d'orthologies en évolution moléculaire; l'étude de la coévolution entre hôtes et parasites en écologie, ou encore l'étude des zones de population en biogéographie. Les trois principales contributions de cette thèse sont les suivantes : premièrement, un outil nommé SEAS est proposé pour simuler l'évolution des familles de gènes dans une phylogénie d'espèces donnée. Cela permet d'obtenir des arbres de gènes synthétiques dont la réconciliation est connue et qui permettent donc d'évaluer la précision des méthodes de réconciliation. Deuxièmement, une méthode heuristique, appelée MowgliNNI, est proposée pour corriger les arbres de gènes partiellement erronés au regard des réconciliations. Cette méthode itérative réarrange les branches faiblement supportées pour rechercher une nouvelle topologie de l'arbre de gènes, dont le coût de réconciliation est moindre. Troisièmement, nous proposons une approche pour estimer la fiabilité des événements évolutifs prédits par les méthodes de réconciliation. Contrairement aux approches existantes qui ne considèrent qu'une des réconciliations optimales possible entre l'arbre de gènes et l'arbre d'espèces, notre approche prend en compte un ensemble de solutions optimales voire sous-optimales. En outre, nous introduisons le concept de réconciliations médianes symétriques et asymétriques qui servent d'éléments centraux pour représenter un ensemble de réconciliations. Nous présentons un algorithme pour calculer ces réconciliations médianes qui est en temps polynomial bien que l'ensemble de toutes les réconciliations optimales est potentiellement exponentiel. Des expériences ont été réalisées pour montrer l'exactitude, la signification et l'efficacité de nos méthodes proposées. / The genomes of eukaryotes and prokaryotes evolve over time through a complex process involving, among other things, evolutionary events such as speciations, duplications, horizontal transfers, and losses of genes. We study here reconciliation methods, a well-known technique for recovering such events as well as locating them along the species history. Indeed, reconciliation methods construct a mapping between a gene family history (a gene tree) and a species history (a species tree) to explain their incongruence thanks to the inferred evolutionary events located on both the gene and species trees. Reconciliation methods can be applied to various areas such as the study of genome evolution, the inference of orthology relationships in molecular evolution, the study of host-parasite coevolution in ecology, or the study of population areas in biogeography. The three main contributions of this thesis are as follows: First, we provide a tool, named SEAS, for simulating the evolution of gene families along a given species phylogeny. This provides synthetic gene trees along with their known reconciliations that are helpful to evaluate the accuracy of reconciliation methods. Second, we propose a heuristic method, called MowgliNNI, to correct partly erroneous gene trees based on reconciliation scores. This method iteratively rearranges the weakly supported parts of a gene tree as long as it improves the reconciliation score. Third, we propose effective solutions for estimating the reliability of the predicted evolutionary events. Unlike the currently existing approaches considering only the optimal solutions for reconciling a pair of species-gene trees, our approach additionally takes into account the nearly optimal solutions. Furthermore, we introduce the concept of symmetric and asymmetric median reconciliations, which serve as central elements to represent a set of reconciliations. We present a polynomial time algorithm computing such median reconciliations from the potentially exponential set of all optimal reconciliations for a given pair of species-gene trees. Experiments have been carried on to show the correctness, meaningfulness and effectiveness of our proposed methods.

L'organisation de la chromatine a une importance fonctionnelle pour contrôler le programme d'expression des gènes. Par contre, les liens qui l'unissent au déroulement de la réplication de l'ADN sont beaucoup moins connus. Grâce à des approches basées sur la capture d'interactions chromosomiques et sur l'imagerie cellulaire, nous avons étudié les liens entre le repliement à grande échelle de la chromatine et le timing de réplication. Cette analyse, effectuée dans des cellules humaines lymphoblastoïdes, des cellules mononucléées du sang (PBMC) et des cellules issues d'une leucémie myéloïde à caractère érythrocytaire, a permis l'identification de domaines structuraux du noyau. Ces domaines sont relativement isolés les uns des autres et leurs frontières coïncident avec les zones d'initiation précoce. De plus, notre étude montre que ces zones d'initiation précoce interagissent préférentiellement, aussi bien entre voisins immédiats (séparation génomique de l'ordre de la mégabase) que le long du chromosome entier. Les loci répliqués tardivement interagissent eux-aussi avec leurs homologues, conduisant, dans l'espace nucléaire, à une ségrégation des loci en fonction de leur timing de réplication. Ces résultats sont soutenus par des mesures de distances sur des hybridations in-situ qui montrent que les loci répliqués en début de phase S sont plus proches qu'attendus. Nos travaux révèlent enfin que l'organisation de la chromatine est similaire dans des cellules en phase G0 (PBMC dormantes), démontrant qu'elle n'est pas spécifique des cellules en phase S. Pris ensemble, ces résultats apportent des preuves directes d'une organisation robuste de la chromatine, partagée par les cellules en cycle et dormantes, et corrélée au timing de réplication à différentes échelles. / Chromatin organization is of functional significance to control the gene expression program. However, its interplay with DNA replication program is less known. Though the capture of chromosomal interactions and cell imaging, we studied the links between the high-order folding of chromatin and the replication timing. This analysis, which has been performed in human lymphoblastoid cells, in peripheral blood mononuclear cells (PBMC), and in a myeloid leukemia cell line with erythroid properties, allowed the identification of structural domains in the nucleus. These domains are quite isolated from each other and their boundaries coincide with early-initiation zones. In addition, our study shows that these early-initiation zones preferentially interact with each other. These interactions have been observed between neighboring early-initiation zones (genomic separation around 1 to few megabases) but also along the whole chromosome. The late-replicated loci interact with their counterparts as well, leading to a nuclear segregation of the loci according to their replication timing. These results are sustained by distance measurements in in-situ hybridizations which show that loci replicated at the beginning of S-phase are closer than expected. Our work also reveals that chromatin organization is similar in cells blocked in G0 phase (quiescent PBMC), demonstrating that it does not result from the cells in S-phase. Taken together, these results provide direct clues for a robust chromatin organization, common to cycling and resting cells, and related to the replication timing at different scales.

Candida glabrata est une levure pathogène opportuniste, apparaissant aujourd’hui comme la deuxième cause de candidémie en Europe et en Amérique du Nord. Cette levure présente de nombreuses particularités génomiques telles que la présence de nouveaux domaines structuraux au sein d’ARN non-codants ubiquitaires. Le premier aspect de cette thèse a consisté en l’étude de la sous-unité ARN atypique de la Ribonucléase P nucléaire de C. glabrata. Cet ARN contient trois grand domaines additionnels octroyant au transcrit une taille trois fois plus élevée que la moyenne des sous-unités ARN des RNase P eucaryotiques. Les expériences réalisées ont permis une meilleure compréhension du rôle de ces domaines additionnels et ont démontré la présence inédite de la protéine Rcl1 au sein du complexe de la RNase P. Dans un second temps ce travail de thèse a aussi contribué à l’amélioration des outils d’édition du génome de C. glabrata existants. De nouvelles cassettes intégratives de faible taille et positivement sélectionnables ont été mises au point. Ces éléments présentent toutes les caractéristiques permettant leur utilisation dans la modification du génome de souches sauvages et d’isolats cliniques de C. glabrata. / Candida glabrata is an opportunistic pathogenic yeast, and is today the second causative agent of candidemia in Europe and North America. This yeast has many genomic peculiarities such as the presence of new structural domains within ubiquitous non-coding RNAs. The first aspect of this thesis was the study of the atypical RNA subunit of the nuclear Ribonuclease P of C. glabrata. This RNA contains three large additional domains giving the transcript an overall size more than three times larger than the average eukaryotic RNase P RNA subunits. The experiments performed led to a better understanding of the role of these additional domains and demonstrated for the first time the presence of the Rcl1 protein within the RNase P complex. Secondly, this thesis work also contributed to the improvement of existing genome editing tools in C. glabrata. New small and positively selectable integrative cassettes have been developed. These elements exhibited all the required characteristics for their use in wild-type strains and clinical isolates of C. glabrata.

L’Identification rapide et la classification microbienne précise sont cruciales en microbiologie médicale pour la surveillance de la santé humaine et animale, établir un diagnostic clinique approprié et choisir des mesures thérapeutiques et de contrôle optimales. Cependant, les seuils universels utilisés pour la définition des espèces ne sont pas applicables à de nombreux genres bactériens. C'est notamment le cas des espèces du genre Rickettsia, qui expriment peu de caractéristiques phénotypiques distinctives. Compte tenu de la disponibilité des séquences de près de 100 génomes de Rickettsia, nous avons voulu évaluer une gamme de paramètres taxonomiques basés sur l’analyse des séquences génomiques afin de mettre au point des recommandations pour la classification des isolats au niveau de l’espèce et du genre. En comparant le degré de similarité des séquences de 78 génomes de Rickettsia et 61 génomes de 3 genres étroitement apparentés en utilisant 4 paramètres génomiques, nous avons montré que les outils taxonomiques basés sur les séquences génomiques sont simples à utiliser et rapides, et permettent une classification taxonomique fiable et reproductible des isolats de rickettsies avec des seuils spécifiques. Les résultats obtenus nous ont permis d'élaborer des recommandations pour la classification des isolats de rickettsies au niveau du genre et de l'espèce. À l'aide de la taxono-génomique, nous avons également pu décrire 17 nouvelles espèces bactériennes associées à l'homme. L'utilisation des outils génomiques est donc parfaitement adaptée à la classification taxonomique et peut changer radicalement notre vision de la taxonomie et de l'évolution bactérienne à l'avenir. / Rapid identification and precise microbial classification are crucial in medical microbiology for human and animal health monitoring, appropriate clinical diagnosis and selection of optimal therapeutic and control measures. Indeed, the universal used for the definition of species are not applicable to many bacterial genera. This is particularly true of species of the genus Rickettsia which are strictly intracellular alpha-proteobacteria that express few phenotypic characteristics. Given the availability of genomic sequences of nearly 100 rickettsial genomes, we wanted to evaluate a range of taxonomic parameters based on genomic sequence analysis, to develop guidelines for the classification of Rickettsia isolates at the genus and species levels. By comparing the degree of similarity of the sequences of 78 genomes from Rickettsia species and 61 genomes from 3 closely related genera using several genomic parameters, we have shown that genome-based taxonomic tools are simple to use and fast, and allow for a reliable and reproducible taxonomic classification of isolates within species of the genus Rickettsia, with specific thresholds. The obtained results enabled us to develop guidelines for classifying rickettsial isolates at the genus and species levels. Using taxono-genomics, we have also been able to describe 17 new human-associated bacterial species on the basis of a combination of genomic analysis and phenotypic properties. The use of genomic tools is therefore perfectly adapted to taxonomic classification and can dramatically change our vision of taxonomy and bacterial evolution in the future.

Les pycnogonides sont une classe d’arthropodes marins comptant plus de 1 400 espèces, et dont nous connaissons mal la diversité et l’histoire évolutive. Cette thèse pluridisciplinaire sur les pycnogonides tropicaux s’articule autour de quatre axes de recherche : (i) description de neuf fossiles de Solnhofen (Jurassique supérieur), grâce à une nouvelle technique de visualisation des volumes ; (ii) analyses phylogénétiques des gènes CO1 et 18S à partir de 107 taxons ; (iii) séquençage Illumina par shotgun et assemblage de 103 nouveaux génomes mitochondriaux ; et (iv) taxonomie intégrative des pycnogonides de Martinique reposant sur 803 spécimens collectés lors de l’expédition Madibenthos (2016) et 172 séquences CO1. Tous les fossiles de Solnhofen étudiés sont rattachés aux pantopodes, marquant leur affinité avec la faune moderne. Deux espèces nouvelles sont décrites. Avec les fossiles de La Voulte-sur-Rhône, ils montrent que les pantopodes étaient déjà diversifiés dans des eaux profondes et lagunaires du Jurassique, suggérant une importante transition de faune entre Paléozoïque et Mésozoïque. De nombreux réarrangements du génome mitochondrial, impliquant principalement les gènes des ARNt, sont mis en évidence. Certains sont corrélés à des changements dans le biais de composition en bases qui peuvent impacter la reconstruction phylogénétique. Malgré ces problèmes, nous retrouvons la monophylie de toutes les familles excepté les Ascorhynchidae, Callipallenidae et Nymphonidae, et identifions des regroupements interfamiliaux, d’un côté entre Ammotheidae, Pallenopsidae, Endeidae et Phoxichilidiidae, et de l’autre, entre Callipallenidae et Nymphonidae. Un très grand nombre de relations intergénériques et interspécifiques est également révélé. Alors que 20 espèces étaient auparavant connues sur les côtes de Martinique, cette étude a permis de multiplier par quatre la diversité connue de l’île, soit un total de 73 espèces. Ces résultats suggèrent une diversité encore plus importante à l’échelle des Caraïbes, que l’on pensait pourtant bien explorées. / Sea spiders are a class of marine arthropods including more than 1,400 species. Their diversity and evolutionary history are still poorly known. In this thesis, tropical pycnogonids were studied using four approaches: (i) nine fossils from Solnhofen (Upper Jurassic) were examined using a new photographic technic improving visualization of body parts; (ii) for phylogeny, CO1 and 18S genes were analyzed for 107 taxa; (iii) 103 new mitochondrial genomes were assembled after Illumina shotgun sequencing; and (iv) 803 sea spiders collected during the Madibenthos expedition (2016) in Martinique were examined for integrative taxonomy using 172 CO1 sequences.All fossils from Sonhofen are shown to share strong affinities with the modern fauna, as they were identified as belonging to Pantopoda. Two new species are described. Together with fossils from La Voulte-sur-Rhône, these results suggest that Pantopoda were already diversified in shallow and deep Jurassic waters, indicating that an important faunal transition occurred between Palaeozoic and Mesozoic. The mitochondrial genome of sea spiders shows many different gene orders and most of the gene rearrangements involve tRNA genes. Some are correlated with changes in base composition bias, which can be misleading for phylogenetic reconstruction. Despite these problems, all families but Ascorhynchidae, Callipallenidae and Nymphonidae were found to be monophyletic. Furthermore, our analyses provide evidence for several interfamilial relationships (between Ammotheidae, Pallenopsidae, Endeidae and Phoxichilidiidae; and between Callipallenidae and Nymphonidae), and for many intergeneric and interspecific relationships. While only 20 pycnogonid species were previously known from Martinique, the number of species was multiplied by four after our study, i.e. 73. These results suggest that many species still remain to be discovered in the Caribbean Sea, whereas this region was thought to be well-explored regarding sea spiders.

L'application des techniques de séquençage à haut débit dans les dernières années a conduit à l'obtention de la séquence de génomes complets de plusieurs organismes. Le développement de nouveaux outils de génétique inverse était donc souhaitable afin de faire un usage optimal des données accumulées. Les nucléases hautement spécifiques représentent un outil unique pour induire des modifications ciblées du génome in vivo. L'induction d'une cassure double brin dans l'ADN est réparée soit par la voie de jonction d’extrémités nonhomologues soit par la voie très fidèle de la recombinaison homologue. Le ciblage d'un locus précis avec une nucléase spécifique stimule fortement la réparation de l'ADN, qui peut être utilisé pour induire des modifications ciblées dans le génome. Dans ma thèse, je vise à fournir une preuve de prinicipe pour l'utilisation des méganucléases et des transcription activator like effector nucléases (TALENs), deux classes communes de nucléases très spécifiques, comme nouveaux outils d'édition du génome chez le medaka, Oryzias latipes, et le poisson zèbre, Danio rerio. J'ai d’abord trouvé les conditions optimales d'utilisation de ces nucléases dans nos modèles de poissons. J'ai à cette occasion également développé une méthode très sensible et rapide pour la détection de modifications génomiques ciblées. J'ai ensuite induit des mutations au sein de trois gènes différents chez le poisson zèbre avec des TALENs. Les mutations dans le gène col6a1 ont conduit à la mise en évidence pour la première fois d’une technique de modification d’un site d’épissage d’un gène de poisson zèbre à l’aide d’une nucléase ciblée. Ce travail nous a permis d’établir une lignée de poisson avec une mutation dans le collagène VI alpha 1 qui est similaire à une mutation fréquemment trouvée chez les patients humains atteints de myopathie de Bethlem. De même, j’ai pu induire des mutations dans le gène nle1 du poisson zèbre qui vont permettre la mise en place de lignées de poissons mutants de ce gène. En outre, j'ai pu montrer qu’un nouveau type de nucléase, une TALEN Compact, était actif sur une cible chromosomique chez le poisson zèbre. En conclusion, les études que j'ai effectuées ont apporté la preuve de principe pour l'activité de TALENs et Compact TALENs ainsi que la première démonstration de modification de l'épissage à l’aide d’une TALEN chez le poisson zèbre et ont abouti à la mise en place d'une lignée de poisson dont le phénotype est proche d’un syndrome humain ouvrant la voie à la création de modèles pour d’autres mutations de ce type. Pour finir, je discute dans cette thèse des conditions permettant un usage le plus efficace des nucléases ciblées pour la génération de mutants et l’édition du génome. / The application of high throughput sequencing techniques in the recent years has led to obtaining the full genome sequences of many organisms. The development of novel tools for reverse genetics was thus desirable to make optimal use of the accumulated data. Site directed nucleases represent a unique platform to induce targeted genome modifications in vivo. Targeting a precise locus with a highly specific nuclease stimulates DNA repair, which can be harnessed for genome editing. Induction of a double strand break in DNA is repaired by either the error prone pathway of nonhomologous end joining or the high fidelity pathway of homologous recombination in the cell. Both mechanisms can be used to insert foreign DNA into the genome of the host. In my thesis, I aimed to provide proof of principle for the use of meganucleases and transcription activator like effector nucleases (TALENs), two common classes of site directed nucleases, as novel tools for genome editing in medaka, Oryzias latipes, and zebrafish, Danio rerio. During the first years of my thesis, I found the optimal conditions to use these nucleases in our fish models. I also developed a very sensitive and rapid method for detection of targeted genome modifications. I then induced mutations at three different endogenous loci in zebrafish with TALENs. The mutations in the col6a1 gene led to the first demonstration of splicing site modification in zebrafish using a TALE nuclease. This allowed the establishment of a fish line with a mutation in type VI collagen alpha 1 chain homologous to one mutation frequently found in human patients with Bethlem myopathy. Then I generated mutations in the nle1 gene which are heritable and from which establishment of mutant fish lines is in progress. In addition, by using the method for detection of targeted genome modifications I developed, I showed that a novel type of nuclease, a Compact TALEN, was active on a chromosomal target in zebrafish. In conclusion, the studies I performed provided proof of principle for the activity of TALENs and Compact TALENs as well as the first demonstration of TALEN-Mediated modification of splicing in zebrafish and resulted in the establishment of a fish line with mutated collagen VI. Induction of heritable mutations in the nle1 gene in zebrafish was also confirmed. Additionally, I proved that the choice of expression vector is crucial for the synthesis of active site directed nucleases for use in fish and established a novel efficient method for detection of targeted genomic mutations.

Jusqu'à présent, les modifications de la réplication de l'ADN entre cellules normales et cancéreuses ont été peu étudiées. Dans ce travail, nous avons utilisé le séquençage des fragments d'Okazaki, une technique récemment développée au laboratoire, pour déterminer la directionalité des fourches de réplication dans plusieurs lymphomes de Burkitt (LB), qui surexpriment l'oncoprotéine Myc à la suite de translocations chromosomiques spécifiques, ainsi que dans des lignées lymphoblastoides contrôles (LLC) et dans des léiomyosarcomes (LMS). Les profils de directionalité des fourches de réplication permettent de déduire la localisation et l'efficacité des sites d'initiation et de terminaison de la réplication le long du génome. Nous avons observé de nombreuses (~2000) différences de zones d'initiation entre les lignées Raji (LB) et GM06990 (LLC) ainsi qu'entre les lignées BL 79 et IARC385, une paire LB/LLC provenant d'un même patient. Nous avons détecté un nombre comparable de différences en comparant deux à deux les lignées étudiées. Cependant, les profils de BL79 et de Raji (deux LB) sont un peu plus proches l'un de l'autre que de la lignée contrôle GM06990. Ceci suggère l'existence de changements de la réplication récurrents dans les lignées LB. L'importance des différences observées entre les lignées IARC385 et GM06990 indique de façon surprenante une grande variabilité entre les LLC normales, provenant de différents individus. De façon intéressante, de nombreuses différences observées entre les lignées LB et LLC sont associées à des changements de l'expression des gènes ou de la liaison de l'oncoprotéine Myc. La comparaison des profils des deux LMS avec tous les profils disponibles au laboratoire montre que c'est à celui de fibroblastes normaux (IMR90) qu'ils ressemblent le plus. Ceci suggère que les cellules de tumeurs musculaires lisses auraient subi une transformation fibroblastique au cours de la tumorigénèse. Des données récentes suggèrent que les champs magnétiques peuvent perturber certains processus cellulaires comme l'assemblage du cytosquelette. Nous avons utilisé le séquençage de fragment d'Okazaki pour rechercher d'éventuels effets d'un champ magnétique sur la réplication de l'ADN chez la levure. Aucun effet du champ magnétique sur la directionalité des fourches de réplication n'a été détecté. / Changes in DNA replication profiles between cancer and normal cells have been poorly explored. In this work, sequencing of Okazaki fragments, a novel methodology developed in the laboratory, was used to determine replication fork directionality (RFD) in several Burkitt's lymphomas (BL), which overexpress the Myc oncoprotein due to specific chromosomal translocations, and control normal lymphoblastoid cell lines (LCL), and in leiomyosarcomas (LMC). RFD profiles allow to infer the location and efficiency of replication initiation and termination sites genome-wide. A larger number (~2000) of differences in replication initiation zones were observed genome-wide between Raji (BL) and GM06990 (LCL), and between BL79 and IAR385, a BL / LCL pair of cell lines established from a single patient. Comparably large numbers of changes were slightly more similar to each other than to GM06990. This suggests the occurrence of some recurrent replication changes in BL cell lines. The large number of changes observed between IARC385 and GM06990 also indicates an unexpectedly large variation between normal LCLs of different individuals. Interestingly, many changes in RFD profiles between BLs and and LCLs are associated with cell-type specific gene expression and differential binding of the Myc oncoprotein. Comparison of the two LMS profiles with all RFD profiles available in the laboratory reveals that they most resemble normal fibroblasts (IMR90). This suggests that the smooth muscle cancer cells might have undergone a fibroblastic transformation during tumorigenesis. Magnetic fields have been reported to perturb cellular processes such as cytoskeleton assembly. Sequencing of Okazaki fragments was used in a preliminary investigation of the possible effects of magnetic fields on DNA replication in yeast cells. No effect of magnetic fields on replication fork directionality were observed.

Les bactéries du genre Nocardia sont des Actinobactéries filamenteuses. Ces microorganismes sont saprophytes du sol. Les infections à Nocardia ou nocardioses se manifestent dans la majorité des cas (60%) par des infections pulmonaires et plus rarement par des infections cérébrales. La souche Nocardia cyriacigeorgica GUH-2 à causé la mort d’un patient dans les années 70. Des études sur cette souche ont montré qu’elle avait un haut pouvoir pathogène et qu’elle était capable dans certaines conditions de déclencher chez la souris et les primates le développement de troubles moteurs similaires à ceux observés dans la maladie de Parkinson. Afin d’appréhender l’implication de l’espèce pathogène opportuniste N. cyriacigeorgica dans l’une des plus importantes maladies neurodégénératives du 21ème siècle, le séquençage du génome de la souche N. cyriacigeorgica GUH-2 à été entrepris. Il a permis l’identification d’un grand nombre de gènes liés à la virulence et à la résistance aux antibiotiques ainsi que l’identification d’ilots génomiques et de séquences d’insertions reflétant une plasticité plus grande que celle qui était décrite pour ce genre bactérien. L’étude de groupements de gènes impliqués dans la production de métabolites secondaire a montré que ces molécules pourraient être responsables des propriétés neurodégénératives de la souche. L’espèce de N. cyriacigeorgica étant retrouvée fréquemment en clinique sans que son réservoir naturel n’ai été mis en évidence à ce jour, la mise au point de marqueurs de détection génétique a été réalisé afin de permettre la recherche de la niche écologique de cette espèce mais également de faciliter le diagnostic des nocardioses. / Nocardia are filamentous-growing Gram-positive soil saprophytes that belong to Actinobacteria. Nocardial infections or nocardiosis are lung infections in most of the cases (60%) and more rarely brain infections. Nocardia cyriacigeorgica strain GUH-2 had cause the death of a patient in the 70's. Studies have shown that its strain had a high pathogenicity and the ability to trigger the development of motor disorders in mice and primates similar to those seen in Parkinson's disease.In order to understand the involvement of this opportunistic pathogen in one of the major neurodegenerative diseases of the 21st century, the genome of the strain N. cyriacigeorgica GUH-2 was sequenced. It allowed the identification of a large number of genes related to virulence, antibiotic resistance and the identification of genomic islands and insertion sequences reflecting a greater plasticity that it was previously described for this bacterial genus. The study of clusters of genes involved in the production of secondary metabolites showed that these molecules could be responsible for the neurodegenerative properties of the strain. N. cyriacigeorgica species is frequently encountered in the clinic without its natural reservoir has been identified to date. The development of genetic markers for detection was carried out to allow the search for the habitat of this species but also to facilitate the diagnosis of nocardiosis.

Lors de la fécondation, le sperme et l'ovule s'unissent pour former un zygote totipotent. Initialement, le zygote est transcriptionnellement inactif. Au cours des premiers clivages a lieu la mise en route du génome embryonnaire (EGA) et le développement passe alors sous le contrôle de l’information embryonnaire (au stade 8-16-cellules chez le bovin). Cette transition d’un contrôle maternel à un contrôle embryonnaire est appelée « maternal to embryonic transition (MET) ». De la même façon, lors du transfert nucléaire (clonage), un noyau de cellule somatique placé dans un ovocyte énucléé devient totipotent. Ce processus est appelé «reprogrammation nucléaire somatique?». En fait, la reprogrammation nucléaire lors du clonage est équivalente à la MET, toutefois, le clonage est très peu efficace. Les objectifs de cette étude chez les bovins sont a) d'explorer le processus de reprogrammation lors de la MET dans des embryons fécondés in vitro (FIV) et b) d’estimer l'efficacité de la reprogrammation génique après le transfert nucléaire lors du clonage. Nous émettons l'hypothèse que l'acquisition d'un profil d'expression génique correct pourrait être prédictif d’un potentiel de développement à terme de l'embryon, et pourrait être évalué dès juste après l'activation du génome embryonnaire (EGA) chez les bovins. Nous avons développé notre travail selon deux axes a) des analyses globales d'expression génique utilisant une puce dédiée à l’EGA et b) l’analyse du profil d'expression de gènes candidats par qRT-PCR dans les embryons fécondés et clonés. Dans un premier temps nous avons optimisé le protocole d'amplification d'ARNm pour l'analyse du transcriptome de matériels rares. Puis nous avons fait l'analyse du transcriptome avant et après EGA d’embryons issus d’ovocytes prélevés sur des vaches phénotypées comme « bonnes » ou « mauvaises » donneuses d’embryons. En outre, ces ovocytes ont été maturés soit in vivo soit in vitro. Nos analyses montrent que l'effet individuel est plus important que l'effet « bonne ou mauvaise donneuse » ou même que l’effet « conditions de maturation ». Nous avons ensuite analysé les expressions géniques de 5 types d'embryons clonés ayant différents potentiels de développement à terme en fonction de la lignée cellulaire utilisée comme source de cellules donneuses. Globalement, leur expression génique est proche de celle de morulae FIV, mais quelques gènes présentent une expression différente. Ces gènes varient avec la lignée de cellules donneuses et leur nombre n’est pas lié à l’aptitude au développement à terme. L’analyse d’un lien éventuel entre leur nature et cette aptitude devra être poursuivie. Dans un deuxième temps, nous avons analysé les profils d'expression spatio-temporelle des transcrits et des protéines des gènes de pluripotence (OCT4, SOX2 et NANOG) et les niveaux d'ARNm de certains de leurs cibles dans les ovocytes et les embryons précoces chez le bovin. Les profils d'expression de ces gènes ont aussi été analysés dans des embryons clonés présentant différents potentiels de développement à terme. Nos résultats montrent que (1) la triade de gènes de pluripotence n'est probablement pas impliquée dans l’EGA bovine. (2) les transcrits et protéines de SOX2 et de NANOG sont restreints au lignage pluripotent plus tôt que ceux de OCT4, (3) les embryons à faible taux de développement à terme ont un taux de transcription plus élevé, néanmoins, l’équilibre précaire entre les gènes de pluripotence est maintenue. Cet équilibre pourrait permettre un développement normal in vitro, mais le taux de transcription plus élevé pourrait avoir des conséquences délétères sur le développement ultérieur. / In natural fertilization, sperm and ovum unite to form a totipotent zygote. Initially, the zygote is transcriptionally inactive and after few cleavages (8-16-cell stage in bovine) embryonic genome activation (EGA) takes place and embryo shifts from maternal to embryonic control, the process called maternal to embryonic transition (MET). Likewise, in nuclear transplantation (cloning) a somatic cell nucleus achieves totipotency when placed in an enucleated oocyte, the process called “nuclear reprogramming”. In fact, nuclear reprogramming in cloning experiments is equivalent to MET; however, this process is afflicted with low efficiency. The objectives of this study in bovine were a) to explore the process of MET reprogramming of in vitro fertilized (IVF) embryos and b) to estimate the efficiency of gene reprogramming after nuclear transfer in animal cloning. We hypothesized that the acquisition of a proper gene expression pattern could herald development potential of the embryos, which could be assessed as early as morula stage or after embryonic genome activation (EGA) in bovine. Here, we opted for a study plan consisting of two axes a) global gene expression analysis using an EGA-dedicated microarray and b) candidate gene expression profiling through qRT-PCR in the fertilized and cloned bovine embryos. Firstly, we optimized the protocol of mRNA amplification for transcriptome analysis which generates antisens-RNA (aRNA). Then we did transcriptomic analysis of the 4-cell and morulae derived from two genotypes having better and two genotypes having poorer in vitro embryonic development potentials. In addition, these oocytes were either matured in vivo or in vitro. We observed that the effect of individual genotype was more important than the effect of the phenotypic category (poorer or better) or conditions of oocyte maturation. Furthermore, we explored the expression patterns of 5 types of cloned embryos having different full term developmental potentials depending upon the donor cell line used. Their genes expression patterns closely resembled to the IVF morulae, except for few genes which present differences. These genes vary with the cell line used as somatic cell donor for SCNT and the number of these deregulated genes did not increase with the poorer developmental potential of the cloned embryos. The analysis of an eventual correlation between the potential for embryonic development to term and nature of the deregulated genes should be addressed. Secondly, we charted quantitative and/or qualitative spatio-temporal expression patterns of transcripts and proteins of pluripotency genes (OCT4, SOX2 and NANOG) and mRNA levels of some of their downstream targets in bovine oocytes and early embryos. Furthermore, to correlate expression patterns of these genes with term developmental potential, we used cloned embryos, instead of gene ablation, having similar in vitro but different full term development rates. We chose these genes to be analysed since pluripotency genes are implicated in mouse embryonic genome activation (EGA) and pluripotent lineage specification. Moreover, their expression levels have been correlated with embryonic term development. Our findings affirm: first, the core triad of pluripotency genes probably is not implicated in bovine EGA since their proteins were not detected during pre-EGA phase, despite the transcripts for OCT4 and SOX2 were present. Second, an earlier ICM specification of SOX2 and NANOG makes them better candidates of bovine pluripotent lineage specification than OCT4. Third, embryos with low term development potential have higher transcription rates; nevertheless, precarious balance between pluripotency genes is maintained. This balance presages normal in vitro development but, probably higher transcription rate disturbs it at later stage that abrogates term development.