Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Met lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Ce travail porte sur l'étude des états de vibration collective du noyau : les résonances géantes et les états multiphonons. Ces derniers, constitués de plusieurs résonances géantes superposées, peuvent être excités par diffusion inélastique d'ions lourds près de l'angle d'effleurement. Aucun état à trois phonons collectif n'a été observé jusqu'à maintenant. Une expérience a été effectuée au GANIL dans le but d'observer l'état à trois phonons construit avec la Résonance Géante Quadrupolaire dans le $^(40)$Ca, avec la réaction $^(40)$Ca + $^(40)$Ca à 50 A.MeV. L'éjectile était identifié dans le spectromètre SPEG et les particules chargées légères étaient détectées dans les 240 scintillateurs CsI du multidétecteur 4 Pi INDRA. L'analyse de cette expérience confirme les résultats précédents concernant la Résonance Géante Quadrupolaire (RGQ) et l'état à deux phonons quadrupolaires dans le $^(40)$Ca. Pour la première fois, une branche importante de décroissance directe de la RGQ par particules alpha est mesurée. En appliquant la méthode dite de l'énergie manquante aux événements contenant trois protons mesurés en coïncidence avec l'éjectile, une décroissance directe révélant la présence d'un état à trois phonons est observée dans la région en énergie attendue pour une triple RGQ. <br>Les mécanismes de réaction dans la voie inélastique sont également étudiés, en particulier, un mécanisme récemment découvert appelé towing mode. Pour la première fois le towing mode de particules alpha est observé. <br>Les énergies des états multiphonons dans le $^(40)$Ca et le $^(208)$Pb ont été calculées microscopiquement en incluant des anharmonicités. La base du calcul a été étendue aux états à trois phonons. Nos résultats montrent de grandes anharmonicités (plusieurs MeV), dues au couplage des états à trois phonons avec les états à deux phonons. L'extension de la base aux états à quatre phonons a été effectuée pour la première fois. Les résultats montrent que les états à deux phonons ne sont pas affectés par les états à quatre phonons. Quelques résultats préliminaires sur l'influence de ces derniers sur les états à trois phonons sont présentés.

La diffusion élastique de protons sur les noyaux halo 6He et 8He a été réalisée en cinématique inverse aux énergies voisines de 700 MeV/u dans le but d'étendre les mesures de la section efficace différentielle déjà existantes à la région de haut moment transféré couvrant le premier minimum de diffraction. Pour cela, une cible d'hydrogène liquide pur a été conçue et utilisée pour la première fois, ce qui a permis, par comparaison avec les cibles classiques à base de composés C-H, d'obtenir des données de bonne qualité avec un faible niveau de bruit de fond. Les données précédentes, limitées à la région de faible moment transféré, sont sensibles notamment à la taille globale du noyau considéré et à la partie périphérique de la densité de distribution de la matière nucléaire ce qui nous a amené à nous interesser a la partie interne des noyaux halo ou plus précisément leur “coeur”. Les données obtenues et présentées dans ce travail permettent, à travers une détermination plus précise des densités de distribution, de jeter une lumière nouvelle sur cette partie et de comprendre mieux la structure du coeur a dans 6,8He. Plusieurs modèles microscopiques peuvent ainsi être testés. Les densités de distributions calculées à partir de ces modèles sont utilisées pour déduires des sections efficaces différentielles qui sont à leur tour comparées avec les données présentes.

La methode de la fonctionnelle de la densite d'energie (EDF) est un outil de choix pour l'etude de la structure nucleaire a basse energie, car elle permet des calculs de noyaux finis aussi bien pour des systemes stables connus experimentalement dont les proprietes sont reproduites avec une bonne precision, que pour des noyaux qui ne peuvent encore etre produits mais sont predits theoriquement. Dans la premiere partie de cette these, une nouvelle methode quantitative est introduite pour caracteriser l'existence et les proprietes des halos dans les noyaux moyens et lourds, ainsi que pour etudier l'impact des correlations d'appariement ou du choix de la fonctionnelle d'energie sur leur formation. Il apparait que la solidite de ces resultats est limitee par le faible pouvoir predictif des fonctionnelles utilisees jusqu'a present qui sont ajustees sur des donnees experimentales. Dans la seconde partie de ce memoire, nous entreprenons la construction de fonctionnelles non-empiriques qui reposent sur un nouveau paradigme pour les forces nucleon-nucleon dans le vide, a savoir les interactions low-momentum engendrees par l'application des methodes du groupe de renormalisation. Ces potentiels a coeur mou sont utilises comme point de depart d'une strategie a long terme faisant le lien entre les techniques modernes de resolution du probleme a N corps et les methodes EDF. Nous donnons ainsi des perspectives pour construire differentes realisations d'un modele non-empirique d'interaction incluant les effets de milieu a differents niveaux d'approximation et pouvant etre traite dans les codes dedies a la structure nucleaire. Dans ce memoire, la premiere etape de ce travail est initiee par l'ajustement d'une representation operatorielle des forces low-momentum dans le vide realise au moyen d'un algorithme parallele d'intelligence artificielle. Les premiers resultats mettent en valeur la possibilite d'incorporer la physique necessaire a la structure de basse energie dans ce vertex gaussien.

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Le processus d'excision-épissage des RNAs pré-messagers (pré-mRNAs) est une étape essentielle dans l'expression de la majorité des gènes eucaryotiques. Lépissage se déroule dans le noyau au sein dun complexe macromoléculaire appelé spliceosome, ou particule dépissage, qui sassemble sur des sites précis le long des pré-mRNAs. Il consiste en cinq petites particules nucléaires ribonucléoprotéiques dénommées snRNPs (small nuclear Ribonucleoproteins) constituées de snRNAs (small nuclear RNAs) riches en uridines (U1, U2, U4/U6 et U5) et denviron 150 protéines associées (Patel et Steitz, 2003; Jurica et al., 2004). Lépissage requiert également de nombreuses protéines non constitutives des snRNPs appelées de manière générique facteurs essentiels dépissage. Parmi ceux-ci, les protéines SR constituent une famille de facteurs dépissage conservés chez les Eucaryotes (Barta et al., 2008; Long et Caceres, 2009). Ces protéines possèdent toutes un ou deux domaines de liaison au RNA appelé RRM (RNA Recognition Motif) en N-terminal et un domaine riche en dipeptides sérine et arginine (SR ou RS) en C-terminal. Elles jouent un rôle crucial dans lépissage constitutif et alternatif et ce, par un jeu complexe d'interactions protéine-protéine et protéine-RNA (Bourgeois et al., 2004; Reddy, 2007). Le mécanisme dépissage alternatif permet de produire différents mRNAs à partir dun seul pré-mRNA et de ce fait peut amener à la synthèse de plusieurs isoformes protéiques. Chez Arabidopsis de ~20 à 40% des pré-mRNAs sont épissés alternativement (Campbell et al., 2006; Wang et Brendel, 2006; Severing et al., 2009; Filichkin et al., 2010). Le séquençage complet du génome dArabidopsis a révélé que ~80% des régions codantes des gènes nucléaires sont interrompues par des introns (Iida et al., 2004) et a également permis lidentification de 19 protéines SR (Kalyna et Barta, 2004). Ces protéines sont classées en 7 sous-familles, certaines ayant leur homologue chez lhomme, dautres étant spécifiques aux végétaux (Kalyna et Barta, 2004). Le nombre de protéines SR est plus élevé chez Arabidopsis comparé à lhomme, chez qui on en dénombre seulement 11. Cela soulignerait des différences entre ces deux règnes au niveau des mécanismes dépissage et des facteurs impliqués dans ce processus. Les travaux antérieurs réalisés par immunofluorescence (Docquier et al., 2004) et par fusion traductionnelle avec la GFP (Green Fluorescent Protein) ont permis de montrer que les protéines SR dArabidopsis se localisent dans le noyau et présentent une organisation nucléaire en speckles (ou Splicing Factors Compartments, SFCs) et ce dans différents types cellulaires (Ali et al., 2003; Docquier et al., 2004; Fang et al., 2004; Tillemans et al., 2005). Les speckles sont considérés comme des sites de stockage et/ou dassemblage des complexes dépissage (Lamond et Spector, 2003). La phosphorylation des protéines SR joue un rôle important dans la régulation de leur localisation et de leurs fonctions. Une hyper- ou hypophosphorylation réduit leur activité générale suggérant que leur niveau de phosphorylation est strictement régulé in vivo (Misteli et Spector, 1996; Lai et al., 2003; Lin et al., 2005). Ainsi, la relocalisation des protéines SR au sein des speckles est activement dépendante de leur état de phosphorylation (Misteli, 2000; Docquier et al., 2004; Huang et Steitz, 2005; Tillemans et al., 2005). Le flux des facteurs nucléaires au sein de ces compartiments et leurs interactions transitoires et rapides soulignent une organisation spatiale et temporelle très dynamique (Eils et al., 2000; Phair et Misteli, 2000; Dundr et Misteli, 2001). Le but de cette thèse de doctorat est détablir un profil dexpression précis de RSZp22 au cours du développement de la plante, de caractériser les propriétés nucléocytoplasmiques de RSZp22 et enfin définir les rôles des domaines de liaison au RNA dans sa dynamique. RSZp22 est un homologue de la protéine 9G8 humaine. Cette protéine SR possède un domaine Zn-knuckle à motif CCHC localisé entre un domaine RRM unique et le domaine RS. Le domaine RRM reconnait les séquences activatrices dépissage présentes sur les exons (ESEs Exonic Splicing Enhancers) alors que le domaine RS est impliqué dans les interactions protéine-protéine et protéine-RNA (Shen et al., 2004). Le rôle du Zn-knuckle, qui se retrouve dans deux sous-familles de protéines SR dArabidopsis (RSZ et RS2Z), nest pas encore bien caractérisé et les spécificités dinteractions des domaines RRM et Zn-knuckle nont pas encore été étudiées. Parmi les protéines SR étudiées, RSZp22 semble être la seule à se localiser et se concentrer au sein du nucléole selon les conditions physiologiques dans lesquelles la cellule se trouve (Tillemans et al., 2005). Les travaux réalisés récemment au laboratoire montrent que RSZp22 fusionnée à la GFP et surexprimée transitoirement dans des cellules foliaires est une protéine hautement dynamique. Sa mobilité dépend du niveau de phosphorylation et de la concentration en ATP de la cellule. Le développement puis lutilisation des approches de FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching) et de FLIP (Fluorescence Loss In Photobleaching) ont permis de suggérer que RSZp22 est une protéine SR dynamique et quelle peut transiter entre le noyau et le cytoplasme. RSZp22 ferait ainsi partie des protéines SR dites navettes comme, entre autres, son homologue humain 9G8 (Tillemans et al., 2006). Basés sur la délétion de domaines entiers de la protéine, nos travaux montrent également que le domaine RS est impliqué dans lorganisation en speckles des protéines SR dArabidopsis au sein du nucléoplasme et quil jouerait le rôle de signal de localisation nucléaire (NLS Nuclear Localisation Signal). Cette étude suggère aussi que le domaine RRM nest pas indispensable pour lorganisation en speckles de RSZp22 et que le domaine Zn-knuckle interviendrait dans lexportation de la protéine (Tillemans et al., 2006). Les études antérieures de la dynamique des protéines SR d'Arabidopsis et en particulier de RSZp22 ont été réalisées après surexpression ectopique -et quelquefois hétérologue- des facteurs d'épissage. Dans cette étude, nous avons exprimé la protéine RSZp22-GFP sous le contrôle du promoteur endogène RSZp22 après transformation stable dArabidopsis. Parallèlement, une analyse de RT-PCR quantitative et lutilisation du gène rapporteur -glucuronidase (GUS), nous ont permis d'établir un profil dexpression précis de RSZp22 et de complémenter -et valider- la localisation tissulaire de la protéine de fusion. Nous avons ensuite étudié en plantes transgéniques, la dynamique de la protéine RSZp22-GFP dans des types cellulaires spécifiques. Par analyses de FLIP cytoplasmique (dénommé FLIP-shuttling), nous avons démontré que RSZp22 est bien une protéine SR navette nucléocytoplasmique et établi une cinétique d'exportation. Nous avons également confirmé que son exportation vers le cytoplasme est partiellement dépendante de la voie du récepteur CRM1/XPO1. Notre travail a ainsi permis de mettre en évidence les avantages complémentaires des techniques de surexpression en transformation transitoire et de lexpression stable et spécifique pour létude de la dynamique des protéines nucléaires. Enfin, nous avons montré par mutagenèse dirigée que les motifs RNP1 et Zn-knuckle ne sont pas nécessaires pour la localisation nucléaire de la protéine RSZp22 ni pour sa concentration en speckles. Ces motifs de liaison au RNA sont cependant impliqués dans lexportation de RSZp22 par la voie CRM1/XPO1. De plus, les expériences de FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfert) indiquent que ces motifs interviennent dans les interactions moléculaires impliquant RSZp22. Ainsi, ce travail a permis de caractériser la dynamique nucléocytoplasmique de RSZp22 dans des tissus spécifiques dArabidopsis et de mettre en évidence limportance de son interaction avec le mRNA pour son exportation par la voie CRM1/XPO1.

Thèse de doctorat : Géographie : Metz : 1997. / 1997METZ011L. 322 ref.

La première partie se concentre sur les aspects expérimentaux et nous a permis, dans un premier temps, d'introduire les trois dispositifs de détection ? d'intérêt pour ma thèse. Dans un second temps, plutôt que détailler les procédures traditionnelles d'analyse de données, nous avons choisit d'introduire un nouveau formalisme pour le calcul des intensités relatives dans un spectre. Ce formalisme remet en question la méthode traditionnellement utilisée. Dans l'optique de toujours gagner du temps, et afin d'aller plus loin dans les méthodes d'analyse, un travail collaboratif a été mis en place pour développer le logiciel Cubix. Ce travail collaboratif qui a été mené sur ce logiciel à permis d'aboutir à une version ergonomique, complète et incluant des fonctionnalités inédites. Une des perspectives de ce travailserait d'implémenter le formalisme sur les intensités dans Cubix.La seconde partie, quant à elle, se concentre sur l'interprétation des données obtenues à partir des expérience JUROGAM II et EUROBALL IV. L'analyse simultanée de ces deux expériences a permis d'obtenir des résultats expérimentaux solides et convaincants. L'analyse des états de haut spin dans le noyau de 223 T h ont dévoilé, pour la première fois dans les isotopes de Thorium,une brusque augmentation de son moment d'inertie. Ce phénomène a été interprété comme les premières indications d'un changement de forme de type quadripolaire-octupolaire (ballon de rugby-poire), à haut spin. Sur cette même thématique, certaines perspectives ont été évoquées :(i) Collaboration avec le groupe théorie de l'IPNL pour effectuer une interprétation plus précise du phénomène observé ;(ii) Proposition d'expérience visant à déterminer les premiers indices de déformation octupolaire dans les isotopes de Thorium pauvres en neutrons ;(iii) Caractérisation de la bande quadrupoalaire à quatre quasi-particules alignées dans les isotopes de 222,223,224 Th. Cela représente un challenge expérimental énorme, demandant l'utilisation de détecteurs à très haute efficacité.Enfin, la dernière partie aborde les résultats issus de l'expérience AGATA+VAMOS au GANIL. Un nouveau schéma de niveaux pour le noyau exotique 81Ga a été proposé. Le dernier état d'excitation observé à 2759keV (spin I = 13/2 - ) a été discuté comme étant un indice d'une fermeture de couche N = 50 importante. Des extrapolations concernant le caractère doublement magique du noyau 78Ni peuvent être envisagées en tant que perspectives de ce travail / The first part focuses on the experimental aspects and allowed us, initially, to introduce the three ? detectors of interest for my thesis. In a second step, rather than detailing traditional data analysis procedures, we have chosen to introduce a new formalism for the calculation of relative intensities in a spectrum. This formalism calls into question the method traditionally used. In order to always save time, and in order to go further in the analysis methods, a collaborative work was put in place to develop the Cubix software. This collaborative work on this software has resulted in an ergonomic version, complete and including new features. One of the perspectives of this work would be to implement the formalism on the intensities in Cubix.The second part focuses on the interpretation of the data obtained from the JUROGAM II and EUROBALL IV experiments. The simultaneous analysis of these two experiments yielded solid and convincing experimental results. The analysis of theHigh spin in the nucleus of 223Th has shown for the first time in the isotopes of Thorium, a sudden increase in its moment of inertia. This phenomenon has been interpreted as the first indications of a quadrupole to octupole-quadrupole (rugby ball-pear), high-spin type change. On the same theme, some perspectives were raised:(I) Collaboration with the IPNL theory group to perform a more accurate interpretation of the observed phenomenon;(Ii) Experimental proposal to determine the onset of octupole deformation in Neutron-poor Thorium isotopes;(Iii) Characterization of the quadrupole band with four quasiparticles aligned in the isotopes of 222,223,224Th. This represents a huge experimental challenge, requiring the use of very high-efficiency detectors.Finally, the last part deals with the results of the AGATA + VAMOS experiment at GANIL. A new level scheme for the exotic nucleus 81Ga has been proposed. The last excitation state observed at 2759 keV (spin I = 13/2 -) was discussed as an indication of a large N = 50 shell closure. Extrapolations concerning the doubly magic character of the 78Ni nucleus can be considered as perspectives of this work

Ce travail porte sur l'étude de deux systèmes non liés, le 16B et le 13Be, dont la structure très exotique fournit de fortes contraintes sur les modèles actuels et des informations primordiales pour modéliser les systèmes à trois corps que sont les noyaux à halo borroméens 17B et 14Be. Les deux expériences réalisées au GANIL consistaient à peupler les noyaux d'intérêt à partir de réactions de perte d'un proton d'un faisceau secondaire de 17C à 35 MeV/nucléon pour le 16B et de 14B à 41 MeV/nucléon pour le 13Be. L'utilisation d'un télescope sensible en position Si-Si-CsI de la collaboration CHARISSA pour détecter les fragments chargés, et du multidétecteur DéMoN pour les neutrons, permettait de reconstruire les spectres en énergie de décroissance du 16B et du 13Be à partir des coïncidences 15B-n et 12Be-n. Une description théorique, fondée sur l'approximation soudaine, du peuplement des états finals non liés a été développée. Les spectres en énergie de décroissance prédits ont été comparés aux données après convolution avec la réponse du dispositif expérimental, obtenue en utilisant deux codes de simulation, le premier basé sur GEANT et le second, BELZEBUTH, développé spécialement pour cette étude. Le meilleur accord avec les données 15B+n suppose le peuplement d'une (de) résonance(s) d très étroites à basse énergie (environ 85 keV). Les données 12Be+n sont en accord avec le peuplement d'un état s très large (1-2 MeV) autour de 600-800 keV et d'une résonance d à 2,5 MeV.