Depuis 1991, année de mon recrutement au CNRS, mon activité de recherche est centrée sur l'étude d'une famille d'enzymes intervenant dans la biosynthèse protéique : les aminoacyl-tRNA synthétases. Mon travail s'est articulé autour de l'étude de leur organisation fonctionnelle et de la compréhension des bases moléculaires de la reconnaissance spécifique entre ces enzymes et leurs substrats. Des approches multidisciplinaires (biologie moléculaire, biochimie, cristallographie aux rayons X, enzymologie et génétique) ont été mises en œuvre pour une exploration globale de ces problèmes. Nous avons pu progresser dans la connaissance de deux enzymes modèles : l'aspartyl-tRNA synthétase et l'arginyl-tRNA synthétase, deux enzymes appartenant respectivement à la classe II et à la classe I des aminoacyl-tRNA synthétases. Nous avons localisé les sites de fixation des différents substrats, proposé des mécanismes catalytiques et sélectionné in vivo des variants d'aminoacyl-tRNA synthétases et de tRNAs aux propriétés de reconnaissance modifiées.

La majorité des systèmes de reconnaissance d'états affectifs est entrainée sur des données artificielles hors contexte applicatif et les évaluations sont effectuées sur des données pré-enregistrées de même qualité. Cette thèse porte sur les différents défis résultant de la confrontation de ces systèmes à des situations et des utilisateurs réels.Pour disposer de données émotionnelles spontanées au plus proche de la réalité, un système de collecte simulant une interaction naturelle et mettant en oeuvre un agent virtuel expressif a été développé. Il a été mis en oeuvre pour recueillir deux corpus émotionnels, avec la participation de près de 80 patients de centres médicaux de la région de Montpellier, dans le cadre du projet ANR ARMEN.Ces données ont été utilisées dans l'exploration d'approches pour la résolution du problème de la généralisation des performances des systèmes de détection des émotions à d'autres données. Dans cette optique, une grande partie des travaux menés a porté sur des stratégies cross-corpus ainsi que la sélection automatique des meilleurs paramètres. Un algorithme hybride combinant des techniques de sélection flottante avec des métriques de similitudes et des heuristiques multi-échelles a été proposé et appliqué notamment dans le cadre d'un challenge (InterSpeech 2012). Les résultats de l'application de cet algorithme offrent des pistes pour différencier des corpus émotionnels à partir des paramètres les plus pertinents pour les représenter.Un prototype du système de dialogue complet, incluant le module de détection des émotions et l'agent virtuel a également été implémenté.

Le virus de l'hépatite delta humaine (VHD) est un pathogène infectieux qui est associé à une hépatite fulminante chez l'humain. Ce virus possède un génome circulaire d'ARN simple brin comportant deux régions auto-catalytiques (ribozymes). Ce travail a pour but d'étudier le mécanisme moléculaire ainsi que le sentier de repliement tridimensionnel subit par ce ribozyme au cours de l'événement de coupure. Afin d'atteindre ce but, nous avons identifié toutes les interactions incluant les bases des ribonucléotides composant le coeur catalytique de ce ribozyme. Pour ce faire, nous avons utilisé l'approche de sélection in vitro (SELEX). Malgré son utilisation commune pour l'étude du ribozyme VHD, l'approche de SELEX n'a jamais donné de résultats concluants au sujet de la tectonique de ce ribozyme pendant l'événement de coupure. Ceci est dû au fait que dans toutes les analyses précédentes, le site catalytique du ribozyme n'a jamais été totalement dégénéré. Par conséquent, nous avons développé une stratégie de SELEX unique qui nous a permis de dégénérer la presque totalité du site catalytique et de sélectionner tous les ribozymes actifs existant dans la librairie combinatoire. Au contraire des stratégies de sélection basées sur l'utilisation du ribozyme en trans, la stratégie que nous avons développée est basée sur l'utilisation du ribozyme en cis. Cette stratégie nous a permis de dégénérer des nucléotides de la tige P1 connus pour être étroitement impliqués dans des interactions tertiaires avec des nucléotides du site catalytique. La preuve initiale du concept a été réalisée en dégénérant les six nucléotides formant la jonction entre la tige P4 et la tige P2 (J4/2). Les ribozymes sélectionnés après quatre cycles d'enrichissement possédaient une activité de coupure comparable à celle du ribozyme de type sauvage. Ce résultat montre que la stratégie développée est, non seulement fonctionnelle, mais aussi très efficace. La stratégie a ensuite été utilisée pour sélectionner des variants actifs du ribozyme à partir d'une librairie combinatoire contenant plus de 7.5x10[indice supérieur 15] mutants différents. Après 13 cycles de sélection, la population de ribozymes actifs commençait à être détectable. L'analyse des mutants sélectionnés a révélé une très faible variabilité entre les séquences. Ceci constituait une entrave pour l'étape suivante qui consiste à analyser la covariation des nucléotides dégénérés afin de définir le réseau des interactions tertiaires qui réunit ces nucléotides et qui est à l'origine de sa structure tridimensionnelle. La faible variabilit des séquences sélectionnées est due à la dominance des variants les plus actifs camouflant ainsi ceux qui étaient moins actifs. Face à cette situation, nous avons fait un réajustement de notre stratégie de sélection afin d'éviter cette dominance et de donner à tous les ribozymes actifs la même chance d'être amplifié. Nous avons recommencé la sélection en utilisant les nouveaux réajustements et le séquençage de plus de 500 clones a été réalisé, nous conduisant à 150 ribozymes de séquences différentes. Nous avons développé par la suite un programme informatique qui nous a permis d'analyser la covariation des nucléotides aux positions dégénérées. Les résultats de cette analyse de covariation sont en parfaite concordance avec la structure secondaire du ribozyme VHD antigénomique. En effet, toutes les paires de bases de type Watson-Crick, Wobble et homopurine ont été confirmées à l'exception de la paire de base C19-G81 au bas de la P2. L'analyse bioinformatique suggérait une faible covariation entre ces deux nucléotides et montre une forte interaction entre le C19 et le G80. Cette interaction a été prouvée par cartographie enzymatique et chimique. Bien que cette nouvelle interaction engendre un changement minime dans la structure secondaire du ribozyme VHD antigénomique, ce changement est très significatif. En effet, suite à cette interaction, la nouvelle structure secondaire du ribozyme antigénomique se rapprochait étonnamment de celle du ribozyme de version génomique, suggérant ainsi un lien phylogénique entre ces deux ribozymes. Le ribozyme VHD est naturellement actif dans les cellules humaines (les hépatocytes), mais son utilisation comme outil de thérapie génique fait toujours face à un problème majeur de spécificité. Afin de résoudre ce problème et de mieux contrôler ce ribozyme au niveau cellulaire, nous avons tenté de remodeler ce ribozyme pour le transformer en un ribozyme allostérique, toujours en utilisant la stratégie de sélection in vitro. Nous avons choisi comme cofacteur la protéine tat du VIH. Dans ce système où le cofacteur est une molécule de la cible, le ribozyme allostérique va avoir non seulement un gain de spécificité mais deviendra auto-inductible par sa cible, exactement à la manière d'un anticorps. En résumé, ce travail a permis de jeter un nouveau regard sur le site catalytique du ribozyme VHD tout en poussant la méthode de SELEX à un nouvel extrême.

HTLV-1 est l’agent étiologique de la leucémie/ lymphome T de l’adulte (ATLL). In vivo, ce virus infecte les lymphocytes T CD4+ et CD8+. Cependant, l’ATLL est presque toujours de phénotype CD4+. HTLV-1 se réplique essentiellement par expansion clonale des cellules T infectées. Cette expansion clonale repose sur deux mécanismes distincts dépendants du phénotype lymphocytaire : HTLV-1 induit la mise en cycle des lymphocytes T CD4+ et la résistance à l’apoptose des lymphocytes T CD8+. En plus d’une prolifération accrue, les cellules T CD4+ infectées in vivo présentent des ponts interchromatiniens caractéristiques d’une instabilité génétique. Ainsi, l’infection par HTLV-1 établit un phénotype préleucémique restreint aux lymphocytes T CD4+ infectés. Les objectifs de ma thèse étaient de comprendre les évènements moléculaires et cellulaires qui sous-tendent l’expansion clonale des cellules T CD4+ et CD8+ au cours de l’infection par HTLV-1. Dans un premier temps, dans l’hypothèse d’un effet général de l’infection sur l’expansion clonale des cellules T infectées et non infectées, nous avons comparé les effets d’une infection in vitro à ceux observés dans des lymphocytes T CD4+ et CD8+ issus d’individus infectés depuis plus de 6 à 26 ans. Cette étude nous a permis de montrer que les interactions directes virus-cellules sont suffisantes pour entraîner une résistance des lymphocytes T CD8+ à l’apoptose mais pas pour l’établissement d’un phénotype préleucémique des lymphocytes T CD4+ in vivo. Dans un deuxième temps, nous avons mis en évidence que les lymphocytes T CD8+ infectés in vivo résistent à l’apoptose médiée par Fas. La surexpression du gène antiapoptotique cIAP-2 mais pas celle de c-FLIP(L) est impliquée dans la résistance à l’apoptose médiée par Fas des lymphocytes T CD8+ infectés et donc dans leur expansion clonale. / HTLV-1 is the etiological agent of Adult T-cell Leukemia/Lymphoma (ATLL). In vivo this virus infects CD4+ and CD8+ T lymphocytes yet ATLL is regularly of the CD4+phenotype. HTLV-1 mainly replicates via the clonal expansion of infected cells. Clonal 3 expansion relies on two distinct mechanisms with respect to the T-cell phenotype: HTLV-1 recruits CD4+ infected T cells into the cell cycle while preventing cell death in CD8+ infected T cells. Furthermore, infected tax-expressing CD4+ lymphocytes display morphological changes characteristic of genetic instability. Therefore, HTLV-1 infection establishes a Tax-dependent CD4+-restricted preleukemic phenotype. The objectives of my work were to investigate the molecular and cellular events that underlie clonal expansion of CD4+ versus CD8+ T cells upon HTLV-1 infection. We hypothesized that the infection could have consequences on both infected and uninfected T cells. Therefore, we first compared the effects of a recent experimental infection performed in vitro with those observed in cloned T cells from patients infected since > 6-26 years. Our findings suggest that the sole virus-cell interactions are sufficient for the resistance to apoptosis in CD8+infected T lymphocytes but not enough for the establishment of a CD4+-restricted preleukemic phenotype in vivo. Next, we evidenced that the CD8+ infected T cells resist to Fas-mediated cell death. Finally, cIAP-2 but not c-FLIP(L) overexpression in these cells appears involved in apoptosis resistance of CD8+ infected T cells and thereby in their clonal expansion.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Depuis plusieurs décennies, les populations font face à des changements environnementaux sans précédent. Afin de répondre à ces changements les espèces peuvent se déplacer vers un autre endroit (c’est la dispersion), répondre aux changements par plasticité phénotypique, ou encore s’adapter par sélection naturelle (c’est la réponse évolutive). Si la dispersion et la plasticité phénotypique permettent une réponse rapide face à un changement environnemental tel que le réchauffement climatique, seule la réponse évolutive permet une adaptation durable. Une réponse évolutive au changement climatique peut être attendue seulement si l'augmentation des températures occasionne une pression de sélection sur un et / ou des traits. Cependant, quantifier les pressions de sélection qui agissent sur les populations naturelles reste difficile, en particulier celles qui accompagnent le changement climatique. Au cours de cette thèse, j'ai cherché à quantifier les pressions de sélection reliées au changement climatique agissant sur une population sauvage de mésanges bleues (Cyanistes caeruleus) suivie depuis 26 ans près de Montpellier (France). Mes résultats montrent qu'une augmentation de la température printanière augmentait la force de la sélection naturelle agissant sur la date de ponte. De plus, la sélection était renforcée lorsque la population subissait des évènements climatiques extrêmes tels que de fortes chaleurs. Ces résultats indiquent qu'il était d'autant plus avantageux de pondre tôt lorsque les températures étaient élevées dans notre population. Enfin, j'ai exploré l'impact de la variation spatiale de l'environnemental sur notre estimation de la sélection naturelle. Mes résultats ont montré que la sélection naturelle était systématiquement surestimée lorsque la variation spatiale environnementale n'était pas prise en compte, même à très fine échelle. En conclusion, ces résultats ont permis de montrer qu'une réponse évolutive au changement climatique serait possible puisque celui-ci est associé à de plus fortes pressions de sélection sur les populations.

David Hull et Philip Kitcher présentent tous deux une description des sciences qui tient compte autant de l'articulation logique des théories que de leur dynamique sociale. Hull (1988a, 2001) tente de rendre compte du progrès scientifique par le biais d'une analyse sélectionniste, en s'appuyant sur les contingences sociales et les biais individuels en tant que pressions de sélections. Pour lui, un processus de sélection darwinien filtre les théories supérieures des théories inadéquates. Kitcher (1993) présente plutôt le progrès scientifique comme un changement de consensus résultant de processus sociaux et psychologiques qui mènent de manière fiable à la vérité. Les théories sont ainsi filtrées par une dynamique sociale qui sélectionne les théories selon la qualité de leur articulation logique. Kitcher (1988) exprime un doute à l'idée qu'un processus de sélection darwinien du type suggéré par Hull puisse ajouter quoi que ce soit à une explication du processus d'avancement des sciences. Ce mémoire tentera d'établir si cette critique de Kitcher est fondée. Dans cette optique, une analyse détaillée de l’approche de Hull sera nécessaire afin d’examiner comment il justifie le lien qu’il établit entre la pratique scientifique et un processus de sélection. Un contraste sera ensuite fait avec l’approche de Kitcher pour tester la force et la nécessité de ce lien et pour expliquer le désaccord de Kitcher. Cette analyse comparative permettra de préciser les avantages et les désavantages uniques à chacune des approches pour déterminer si une analyse sélectionniste est plus prometteuse qu’une analyse non-sélectionniste pour rendre compte du progrès scientifique. / David Hull and Philip Kitcher both present a description of science that acknowledges its social aspects as much as its logical aspects. Hull (1988a, 2001) suggests an account of scientific progress based on a selectionist analysis, presenting social contingencies and individual bias as selective pressures. According to him, a Darwinian selection process filters superior theories from those which are inadequate. Kitcher (1993) rather suggests that scientific progress is a change in consensus practice resulting from social and psychological processes which lead reliably to the truth. Theories are thus filtered by a social dynamic which selects theories according to the quality of their logical formulation. Kitcher (1988), in fact, doubts that a Darwinian selection process of the type suggested by Hull can add anything to explanations of the process of advancement of science. This memoir will try to determine whether this objection from Kitcher is sound. In this respect, a detailed analysis of Hull’s approach will be necessary to understand how he justifies the link between scientific practice and selection processes. A comparison will then be established with Kitcher’s approach to test the strength and the need for such a link and to explain Kitcher’s objections. This comparative analysis will then allow us to specify the advantages and disadvantages of each approach to determine if a selecionist analysis is more promising than a non-selectionist account to explain scientific progress.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.