La seiche commune Sepia officinalis est un Mollusque Céphalopode présent sur les côtes Normandes. En Baie de Seine, elle représente la troisième espèce visée par les flottilles hauturière et côtière, ce qui en fait une ressource économique importante pour la région. Dans un contexte de protection de la ressource, l’étude et la compréhension des mécanismes liés à la reproduction représentent un objectif majeur. Cette étude est donc focalisée sur les mécanismes régulateurs de la ponte, et en particulier sur les facteurs impliqués dans l’émission des ovocytes. Des recherches antérieures effectuées au laboratoire ont mis en évidence un contrôle multifactoriel du processus de ponte, avec trois niveaux de régulation. (i) Les neuropeptides sont impliqués dans la perception des paramètres environnementaux, (ii) les facteurs ovariens assurent la régulation paracrine du tractus génital, et (iii) les phéromones sexuelles, tout en interférant avec la ponte, sont suspectées de jouer un rôle important dans le comportement des géniteurs associé à la reproduction. Cette thèse met en lumière le rôle de 2 familles de neuropeptides identifiées récemment : les CCAPs et les FLGamides (ou So-orcokinines B). Ces deux familles participent au transport de l’ovocyte et à la sécrétion capsulaire en agissant sur l’activité contractile du complexe oviducte/glande de l’oviducte et des glandes nidamentaires principales. Ces neuropeptides sont par ailleurs suspectés de jouer un rôle dans la biosynthèse des protéines vitellines et des protéines capsulaires. Parallèlement, des phéromones sexuelles sont exprimées par la glande de l’oviducte et sécrétées avec les protéines capsulaires. Des travaux antérieurs ont permis de caractériser des produits d’expression issus de clivages de type prohormone convertase. Dans cette nouvelle étude, un second mode de clivage a été mis en évidence avec l’identification de produits de clivage de masse moléculaire supérieure à 20 kDa. L’un de ces produits, la phéromone beta, a été produit en système recombinant mais son activité biologique sur l’appareil génital mâle et sur l’oviducte n’a pas été démontrée. Quant aux tests comportementaux, ils n’ont pu être exploités du fait d’un nombre d’animaux testés trop restreint. Enfin, une approche transcriptomique comparative et différentielle réalisée à partir de l’organe olfactif mâle et du pavillon de l’oviducte a permis d’identifier un récepteur candidat à la liaison avec les phéromones sexuelles / The common cuttlefish (Sepia officinalis) is a Cephalopod mollusk found on the Normandy coasts. In the Bay of Seine, it is the third species targeted by offshore and coastal fleets, so it is an important economic resource for the whole region. In a context of resource protection, the study and understanding of its reproductive mechanisms is a major objective. This study is therefore focused on the regulatory mechanisms of egg-laying, and in particular on the factors involved in the release of oocytes. Previous research in the laboratory demonstrated multifactorial control of the egg-laying process, with three levels of regulation: (i) neuropeptides involved in the perception of environmental cues, (ii) ovarian factors providing paracrine regulation of the genital tract, and (iii) sexual pheromones, which are implied in egg-laying and are suspected to play a determining role in the reproductive behavior. This thesis highlights the role of two families of recently identified neuropeptides called CCAPs and FLGamides (or So-orcokinins B). These two families participate in oocyte transport and in egg capsule secretion by acting on the contractile activity of the oviduct/oviduct gland complex and of the main nidamental glands. These neuropeptides are also suspected to play a role in the biosynthesis of yolk and capsular proteins. At the same time, sex pheromones are expressed by the oviduct gland and secreted along with capsular proteins. Previous work made it possible to characterize expression products resulting from cleavages of the prohormone convertase type. In this new study, a second mode of cleavage is highlighted, evidenced by the identification of cleavage products with MWs greater than 20 kDa. One of these products, beta pheromone, was produced in a recombinant system but its biological activity on the male reproductive system and on the oviduct was not demonstrated. As for behavioral tests, they were not exploited because the number of animals tested was too small. Finally, a comparative and differential transcriptomic approach of the male olfactory organ and the oviduct pavilion evidenced a candidate receptor expected to bind to sex pheromones

Les microARNs sont une classe de petits ARNs non codants qui régulent l'expression des gènes via un mecanisme d'interference par ARN. Les microARNs humains sont produits par une série de réactions enzymatiques. En particulier, dans le cytoplasme le precurseur de miRNA (pre-miRNA) est reconnu et clivé par un complexe contenant l'enzyme RNAse III Dicer et plusieurs cofacteurs protéiques. La proteine TRBP (HIV TAR RNA binding protein) est l'un de ces cofacteurs et augmente la stabilité du complexe, influe sur la cinétique, la position du clivage et a role potentiel dans la reconnaissance du substrat et dans le transfet du produit vers le complexe RISC (RNA-induced silencing complex) effecteur de l'interference par ARN. TRBP est composé de 3 domaines de liaison aux ARN doubles brin (dsRBDs). La région d'interaction de TRBP avec les ARNs est composé des deux premiers dsRBDs liés par une région interdomaine non charactérizée. La présente étude rapporte la caractérisation biophysique in vitro de la région d'interaction avec les ARNs de TRBP dans l'état apo de TRBP ou dans l'état lié avec les deux precurseurs cytoplasmique successifs du microARN oncogène miR-155 comprenant la tige boucle pre-miR-155 et le duplex miR-155/miR-155* résultat du clivage de pre-miR-155 par Dicer. L'étude montre que la région d'intéraction de TRBP avec les ARNs est monomerique, est composée de deux dsRBDs independants en solution et que la région interdomaine de 60 résidus est flexible. Le premier dsRBD, non caractérisé précédement en solution est le siège d'un equilibre plié/déplié integral dans une grande gamme de conditions physico-chimiques. Les deux premiers dsRBDs de TRBP peuvent interagir avec un même precurseur de microARN et deux régions d'interaction de TRBP avec les ARNs peuvent interagir avec un même precuseur. La région d'interaction de TRBP avec les ARNs interagit avec pre-miR-155 et le duplex miR-155/miR-155* avec des affinités très similaires. Dans le complexe avec une région d'interaction de TRBP avec les ARN liée à pre-miR-155 ou au duplexe miR-155/miR-155*, aucune indice de contact entre les deux dsRBDs n'a été detecté et la protéine interagit avec les deux precurseurs par la même surface d'interaction. Les informations récoltées suggèrent que TRBP peut jouer un rôle avant et après le clivage des pre-miARN par Dicer, notamment dans le complexe de chargement de RISC. / MicroRNAs (miRNA) are a class of small non-coding RNAs that regulate gene expression through RNA interference (RNAi). Human miRNAs are generated via a series of enzymatic processing steps. In particular, in the cytoplasm, the precursor miRNA (pre-miRNA) is recognized and cleaved by a complex containing the RNase III enzyme Dicer and several non-catalytic accessory proteins. HIV TAR element-binding protein (TRBP) is a constituent of the Dicer complex, which augments complex stability, has effect on the cleavage kinetics and on the cleavage site and potentially functions in substrate recognition and product transfer to the RNA-induced silencing complex (RISC). TRBP is composed of three double stranded RNA binding domains (dsRBDs). The RNA binding region of TRBP is composed of the first two dsRBDs and an uncharacterized interdomain region. The present study reports the in vitro biophysical characterization of the RNA binding region of TRBP in the apo state and in the RNA bound state with the two successive cytoplasmic precursors of the oncogenic human microRNA miR-155, the hairpin pre-miR-155 and the related Dicer product miR-155/miR-155* duplex. The study shows that the RNA binding region of TRBP is monomeric and comprises two independent double-stranded RNA-binding domains connected by a 60 residues flexible linker. The first dsRBD, uncharacterized previously in solution, undergoes a full folding/unfolding equilibrium in a wide range of physico-chemical conditions. The two first dsRBDs of TRBP can interact with one microRNA precursor and two RNA binding regions can interact with one precursor molecule. The RNA-binding region of TRBP interacts with both pre-miR-155 and miR-155/miR-155* duplex with similar affinities. In the complex with one RNA binding region of TRBP bound to either pre-miR-155 or miR-155/miR-155* duplex, no evidence of contact between the two dsRBDs were observed and the protein interacts with both precursors via the same protein binding surface. The data presented here suggest that the RNA binding region of TRBP can play a role before and after processing of pre-miRNAs by Dicer, including in the RISC loading complex.

Les relations des sociétés préhistoriques à leur environnement constituent un aspect essentiel à leur compréhension. Cet engagement envers le monde s’exprime au travers des pratiques rituelles qui en dévoilent des accès autrement inaccessibles. Les Alpes centrales du IIIe millénaire av.n.è., insérées dans une Europe en mutation (traction animale et métallurgie du cuivre), ont livré un nombre considérable d’artefacts cognitifs. Stèles, blocs d’effondrement et parois gravés s’associent, au sein de sites cérémoniels à des dépôts de pierres aux formes allusives et lithologies particulières, à des dépôts d’objets, ainsi qu’aux résidus de l’activité métallurgique. L’iconographie gravée associe images d’objets nouveaux (poignards et haches en cuivre, hallebardes en silex ou en cuivre, objets textiles), d’ornements corporels, d’action aratoire et d’un nombre considérable de figurations animales. Les usages de la pierre, du métal, de l’araire et les interactions entretenues avec les espèces animales offrent différents canaux d’investigation des relations au monde des communautés chalcolithiques centre-alpines.L’objectif énoncé nécessite l’usage d’une analyse structurale des images seule à même de révéler des articulations essentielles des systèmes graphiques dont certains aspects sont ensuite interrogés à la lumière d’autres données archéologiques. L’image qui résulte de cette étude est celle de communautés pour lesquelles l’environnement ne semble pas constituer une réalité objectivée mais apparaît partie prenante des réalités sociales. / The study of interactions between prehistoric human societies and their environments is a key area of research. This engagement with the world is expressed through ritual practices that provide access to otherwise inaccessible aspects of human culture. The Central Alps of the third millennium BC, situated within a European context that was undergoing important changes (animal traction and copper metallurgy) produced a significant number of cognitive artifacts. On ceremonial sites, engraved steles, rock faces and erratic blocs were associated with deposits of stones with allusive forms and specific lithologies together with objects. Some of these ceremonial site have also produced residues of the metallurgical activity.The engraved iconography combines images of new objects (copper daggers and axes, flint or copper halberds, textiles), body ornaments, plouging, and a considerable number of animal figures. The use of stone, metal, ploughs, and interactions with animals offer different means to access to relationships between alpine chalcolithic communities and their environment.The cited goal requires the use of a structural analysis of the images in order to reveal the essential aspects of the graphic systems. The Results are then compared with other archaeological data. The picture resulting from this study reveals communities in which the environment does not seem to be an objectified reality but an element that intersects with social realities.

Les modalités d’évolution d’une côte rocheuse granitique en contexte de marge passive restent encore mal connues à ce jour, du fait de leur évolution lente. L’objectif de l’étude du littoral granitique du sud-Finistère vise à mieux comprendre son développement et sa dynamique érosive sur une échelle de temps variant entre le Cénozoïque et le Quaternaire. Une cartographie Terre-Mer de détail a permis d’identifier plusieurs objets morphologiques : une rasa (≈15m), une terrasse marine (≈7m), une plateforme littorale (0-5m) et une plateforme rocheuse sous-marine (-70 à 0m). Ces objets témoignent de la variabilité spatiale et temporelle des processus tectoniques vs. eustatiques sur le littoral breton. L’architecture 3D de la zone révèle une plateforme rocheuse sous-marine très fracturée avec de grands accidents délimitant plusieurs micro-blocs et fonctionnant au Cénozoïque (compression pyrénéenne éocène, puis ouverture Atlantique Oligocène et extension au post-Oligocène avec l’ouverture continentale des grabens du Rhin). La Pointe SO de la zone d’étude se stabilise durant le tardi-Cénozoïque, révélant que les figures d’érosion aériennes (rasa et terrasse marine) ont été générées lors de plusieurs paléo-haut niveau marin. Les larges surfaces des objets terrestres s’expliquent par l’action combinée des purges eustatiques sur un matériel granitique très altéré. Il a été démontré que la morphologie de la zone littorale granitique a été façonnée a minima par deux épisodes de purges eustatiques durant le MIS 5 (120ka) et l’Holocène (10ka). Les taux d'érosions verticaux obtenus pour la terrasse marine et la plateforme littorale varient entre 3.35 ±0.32 m.Ma-1 et 6.20 ± 0.80 m.Ma-1. / The granitic rocky coast evolution, in passive margin context, is still not completely understood as its evolution is lower. The aim of the South-Finistère shore zone studying is to better understand its development and erosive dynamic on a time scale ranging between Cenozoic and Quaternary. A detailed onshore/offshore mapping has been realized, highlighting several erosional features. From land seaward, a rasa (≈15m-high), a marine terrace (≈7m-high), a shore platform (0-5 m-high) and a rocky marine platform (-70 à 0m) have been emphasized. These objects evidence temporal variations in the response of the tectonic or eustatic processes. The 3D architecture of rocky marine platform demonstrates a highly fractured domain with major faults bounding several micro-blocks, reactivated between the Eocene (Pyrenean compression) and Late / Post-Oligocene (Rhine continental transform zone activation). The quantitative geomorphology applied on the western part of studying zone reveals none late-Cenozoic uplift. Consequently, the rasa and marine terrace have been shaped during a high paleo-sea level. The granitic surface’s erosion produces horizontal joint planes, as a result of weathering processes. The combination between planar and horizontal granitic jointing and the marine eustatic purge explains the large width of granitic eroded surfaces.Two eustatic purges (MIS 5 and Holocene) have been shaped the granitic shore zone and the vertical erosion, rate obtained for various lateritic horizon in onshore and shore domains, is ranging between 3.35 ±0.32 m.Ma-1 and 6.20 ± 0.80 m.Ma-1.

La modification posttranscriptionnelle des acides ribonucléiques (ARNs) est une étape de maturation conservée dans tous les domaines du vivant. Mes travaux de thèse ont porté sur la caractérisation fonctionnelle et structurale de flavoenzymes impliquées dans la modification des ARN de transfert (ARNt) : les dihydrouridines synthases (Dus) dictant la formation de dihydrouridine via la flavine mononucléotide (FMN) et TrmFO responsable de la méthylation en C5 de l'uridine 54 via la flavine adénosine dinucléotide (FAD) ainsi que le methylènetétrahydrofolate. Afin d'élucider le mécanisme de TrmFO, nous avons élaboré une apoenzyme grâce à une simple mutation qui est efficacement reconstituée in vitro. Nous avons chimiquement synthétisé l'intermédiaire catalytique qui consiste en un FAD-iminium comportant un methylène sur le N5 de l'isoalloxazine. Cette espèce synthétique a été caractérisée par spectrométrie de masse et absorption UV-visible. La reconstitution de TrmFO avec cette molécule restore l'activité in vitro sur un ARNt transcrit prouvant le rôle du FAD comme agent méthylant via une méthylation réductrice. Dus2 réduit spécifiquement U20 et est constituée d'un Dus domaine néanmoins, chez les mammifères un double-stranded RNA-binding domaine (dsRBD) est présent. Afin de comprendre la fonction de cette organisation modulaire, nous avons montré que seule l'enzyme sauvage est active contrairement aux domaines isolés. Nous avons résolu les structures cristallographiques des deux domaines suggérant une redistribution des charges positives en surface. Ce dsRBD dicte la reconnaissance de l'ARNt en se fixant à la tige acceptrice/Tpsi. Ceci est régulé par une extension N-terminal, mis en évidence par des mutations, des titrations RMN ainsi qu’une structure cristallographique en complexe avec un ARN de 22 nucléotides. Ce travail illustre l’acquisition d’un dsRBD au cours de l’évolution dont la fonction est étendu à la reconnaissance des ARNts. / Posttranscriptional modification of ribonucleic acids (RNAs) is a crucial maturation step conserved in all domains of life. During my thesis, I have brought structural and functional insights on flavoenzymes involved in transfer RNA (tRNA) modifications: dihydrouridine synthase (Dus) responsible for dihydrouridine formation using flavin mononucleotide (FMN) and TrmFO responsible for C5 methylation of uridine position 54 relying on flavin adenosine dinucleotide (FAD) and methylenetetrahydrofolate. To elucidate the chemical mechanism of TrmFO we designed an apoprotein via a single mutation that could be reconstituted in vitro with FAD. Furthermore, we chemically synthesized the postulated intermediate active species consisting of a flavin iminium harboring a methylene moiety on the isoalloxazine N5 that was further characterized by mass spectrometry and UV-visible spectroscopy. Reconstitution of TrmFO with this molecule restored in vitro activity on a tRNA transcript proving that TrmFO uses FAD as a methylating agent via a reductive methylation.Dus2 reduces U20 and is comprised of a canonical Dus domain however, mammals have an additional double-stranded RNA-binding domain (dsRBD). To bring functional insight for this modular organization, we showed that only full length human Dus2 was active while its isolated domains were not. tRNA recognition is driven by the dsRBD via binding the acceptor and TΨ stem of tRNA with higher affinity then dsRNA as evidenced by NMR. We further solved the X-ray structures for both domains showing redistribution of surface positive charges justifying the involvement of this dsRBD for tRNA recognition in mammalian Dus2. This was attributed to a peculiar N-terminal extension proven by mutational analysis and an X-ray structure of dsRBD in complex with 22-nucleotide dsRNA. Altogether our work illustrates how during evolution, Dus2 enzymes acquired an engineered dsRBD for efficient tRNA binding via a ruler mechanism.

Le ribosome bactérien (70S) catalyse la formation de la liaison peptidique et représente une cible majeure pour les antibiotiques. Le peptide synthétisé passe à travers le tunnel de sortie de la sous-unité 50S du ribosome avant d’être libéré dans le cytoplasme. Des peptides spécifiques peuvent inhiber la traduction en agissant en cis (peptides naissants) ou en trans (peptides antimicrobiens riches en proline, PrAMPs) sur ce tunnel. Il a été montré que les PrAMPs inhibent la synthèse des protéines en se liant au ribosome 70S. Au cours de ma thèse, j’ai résolu les structures cristallines de quatre PrAMPs en complexe avec le ribosome 70S. J’ai ainsi pu révéler que tous ces peptides recouvrent le centre peptidyl transferase (PTC) et se lient avec le tunnel dans une orientation inverse par rapport au peptide naissant. J’ai aussi pu conclure que les PrAMPs inhibent la traduction en bloquant la transition de la phase d’initiation vers l'élongation. L'arrêt de la traduction induit par le peptide naissant se produit lorsqu'un peptide naissant interagit avec le tunnel, entraînant l'inactivation du PTC. L'arrêt peut être uniquement dû à la séquence du peptide ou peut nécessiter un co-inducteur, tel un antibiotique. Les mécanismes d'action des peptides d'arrêt courts (motifs polyproline ou M+X(+)) restent inconnus. Afin d'étudier ces peptides de manière biochimique et structurale, j’ai formé des complexes ribosomaux bloqués avec un peptidyl-ARNt d'arrêt préparé à l'aide d'un ribozyme appelé flexizyme. J’ai ainsi pu obtenir une structure par cryo-EM d’un 70S bloqué par un motif M+X(+) en présence d'érythromycine et de formuler un modèle expliquant l'inactivation allostérique du PTC. / The bacterial (70S) ribosome catalyzes peptide bond formation and represents a major target for antibiotics. The synthesized peptide passes through the exit tunnel of the large ribosomal subunit before it is released into the cytoplasm. Specific peptides can inhibit translation by acting in cis (nascent peptide) or in trans (proline-rich antimicrobial peptides; PrAMPs) due to interactions with the tunnel. PrAMPs were reported to inhibit protein biosynthesis and bind to the 70S ribosome. During my thesis, I solved the crystal structures of four different PrAMPs in complex with the bacterial ribosome, revealing that all peptides cover the peptidyl transferase center (PTC) and bind in a reverse orientation within the exit tunnel relative to a nascent chain. From this, I concluded that PrAMP binding inhibits the transition from initiation towards elongation. Nascent chain-mediated translational arrest occurs when a nascent peptide interacts with the exit tunnel, leading to the rearrangement and inactivation of the PTC. Arrest can be solely due to the peptide’s sequence or may require a small molecule co-inducer, such as a drug. The underlying mechanisms of action for short arrest peptides (polyproline or M+X(+) motifs) remain unknown. In order to study these short arrest peptides biochemically and structurally, I adopted a strategy to form arrested ribosomal complexes through the direct addition of the arrest peptidyl moiety to tRNAiMet with the help of a small ribozyme known as flexizyme. I was able to solve the cryo-EM structure of a ribosome arrested by an M+X(+) motif in the presence of erythromycin and to propose a model for the allosteric inactivation of the PTC.

La première partie de mon travail a consisté (i) en une étude génomique des souches de TOSV avec séquençage de 10 nouvelles souches afin i) d’enrichir les données disponibles dans Genbank (au début de ce travail, 6 séquences complètes); (ii) d’utiliser les 16 séquences complètes pour définir et évaluer le premier système de typage par technique de RT-q PCR en temps réel afin de discriminer les souches de LA et de LB. Dans la deuxième partie de ce projet, on s’est intéressée à des études structurales et fonctionnelles de la nucléoproteine (N) de TOSV afin d’élucider le mécanisme d’encapsidation d’ARN virale. La N est une protéine de 28 KD, sont rôle majeur est l’encapsidation de l’ARN génomique et sert en tant que co-facteur de la transciption/replication de TOSV. Les études crystallographique de la protéine N , du complexe protéique (N-ARN) ont été déterminé par Olal D et al 2014 au moment que nous avons obtenu la diffraction de crystal de la N sans ARN à 3,7 Å (code PDB: 5FVA). Ces études montrent la protéine N ainsi le complexe (N-ARN) en forme d’un anneau hexamèrique fermé alors encapside l'ARN dans une organisation filamenteux. Nous avons donc décidé de combiner ces résultats avec des études structurales complémentaires en solution , telles que la microscopie électronique (EM) et des études de « Diffusion des rayons X aux petits angles »(SAXS) pour de proposer un modèle décrivant correctement le mécanisme d'encapsidation en solution . Le protéine N se comporte principalement en pentamère déformé et ouvert, qui met en lumière la façon dont nucléoprotéine peut être organisée en filaments. / The first part of my work consisted (i) of genomic sequencing of 10 TOSV strains to increase the total number of complete sequences (at the outset, 6 complete sequences were accessible in Genbank). (ii) to use the 16 sequences to design and evaluated the first lineage-specific real-time RT-PCR assay (Lisp-TOSV) to discriminate between strains of lineages A and B Complete sequencing of the 10 strains was achieved. The second part of this project was dedicated for structural and functional studies of the TOSV N protein in order to decipher viral RNA encapsidation. TOSV Nucleoprotein (N) is a protein of 28 KD, is encapsidating the viral RNA genome and serves as a co-factor the RNA trancription/replication. The crystal structures of TOSV N protein , and the complex N-RNA were already determined (Olal D and al; 2014) while we just obtained diffracting crystal of the N free RNA at 3,7 Å (PDB code : 5FVA ). Crystallographic structures show an hexameric rings whereas N encapsidates the RNA in a filamentous organization. We therefore decided to combine these results with complementary studies, such as electron microscopy (EM) and samll angle X-ray scattering to build a low resolution structure model in solution describing properly the encapsidation mechanism. The N behaves mainly as an opened, deformed pentamer that shed light on how the N can be organized in filaments.

L’étude présentée dans ce manuscrit porte sur la réplication de structures naturelles multi-échelles et multifonctionnelles, que sont les ailes des papillons Morpho rhetenor, Morpho menelaus et Papilio ulysse, ou celles de la cigale Cicada orni. De telles structures sont en effet constituées de sous-structures à différentes échelles, du centimètre au nanomètre, et à chacune de ces échelles est associée une propriété ou fonction. On parle alors de multifonctionnalité. Cet atout, très recherché actuellement pour nos futurs objets et matériaux, est accessible par deux voies de complexification : celle de la composition chimique du ou des matériaux constituant l’objet (matériaux composites, hybrides organique-inorganique) et/ou celle de leur géométrie (structuration). Or, si nos connaissances en chimie nous permettent de mettre en œuvre la première voie, l’élaboration de structures multi-échelles est encore difficile par nos techniques actuelles de structuration (lithographie par exemple). Ainsi, pour augmenter les propriétés d’un système possédant une géométrie multi-échelles existante dans la nature, nous avons réalisé des répliques des structures naturelles précédemment évoquées dans des matériaux inorganiques (TiO2 et SiO2), soit des matériaux très différents du complexe chitino-protéique qui constituent les ailes organiques. A cette fin, trois méthodes ont été utilisées : un dépôt de matière dans les structures naturelles par voie sol-gel, un dépôt par pulvérisation cathodique et une minéralisation directe de la structure des ailes, s’inspirant de processus de biominéralisation. / The present study deals with the replication of multiscale and multifunctional natural structures. These natural structures are wings of Morpho rhetenor, Morpho menelaus and Papilio ulysse butterflies, and those of Cicada orni cicada. Such structures are composed of smaller structures at different scales, from centimetre to nanometre, and to each of these scales is associated a property or a function. This we call multifunctionality. This multifunctionality is expected to become a property of our future objects or materials, and can be achieved by two different ways: to make the material(s) chemical composition of the object more complex (composite, hybrid organic-inorganic materials) and/or to make its architecture more complex (structuration). Although it is possible to achieve the first (chemical composition), we have so far been unable to successfully make multiscale structures with our current structuration techniques (lithography for example). Therefore, to increase the properties of a system characterised by a multiscale structure seen in nature, we have made replicas of the natural structures previously presented in inorganic materials (TiO2 and SiO2). That is to say, very different materials in comparison with the natural chitin-protein complex. To do this, three methods were used: a sol-gel solution deposition in the natural structures, a physical vapor deposition and a direct mineralization of the wings structure, which is inspired by natural biomineralization processes.

L'objectif de ce travail de thèse était de réaliser une étude structurale détaillée des minéralisations et des zones d'altération associées, de trois gisements d'or situés au Nord-Ouest du Ghana, sur la marge orientale du Craton Ouest Africain: Kunche et Bepkong, situés dans la ceinture de Wa-Lawra, et Julie situé dans la ceinture de Julie. Ces trois gisements présentent de multiples différences d'ordre géologique, structural, tectonique et géochimique, mais leur caractéristique commune est que leur minéralisation est associée à un métamorphisme de faciès schiste vert. A Julie, la minéralisation aurifère est encaissée dans des granitoïdes de composition tonalite-trondhjemite-granodiorite (TTG) alors qu'à Kunche et Bepkong elle est localisée au sein de formations sédimentaires volcanoclastiques et de schistes graphiteux fortement silicifiés. Cette minéralisation est associée à un réseau de veines souvent boudinées de quartz formées en relation avec une zone de cisaillement orientée Est-Ouest à Julie, mais N à NNO à Kunche et Bepkong, constituant un couloir de déformation de 0.5 à 3,5 km de longueur et de 20 à 300 m de puissance suivant les gisements. La paragenèse d'altération dominante de la zone minéralisée est à séricite, quartz, carbonate et sulfures, et suivant la nature de la roche hôte se rajouteront par exemple la tourmaline dans les granitoïdes et la chlorite dans les schistes ou les métavolcanites. A Julie, l'or est étroitement associé à la pyrite alors qu'à Kunche et Bepkong l'or est associé à l'arsénopyrite. Deux générations d'or sont distinguées ; la première correspond à de l'or invisible associé aux zones de croissance primaire des cristaux de pyrite à Julie et d'arsénopyrite à Bepkong, et de l'or visible tardif en inclusion et plus fréquemment en remplissage de fractures. / The objective of this thesis was to perform a detailed structural, mineralization and associated alteration studies of three gold deposits located in northwest Ghana, on the eastern margin of the West African Craton. Thus, the Kunche and Bepkong deposits, located in the Wa-Lawra belt and Julie deposit located in the Julie belt. These three deposits have multiple differences interms of geological, structural, tectonic and geochemical characteristics but gold mineralization in these deposits are all associated with a green schist facies metamorphism. In Julie, the gold mineralization is hosted in granitoids with its composition akin to tonalite-granodiorite-trondhjemite (TTG) where as in the Kunche and Bepkong deposits, the gold mineralization are localized within volcaniclastic sedimentary formations and strongly silicified graphitic schists. The gold mineralization is associated with a network of quartz veins often boudinaged and formed in connection with a shear zones, oriented E-W in the Julie deposit and N to NNW at Kunche and Bepkong deposits. The dominant alteration in the mineralized zone is sericite, quartz, carbonate and sulfides with influences from the host rock. For example, the granitoid is influenced by tourmaline and chlorite in the schists or in themetavolcanic rocks. At Julie, gold is closely associated with pyrite whereas Kunche and Bepkong gold is associated with arsenopyrite. Two generations of gold are distinguished; the first corresponds to the invisible gold associated with primary growth areas in the pyrite crystals in Julie and arsenopyrite in Kunche and Bepkong, and late visible gold inclusions which are frequently found in fracture fillings. In Julie, the mineralizing fluid is rich in CO2, and has low to moderate salinity (NaCl-H2O-CO2 system), trapped in P / T conditions around 220 ° C and <1 kbar; whilst in Bepkong, the mineralizing fluid is associated with quartz are rich in CH4, with a low salinity (CH4-CO2-SO2-H2O system) which indicates that the visible trapping temperatures is around 320°C.

Le paludisme est causé par l'infection et la destruction des érythrocytes par les parasites protozoaires appartenant au genre Plasmodium. Au cours de son développement dans l'érythrocyte,Plasmodium falciparum requiert la biosynthèse massive de membranes dont les principaux constituants lipidiques sont des phospholipides. La phosphatidylcholine (PC) et la phosphatidyléthanolamine (PE) représentent à elles deux environ 80 % des lipides membranaires et l'inhibition de leur biosynthèse est létale pour le parasite. La PC et la PE sont synthétisées par le parasite, principalement via les voies de novo dépendantes de la CDP-choline et de la CDP-éthanolamine (ou voies de Kennedy) en utilisant respectivement la choline et l'éthanolamine comme précurseurs. Ces travaux de thèse se focalisent sur les deux enzymes CTP:phosphocholine etCTP:phosphoéthanolamine cytidylyltransférase (PfCCT et PfECT, respectivement), catalysant les étapes limitantes des voies de Kennedy. Chez Plasmodium, les CCT et ECT possèdent deux domaines cytidylyltransférases (CT) portant l'activité catalytique, séparés par une longue région de liaison. Pour la CCT, cette duplication est retrouvée seulement chez trois organismes, tous faisant partie du phylumdes Apicomplexes : Babesia, Theileria et Plasmodium, alors que la présence de deux domaines CT estune caractéristique retrouvée chez toutes les ECT étudiées à ce jour. La première partie de ce travail de thèse concerne la caractérisation biochimique et l'inhibition la PfCCT Nous avons montré que les deux domaines CT de la PfCCT sont actifs à l'inverse de la PfECT pour laquelle seul le domaine CTN-terminal est catalytiquement actif. A la suite d'un criblage virtuel basé sur la structure de l'enzyme,nous avons identifié un composé princeps capable d'inhiber l'activité de la PfCCT in vitro, la synthèse de PC et la croissance parasitaire. Ce premier composé actif (haut µM) représente une base pour l'optimisation future de nouveaux composés plus efficaces. Dans la deuxième partie de cette thèse,nous avons déterminé le mécanisme catalytique, la spécificité de liaison des ligands et l'organisation structurale de la PfECT grâce à la combinaison d'approches biochimiques et biophysiques. L'ensemble des résultats présentés dans ce manuscrit apportent un éclairage important concernant le fonctionnement de ces deux cibles potentielles et constituent des étapes essentielles à l'élaboration d'une approche thérapeutique. / Malaria is caused by the infection and destruction of red blood cells by protozoan parasitesbelonging to the genus Plasmodium. During its intra-erythrocytic development, Plasmodiumfalciparum requires massive biosynthesis of membranes which are mainly composed of phospholipids.Phosphatidylcholine (PC) and phosphatidylethanolamine (PE) together represent about 80% of thetotal membrane lipids and inhibition of their biosynthesis leads to parasite death. PC and PE aresynthesized by the parasite's machinery mainly through the de novo CDP-choline and CDPethanolamine(Kennedy) pathways using respectively choline and ethanolamine as precursors. Thisstudy focuses on the rate limiting steps of these pathways catalyzed by CTP:phosphocholine andCTP:phosphoethanolamine cytidylytransferases (PfCCT and PfECT, respectively). In Plasmodiumspecies, both CCT and ECT contain two catalytic cores (CT domains) separated by a long linker.Interestingly, for CCT this feature is found only in three organisms, all from the phylum ofApicomplexa: Babesia, Theileria and Plasmodium, whereas the presence of two CT domains is ageneral feature in all ECTs known so far. The first part of this work consists in the biochemicalcharacterization of PfCCT and the investigation of its druggability. We showed that both PfCCT CTdomains are active and display similar kinetic parameters while only the N-terminal CT domain wasactive in PfECT. Subsequent to an in silico structure-based screening of compounds libraries, weidentified a PfCCT inhibitor able to inhibit PC synthesis as well as P. falciparum growth in vitro in thehigh µM range. This compound represents a first step toward the optimization of future more potentcompounds. In the second part of this study, we investigated the catalytic mechanism of PfECT anddeciphered its interactions with its ligands using biochemical, biophysical and structural approaches.Collectively, these results bring new insights into the biochemical and structural properties of thesetwo keys enzymes of the phospholipid metabolism in P. falciparum and pave the way for their futuredevelopment as potential drug target.