L'objectif de cette thèse est d'explorer l'inflammation et l'infection au niveau du transcriptome, à l'aide de la technologie des puces à ADN. Pour cela, nous avons dans un premier temps travaillé sur des données publiques. Nous avons construit une base de données de signatures transcriptionnelles annotées, et développé un logiciel modulaire d'analyse. Ce logiciel permet d'explorer aisément les données publiques en effectuant des recherches par nom de gène ou par mots-clés. Nous avons ensuite exploré la modulation temporelle de l'expression des gènes du parenchyme pulmonaire dans un modèle murin d'inflammation aiguë par injection d'acide oléique. Dans un second modèle murin d'infection par Coxiella burnetii, nous avons analysé le rôle du sexe dans la modulation de la réponse transcriptionnelle hépatique, et identifié des voies métaboliques impliquées dans le contrôle de l'infection. Dans un troisième modèle in-vitro d'infection par différentes souches du virus de la grippe, nous avons identifié une signature transcriptionnelle commune de réponse à l'infection. Par une approche bio-informatique originale, cette signature a conduit à l'identification de nouveaux anti-viraux à large spectre, dont l'efficacité a été démontrée in-vitro sur les souches utilisées pour l'analyse, et sur la souche H1N1, responsable de la dernière pandémie grippale. Enfin, nous avons analysé les modulations du transcriptome lors de pneumonies associées à la ventilation mécanique compliquant l'évolution de sujets traumatisés graves admis en réanimation. / The goal of this PhD is to explore inflammation and infection at the transcriptome level, using DNA microarrays. In order to do so, we first analyzed public data. We built a database with annotated transcriptional signatures and developed a modular analysis software to query this database. This software allows to easily explore public data with requests based on gene names or annotation keywords. We then explored the temporal modulation of lung gene expression following oleic acid injection in a murine model. In a second murine model of infection with Coxiella burnetii, we analyzed the influence of sex-related modulation in the hepatic transcriptional response after infection and identified several pathways implicated in the control of infection. In a third model of in-vitro infection with various Influenza virus strains, we identified a shared transcriptional signature in response to cell infection. Using an original in-silico methodology, this signature allowed us to identify new broad-spectrum antivirals. Efficacy of these molecules was demonstrated in-vitro against the strains used to define the signature, and also against the new pandemic H1N1 SOIV strain. Finally, we analyzed the transcriptional modulation occurring in whole blood samples from trauma patients hospitalized in intensive care unit, and whose evolution was complicated with ventilator-associated pneumonia.

Hevea brasiliensis est une culture industrielle majeure pour la production de caoutchouc naturel (CN). La stimulation par l'éthéphon, un libérateur d'éthylène, est utilisée pour augmenter la production de latex en prolongeant son écoulement et en stimulant le métabolisme pour la régénération du latex. Cependant, le mécanisme d'action de l'éthylène n'est pas clairement élucidé chez l'hévéa. L'éthylène est un signal important qui régule le développement des plantes. Les facteurs de transcription AP2/ERF, et plus particulièrement les Ethylene Response Factors, jouent un rôle crucial dans le développement et la réponse aux stress biotiques et abiotiques chez les plantes. La production d'éthylène et sa signalisation sont aussi importantes en embryogenèse somatique et tout spécialement chez les espèces récalcitrantes à la culture in vitro.Dans cette étude, le transcriptome de référence a été amélioré par addition des fragments de séquence d'ARN issus de tissus reproducteurs lors d'un nouvel assemblage. Les 30.342 contigs ont été annotés par la base de données Gene Ontology. L'analyse des facteurs de transcription a permis d'identifier 2.448 contigs qui ont été classés en 58 familles de facteurs de transcription. Six pourcents de ces facteurs de transcription correspondent aux membres de la superfamille des AP2/ERF. L'accumulation de transcrits des gènes AP2/ERF a été analysée au cours du processus d'embryogenèse somatique chez des lignées de cal avec différents potentiels de régénération et dans différents tissus végétatifs et reproducteurs. L'analyse de l'abondance relative de transcrits dans les différents tissus montre que les ERFs des groupes I, VII et VIII sont fortement présents à tous les stades de l'embryogenèse somatique et dans les tissus immatures et matures de fleurs males et femelle, d'embryons zygotiques, de feuilles, d'écorce et de latex. Quarante gènes AP2/ERF représentent des marqueurs d'expression génique pour le potentiel de régénération de plantes de lignées de cal à différents stades du processus d'embryogenèse somatique. Quatorze marqueurs d'expression génique permettent même de prédire la capacité de régénération dès le stade de multiplication du cal. Cinquante-neuf marqueurs d'expression géniques sont spécifiquement exprimés dans les différents tissus de l'hévéa, et plusieurs AP2/ERFs ont les transcrits fortement accumulés dans le latex. La plupart des marqueurs de l'expression génique du latex appartient aux ERF du groupe VII. Les ERFs de ce groupe ont un motif conservé en N-terminal (MCGGAII), lequel est impliqué dans la voie N-end rule. Les analyses de localisation subcellulaire et de transactivation suggèrent que ces gènes HbERF-VII codent pour des facteurs de transcription fonctionnels potentiellement impliqués dans la réponse à l'hypoxie dans le latex. / Hevea brasiliensis is the major industrial crop for natural rubber (NR) production. Ethephon stimulation, an ethylene releaser, is used for increasing latex production by prolonging latex flow and stimulating the metabolism required for the latex regeneration. However, the mechanism of ethylene action is not clearly elucidated in this species. Ethylene is an important signal regulating the plant development. AP2/ERF transcription factors, and especially Ethylene-Response Factors, play a crucial role in plant development and response to biotic and abiotic stresses. Ethylene production and signalling are also important to somatic embryogenesis, especially for species that are recalcitrant in in vitro culture.In this study, a comprehensive Hevea transcriptome was improved using additional RNA reads from reproductive tissues in a new assembly. The 30,342 contigs were annotated in the Gene Ontology database. The analysis of transcription factors led to 2,448 contigs being identified, which were classed in 58 transcription factor families. Six percent of the transcription factors corresponded to members from the AP2/ERF superfamily. The transcript accumulation of AP2/ERF genes was analyzed during somatic embryogenesis for callus lines with different regeneration potential and in various vegetative and reproductive tissue of Hevea. The relative transcript abundance were studied and showed that ERFs from group I, VII and VIII were abundant at all stages of the somatic embryogenesis as well as, in both immature and mature male and female flowers, zygotic embryos, leaf, bark and latex. Forty genes were identified as expression marker for callus with different plant regeneration potential regeneration capacity. Interestingly, fourteen expression marker genes were found that be able to predict the regeneration capacity of callus at proliferating calli, the early stage of somatic embryogenesis process. Fifty-nine expression marker genes were found in the various plant tissues. Several AP2/ERF genes were shown highly transcript accumulation in latex and were assigned as latex expression marker genes. Almost of latex expression marker genes belong to the ERF group VII. Base on conserved motif analysis showed this ERF group contained the conserved N-terminal motif (MCGGAII) involved in the N-end rule pathway. Subcellular localization and transactivation analyses suggested that HbERF-VII candidate genes encoded functional transcription factors.

Les éléments transposables sont des composants majeurs de la plupart des génomes, et leur impact sur l’évolution des génomes est maintenant bien documenté. Cependant, la manière par laquelle ils participent au transcriptome n’est pas encore clairement établie. En utilisant le génome séquencé de Drosophila melanogaster et les bibliothèques d’EST, nous avons déterminé les insertions d’éléments transposables qui sont transcrites sans équivoque, ainsi que leur localisation dans le génome séquencé de D.melanogaster. Nous montrons que la plupart des familles d’éléments transposables sont transcrites, et nous identifions spécifiquement 69 insertions d’éléments transposables exprimés, dont la moitié réside dans des gènes, la plupart dans des introns et des régions régulatrices 5’UTR. / Transposable elements (TEs) are major components of most genomes, and their impact on genome evolution is now well documented. However, the way they affect the transcriptome is still not clearly established. Using the sequenced genome of Drosophila melanogaster and EST libraries (“Expressed Sequence Tag”, large tags (~500bp) corresponding to subsequences of a transcribed cDNA sequences), we describe here the TE insertions that are unequivocally transcribed, and we have determined their location in the sequenced genome of Drosophila melanogaster. We show that most TE families are transcribed, and we have specifically identified 69 expressed TE insertions, half of which are located inside genes, mostly within introns and 5′UTRs regulatory regions.

La résistance partielle aux agents pathogènes représente une source importante pour l'amélioration des plantes. Cependant les mécanismes moléculaires sous-jacents à ce type de résistance sont encore mal connus. L'interaction entre le riz et le champignon Magnaporthe oryzae est un modèle de choix pour ce type d'analyse, de nombreuses ressources génétiques et outils d'analyse fonctionnelle étant disponibles. Chez le riz, hormis le gène Pi21 qui contrôle la résistance partielle, aucune information biologique et fonctionnelle ne permet d'expliquer cette forme de résistance. En amont de ce travail de thèse, le phénomène de défense préformée a récemment été identifié ; il est défini par la corrélation entre l'expression des gènes liés à la défense avant infection et la résistance partielle à M. oryzae. L'identification de régulateurs de la résistance partielle et des défenses préformées a été l'objectif de cette thèse. Deux stratégies ont été adoptées. Une étude du transcriptome visant à sélectionner et caractériser des gènes candidats sur la base de leur profil d'expression constitutive a été réalisée. Une méthode de sélection par « guilt-by-association » s'est avérée efficace pour identifier des gènes impliqués dans la résistance de la plante. Les gènes AGO18, Z-BED, HSF23 et CaMBP ont été identifiés comme des régulateurs positifs des défenses de la plante. Les gènes HSF23 et CaMBP contrôlent l'expression constitutive des gènes liés à la défense mais leur sur-expression modifie la croissance des plantes. La sur-expression des gènes Z-BED et AGO18 n'a entraîné aucune modification de la croissance de la plante mais une augmentation de la résistance à M. oryzae, sans modification apparente de l'expression des gènes de défense testés. Le gène Z-BED code pour un facteur de transcription putatif dont on peut faire l'hypothèse qu'il contrôle un ensemble encore inconnu de l'arsenal de défense. Le gène AGO18 code pour une protéine argonaute potentiellement impliquée dans l'extinction de gène via la méthylation de la chromatine. Enfin le gène OB-fold est un régulateur négatif des défenses de la plante dont les cibles, potentiellement des ARN, restent à identifier.La deuxième approche a consisté en une détection de loci contrôlant la densité de lésions causées par M. oryzae. Une zone du génome, PRM1, contrôle ce phénotype, confère une résistance à un spectre de souches relativement large, semble contrôler l'expression de gènes de défense avant et au cours de l'infection, et enfin semble ralentir la croissance du champignon avant pénétration. Cette approche sans a priori renforce l'hypothèse que l'expression des gènes de défense avant infection est associée à la résistance partielle du riz à M. oryzae.De plus amples investigations seront nécessaires pour relier les phénotypes de résistance partielle tels que l'inhibition de la croissance pré-pénétration et la densité de lésions entre eux d'une part et d'autre part à l'expression des gènes de défenses avant infection / Partial resistance to pathogens is a major source for plant breeding. However, the molecular mechanisms underlying this type of resistance are still poorly understood. The interaction between rice and the fungus Magnaporthe oryzae is a model of choice for this type of analysis, many genetic and functional analysis tools being available. In rice, except for the Pi21 gene that controls partial resistance, no biological and functional information can explain this form of resistance. Prior to this thesis, the phenomenon of preformed defense has recently been identified; it is defined by the correlation between the expression of genes related to defense before infection and partial resistance to M. oryzae. Identification of partial resistance and preformed defense regulators has been the objective of this thesis. Two strategies were adopted.A transcriptome analysis to select and characterize candidate genes based on their constitutive expression pattern was performed. A method of selection by "guilt-by-association" has been effective in identifying genes involved in plant resistance. The genes AGO18, Z-BED, HSF23 and CaMBP were identified as positive regulators of plant defenses. The genes HSF23 and CaMBP control the constitutive expression of defense related genes, but their over-expression modifies plant growth. Over-expression of Z-BED and AGO18 genes does not affect plant growth but increases the resistance to M. oryzae, without apparent change in the expression of the defense genes tested. The Z-BED gene encodes for a putative transcription factor that likely controls an unknown set of the defense arsenal. The AGO18 gene encodes an Argonaute protein potentially involved in gene silencing via chromatin methylation. Finally the OB-fold gene is a negative plant defense regulator, and its hypothetical RNA targets remain to be identified.The second approach consisted of detection of loci controlling the lesions density caused by M. oryzae. A region of the genome, PRM1, controls this phenotype, confers resistance to a relatively wide range of isolates, appears to control the expression of defense genes before and during the infection, and finally seems to inhibit the growth of the fungus before penetration. This approach without a priori supports the hypothesis that the expression of defense genes before infection is associated with partial resistance of rice to M. oryzae.Further investigations are needed to link the resistance phenotypes such as partial inhibition of fungal growth pre-penetration and density of these lesions on the one hand, and the defense gene expression before infection on the other hand.

Le placenta est l’organe central de la grossesse et son bon fonctionnement est essentiel pour mener à une grossesse à terme sans complication. L’inflammation joue un rôle très important dans les différentes étapes de la grossesse, de l’implantation à l’accouchement. Lorsque cette inflammation est débalancée au niveau du placenta, cela peut causer plusieurs altérations de ses fonctions. L’inflammation peut être induite par deux différents stimuli, soient par une intervention externe, donc infectieux (via les Pathogen-Associated Molecular Patterns, PAMPs) ou de façon endogène (via les Damage-Associated Molecular Patterns, DAMPs). L’augmentation de l’inflammation est aussi associée avec les complications de la grossesse, qui touchent 5-12% de toutes les grossesses et qui peuvent mener à des conséquences dévastatrices sur la santé de la mère et du nouveau-né. Ces complications comprennent la prééclampsie (PE), l’accouchement prématuré (AP) et le retard de croissance intra-utérin (RCIU). Malgré que ces pathologies aient des étiologies différentes, elles partagent un facteur commun qui joue un rôle essentiel soit, l’inflammation. Dans le but de mieux comprendre le rôle et les effets de l’inflammation sur le placenta humain et dans les complications de la grossesse, nous avons évalué les effets d’un PAMP (LPS) et d’un DAMP (IL-1) classiques dans un modèle d’explants placentaires humains et nous avons réalisé une étude transcriptomique non biaisée de placentas issus de chaque pathologie. Tout d’abord, nous avons démontré que le LPS induisait une plus grande quantité de cytokines pro-inflammatoire comparativement à l’IL-1 et que l’inhibition de la voie de signalisation de l’IL-1 par son antagoniste (IL-1Ra) diminuait leur expression et leur sécrétion. De plus, le LPS induisait une augmentation de la mort cellulaire dans les explants et la prolifération des cellules de Hofbauer, macrophages placentaires. Par la suite, l’étude du transcriptome de placentas provenant de complications de la grossesse (PE, AP et RCIU) a permis de constater que les pathologies ne forment pas de groupes (clusters) basés sur l’expression globale des gènes comparativement placentas issus de grossesses sans complication qui se regroupaient majoritairement ensemble. Il a été possible d’identifier les gènes significativement différents dans chaque pathologie et l’ontologie génique de ceux-ci. Nous avons identifié 198 gènes communs à toutes les complications de la grossesse qui sont majoritairement associés à des processus inflammatoires tels que l’interaction entre les cellules lymphoïdes et non lymphoïdes, l’activation leucocytaire et la régulation de la production de cytokines. Enfin, en plus de confirmer les modulations connues de certains gènes dans chaque complication de la grossesse, nous avons été en mesure d’identifier de nouveaux gènes qui n’avaient jamais été associés avec les pathologies, tels que FUT9, SLAMF7 et TGM3. En conclusion, les travaux présentés dans cette thèse démontrent que l’inflammation induite par le LPS et l’IL-1 n’a pas les mêmes effets au niveau du placenta. L’inflammation est une composante commune aux différentes complications de la grossesse et une meilleure compréhension des processus inflammatoires modulés dans chaque pathologie pourrait permettre le développement de nouvelles approches thérapeutiques. Des travaux futurs pourraient s’intéresser au potentiel prolifératif des cellules de Hofbauer et à l’investigation des nouveaux gènes identifiés par les résultats transcriptomiques. / The placenta is the central organ of pregnancy and its adequate functioning is essential to ensure term delivery without complications. Inflammation plays a key role in every step of pregnancy, from implantation to delivery. When this inflammation is unbalanced in the placenta, it can alter its functions. Inflammation can be induced by two different stimuli, either by external intervention like an infection (with Pathogen-Associated Molecular Patterns, PAMPs), or endogenously (with Damage-Associated Molecular Patterns, DAMPs). Increased inflammation is also associated with pregnancy complications and they affect 5-12% of all pregnancies and can have deleterious effects on maternal and infant health. These complications include preeclampsia (PE), preterm birth (PTB) and intrauterine growth restriction (IUGR). Even if these pathologies have different etiologies, they share a common factor that plays an essential role, inflammation. In order to better understand the role and the effects of inflammation on the human placenta and in pregnancy complications, we have evaluated the effects of classical PAMP (LPS) and DAMP (IL-1) on human placental explant model and we have realized an unbiased transcriptomic study of the placentas from each pregnancy complication. First of all, we demonstrated that LPS induced a higher production of pro-inflammatory cytokines compared to IL-1 and by inhibiting the IL-1 pathway using its antagonist (IL-1Ra), we decreased their expression and their secretion. Moreover, LPS treatment induced more cell death in the explants and proliferation of Hofbauer cells, macrophages of the placenta. Thereafter, transcriptomic study of placentas from pregnancy complications (PE, PTB and IUGR) allowed us to demonstrate that the pathologies were not clustering together based on their global gene expression compared to placentas from uncomplicated pregnancies which the majority of them were clustering together. It was possible to identify genes that were significantly modulated in each pathology and their gene ontology. We identified 198 genes common to all pregnancy complications and they were mostly related to inflammatory processes like interaction between lymphoid and non-lymphoid cells, leukocyte activation and regulation of cytokine production. Finally, in addition to confirming gene modulations previously known in each pregnancy complications, we were able to identify new genes that have never been associated with the pathologies such as FUT9, SLAMF7 and TGM3. To conclude, the work presented in this thesis show that inflammation induced by LPS and IL-1 did not have the same effect on the placenta. Inflammation is a key component to pregnancy complications and a better understanding of the inflammatory processes modulated in every pathology could help the development of new therapeutic strategies. Future work could investigate the proliferative potential of the Hofbauer cells and explore the new genes identified by the transcriptomic results.

La choroïde ou uvée, située entre la rétine et la sclérotique, est une membrane vasculaire qui tapisse la paroi de l’œil, son rôle est d’assurer l’apport en nutriment de la rétine et de l’iris. Ce tissu peut être le siège de nombreuses tumeurs, bénignes ou malignes. Le mélanome de la choroïde est la tumeur intra-oculaire la plus fréquente de l’adulte mais les facteurs de risque sont mal connus: l’exposition aux ultraviolets n’est pas clairement établi dans la genèse de la tumeur, de même que l’âge ou le sexe.L’énucléation a longtemps été considérée comme la seule option thérapeutique, mais depuis de nombreuses années, des techniques dites conservatrices de l’œil se sont développées. Des études ont montré qu’il n’y a pas de différence significative de survie entre les patients ayant subis une énucléation et les patients traités avec des méthodes conservatrices. De plus, à ce jour, aucune thérapie adjuvante n’a montré son efficacité après le traitement du mélanome oculaire primaire. En effet, malgré un traitement initial bien adapté, la moitié des patients va récidiver sur le mode métastatique. Environ 30\% des patients récidivent dans les 5 ans, ce chiffre augmente jusqu’à 50\% à 15 ans.L’œil étant dépourvu de structures lymphatiques, la diffusion métastatique du melanome uvéal se fait par voie hématogène. Le foie est le site privilégié de développement de métastases, faisant toute la gravité du pronostic. La médiane de survie après apparition de métastases est de 2 à 6 mois en l’absence de traitement. Il peut exister de façon plus anecdotique des métastases pulmonaires, ganglionnaires, osseuses ou cutanées.Sur un plan génétique, les critères les plus fréquemment détectés pour le mélanome uvéal sont la perte du chromosome 3 et le gain du 8q. Plusieurs études montrent dans beaucoup de cas des aberrations chromosomiques non aléatoires sur les chromosomes 1, 3, 6 et 8 et que la perte du chromosome 3 et le gain du 8q sont associés significativement à une survie réduite et au développement de métastase. Plusieurs rapports suggèrent deux entités distinctes de mélanome uvéal (avec et sans monosomie du chromosome 3) qui ne peuvent pas être différenciées du fait de leur aspect clinico-pathologique similaire.Afin d’améliorer le diagnostic et le traitement du mélanome de la choroïde, nous proposons d’effectuer des analyses d’expression et du nombre de copie d’ADN de ce mélanome particulier, avec pour objectifs : l’identification des gènes liés à l’apparition de métastase pour classer les patients à haut risque afin qu’ils puissent bénéficier d’une immunothérapie adjuvante spécifique, la caractérisation de ces gènes au niveau moléculaire, et l’étude du potentiel de ces gènes en tant que cibles thérapeutiques.Dans ce manuscrit je décrirai en détail le lignage mélanocytaire afin de comprendre les particularités du mélanome de la choroïde par rapport au mélanome cutané, puis j'aborderai l'importance des approches haut débit dans l'étude des cancers et les techniques d'analyse bioinformatiques utilisées. Je présenterai ensuite les différents résultats obtenus comme la mise en évidence d'une phosphatase, PTP4A3, qui semble avoir de l'importance dans le développement métastatique du mélanome de la choroïde. / The choroid is a layer of highly vascularised tissue surrounding the eye. Choroidal blood nourishes the retinal pigment epithelium and the photoreceptors on the outer layer of the retina. Uveal melanoma occurs to the detriment of uveal melanocytes (located in the iris, ciliary body and choroid) and is the most common intraocular malignancy in adults. The etiological factors involved in the process of malignant transformation are poorly understood. There is a doubtful role of environmental factors such exposure to sunlight, age or sexe in the emergence of uveal melanoma.The management of uveal melanomas has greatly evolved, moving towards more focused and conservative treatments (such as observation, photocoagulation, thermotherapy, radiotherapy). According to literature, there is no significant difference in survival between patients treated with enucleation and those treated with conservative methods. To date, no adjuvant therapy has proven effective following the initial treatment of ocular melanoma. The metastatic pattern for uveal melanoma differs from that of skin melanoma and is usually located in the liver. About 50\% of patients will develop metastases after a median time of three years, and will ultimately die of their disease. Once the disease becomes metastatic, median survival ranges from two to six months, and only 15\% of the patients survive more than one year. Surgical resection of metastases is feasible only if occurring in limited areas. Genetic differences may be the origin of the various types of melanoma and their different features. Multivariate analyses of genomic imbalances, showed that cutaneous and uveal melanomas presnted different copy number changes. The most frequently detected imbalances in uveal melanoma is the loss of chromosome 3 and gain of 8q. Further studies revealed that most cases show non-random chromosomal aberrations of chromosomes 1, 3, 6 and 8 and that the loss of chromosome 3 and gain of 8q were significantly associated with overall survival and the development of metastases. Some reports suggested two distinct entities of uveal melanoma (with or without chromosome 3 monosomy) previously unrecognized because of their similar clinicopathological features. In order to improve diagnosis and treatment of uveal melanoma, we propose to perform transcriptome and DNA copy number analysis with following objectives : identify genes linked to metastasis behaviour to identify high risk patients who could take advantage of specific adjuvant therapy ; characterize these genes at molecular level ; study if these genes could be powerful therapeutic target.In this thesis, I will describe the melanocyte lineage in order to understand differences observed between cutaneous and uveal melanoma, then I will discuss the importance of high-throughput approaches in the study of cancer and bioinformatics analysis techniques used. I will finally present the different results as the significance of a phosphatase, PTP4A3, which seems to be relevant in metastatic behaviour in uveal melanoma.

Les nématodes à galles (RKN) du genre Meloidogyne spp. sont des parasites obligatoires des plantes qui induisent la formation d’un site nourricier spécialisé au sein des racines. Mon projet de thèse a pour objectif d’identifier des gènes spécifiques de ces nématodes qui sont impliqués dans le parasitisme en se focalisant sur des protéines sécrétées ou effecteurs. La technologie de séquençage Illumina a été utilisée pour comparer les transcriptomes de M. incognita au cours de son cycle de vie. A partir de 307 gènes surexprimés dans -au moins- un stade du cycle de vie, nous avons sélectionné 14 candidats d’effecteurs. Des expériences de RT-qPCR, d’hybridation in situ et d’ARN interférence ont permis de confirmer le profil d’expression, de localiser l’expression des effecteurs et d’étudier leur rôle dans la pathogénicité. Ce travail a permis de démontrer le rôle important d’une petite protéine, MiSCR1, dans les stades précoces du parasitisme. Parallèlement, nous avons réalisé l’assemblage de novo du transcriptome de M. enterolobii, qui représente une nouvelle menace pour l’agriculture mondiale du fait de sa capacité à se reproduire sur la majorité des plantes résistantes aux autres RKN. Les premières comparaisons avec d'autres RKN nous ont permis d'identifier, non seulement des effecteurs en commun, mais aussi ceux qui sont spécifiques à certaines espèces de RKN et qui pourraient expliquer des différences de gamme d'hôtes. En conclusion, les analyses de transcriptomes de RKN ont permis de caractériser des nouveaux effecteurs candidats impliqués dans la pathogénicité, et d’apporter de nouvelles connaissances pour le développement de méthodes de lutte contre ces bioagresseurs / Root-knot nematodes (RKN) are obligate endoparasites that maintain a biotrophic relationship with their hosts inducing specialized feeding cells. My PhD project aims to identify RKN genes specifically involved in plant parasitism with an emphasis on genes encoding new secreted proteins, named effectors. Using Illumina RNA-seq technologies, we compared transcriptomes of Meloidogyne incognita during its life cycle. From 307 genes over-expressed at -at least- one stage of the life cycle, we selected 14 effector candidates. RT-qPCR, in situ hybridisation and siRNA soaking experiments were carried out to confirm their expression profile, localize the spatial expression of these candidates in the nematode and to study their role in pathogenicity. The silencing of the dorsal gland specific-Minc18876 gene and its paralogues resulted in a significant, reproducible decrease in the number of egg masses, demonstrating a potentially important role for the small cysteine-rich effector, MiSCR1, it encodes in early stages of giant cell formation. In parallel, we perform a de novo assembly of M. enterolobii transcriptome. This RKN species represents a new threat for the agriculture worldwide because of its ability to reproduce on the majority of known RKN-resistant plants. First comparisons with others RKN allowed us to identify, not only the common set of effectors, but also those specific to some RKN species and possibly involved in host range differences. In conclusion, the transcriptome profiling of RKNs allowed the characterisation of new candidate effectors involved in the plant pathogenicity, and provided a better knowledge for the development of new methods to control these pests

La communication intercellulaire est à la base de l'organisation d'ordre supérieur observée dans les tissus, les organes et l'organisme. Comprendre la communication intercellulaire et ses mécanismes sous-jacents qui sont impliqués dans le cancer est essentiel. Le microenvironnement des tumeurs du sein est composé d'une grande diversité cellulaire, telle que les cellules endothéliales, stromales ou immunitaires, qui peuvent influencer la progression tumorale ainsi que la réponse au traitement. Parmi les différentes populations de cellules immunitaires, les sous-populations de cellules dendritiques (DCs) intègrent les signaux du microenvironnement puis joue un rôle critique en orchestrant le développement d’une réponse immunitaire spécifique par activation des lymphocytes T. Cependant, les différentes fonctions de ces sous-populations et leurs interactions au sein du microenvironnement tumoral restent mal décrites. L’objectif principal de ma thèse a été de comprendre l'impact du microenvironnement tumorale du sein sur les sous-populations de DCs par analyse systémique. Nous avons utilisé le séquençage de l'ARN pour analyser systématiquement les transcriptomes des pré-DC plasmacytoïdes infiltrant les tumeurs (pDC), les populations cellulaires enrichies pour les DC classiques de type 1 (cDC1e), les DC classiques de type 2, les DC CD14+ et les monocytes-macrophages chez des patientes atteintes de cancer primitif du sein luminal et cancer du sein triple négatif. Nous avons constaté que la reprogrammation transcriptionnelle des cellules présentatrices d’antigène infiltrant la tumeur est spécifique à un sous-ensemble. Ces résultats suggèrent une interaction complexe entre l'ontogenèse et l'empreinte tissulaire dans le conditionnement de la diversité des DCs et de leur fonction dans le cancer.En second lieu, j'ai cherché à étudier les communications intercellulaires afin de comprendre comment les cellules intègrent les signaux de leur environnement. Nous avons développé ICELLNET, un outil pour reconstruire les réseaux de communication intercellulaires. Cette méthode quantitative originale, intégrant les interactions ligand-récepteur et l'expression génique spécifique à un type cellulaire, peut être appliquée automatiquement à tous profils transcriptomiques de population cellulaire, que ce soit dans divers contextes pathologiques ou d’autres domaines de la biologie. / Cell-to-cell communication is at the basis of the higher order organisation observed in tissues, organs, and organism. Understanding cell-to-cell communication, and its underlying mechanisms that drive the development of cancer is essential. Breast tumor microenvironment (TME) is composed of a great cellular diversity, such as endothelial, stromal or immune cells that can influence tumor progression as well as its response to treatment. Among the different immune cell populations, dendritic cells (DCs) subsets integrate signals from their microenvironment and are subsequently essential in orchestrating specific immune response through T cell activation. However, the differential function of these subsets, and their interactions within the TME remain poorly described. My main thesis objective was to understand the impact of the breast TME on DC subsets using systems-level analysis. We used RNA sequencing to systematically analyze the transcriptomes of tumor-infiltrating plasmacytoid pre-DCs (pDCs), cell populations enriched for type 1 classical DCs (cDC1e), type 2 classical DCs (cDC2s), CD14+DCs, and monocytes-macrophages from human primary luminal breast cancer and triple-negative breast cancer. We found that transcriptional reprogramming of tumor-infiltrating antigen-presenting cells is subset-specific. These results suggest a complex interplay between ontogeny and tissue imprinting in conditioning DC diversity and function in cancer.As a second objective, I aimed at studying the cellular communications in order to understand how cells integrate signals from their environment. I developed ICELLNET, a tool to reconstruct intercellular communication networks. This original quantitative method, integrating ligand-receptor interactions and cell type specific gene expression, can be automatically applied to any cell population level transcriptomic profile opening perspectives of application in several disease contexts and biology fields.

Les levures oléagineuses ascomycètes font partie des productrices de lipides les plus connus de notre époque. Elles peuvent produire des lipides, des molécules chimiques dérivées et des acides organiques à partir de sucres simples ou complexes. Nous avons choisi les levures du genre Blastobotrys afin de définir un nouvel organisme modèle pour la production d'acides gras et de lipides, car ces levures sont capables de synthétiser et de stocker naturellement 15 à 25% de lipides dans leur biomasse sèche à partir de glucose et xylose, soit plus que Yarrowia. lipolytica dans les mêmes conditions. La plupart des études d'ingénierie métabolique connues ont utilisé les levures du genre Blastobotrys dans une logique de production de molécules différentes des lipides. Nous avons caractérisé les traits oléagineux de deux souches appartenant à deux espèces du genre Blastobotrys, en utilisant comme substrats du glucose, xylose, glycérol, fructose, cellobiose, saccharose, galactose avec un rapport C/N de 60. La plus forte production de lipides vient du cellobiose (35%) et du glucose (32%).Ensuite, afin de mieux comprendre le métabolisme des lipides des levures du genre Blastobotrys, nous avons exploré l'effet de la température sur leur physiologie, production de lipides et le profil lipidique en utilisant un milieu YNB contenant 30 g/L de glucose. Nous n'avons pas trouvé de différence marquée de transition de formes entre les formes hyphes et les levures en milieu YNB sous l’effet de quatre températures (28°C, 37°C, 42°C, 45°C), mais la production des lipides est favorisée à 28°C et le C18:1 est l'acide gras le plus abondant dans le profil lipidique. Nous avons transformé avec succès l’espèce B. raffinosifermentans grâce au système Xplor2. Nous avons pu augmenter l'accumulation de lipides en sur-exprimant deux diacylglycérol acyltransférase endogènes, DGA1 et DGA2. Le niveau d’expression élevé de DGA1 dans nos mutants n’est pas corrélé à une production élevée de lipides alors que celui de DGA2 l’est. Notre meilleure souche, dérivée de la souche parentale G1212, a produit 26,5% de lipides à partir de 30 g/L de glucose en culture en flasque. Ce travail représente l’une des premières ingénieries métaboliques de souches de Blastobotrys pour la production de lipides. Ce sont donc des levures oléagineuses comme Y. lipolytica avec un potentiel biotechnologique avéré. / Ascomycetous oleaginous yeasts are among the highest known producers of lipids of our era that may supply lipids compounds, derived chemicals and organic acids from simple or complex carbon sources. We chose oleaginous yeasts species of Blastobotrys genus for defining a new model organism for fatty acid production and lipids, because these oleaginous yeasts natively produce higher lipids rate than Yarrowia lipolytica in the same conditions and can metabolize glucose and xylose. Most of the metabolic engineering studies on these yeast species focused on other molecules compounds than lipids. We characterized the oleaginous traits of two strains belonging to two different species of genus Blastobotrys, using glucose, xylose, glycerol, fructose, cellobiose, sucrose, galactose, starch and oleic acid as substrates with a C/N ratio of 60. We found the higher lipid production (35%) on cellobiose and glucose (32%).Next, in order to further understand the lipid metabolism in Blastobotrys, we explored the effect of temperature on cell physiology, lipid production and lipid profile using YNB medium with 30 g/L glucose. No markedly transition were found from the hyphae to budding form or reversely on YNB medium under four temperatures (28°C, 37°C, 42°C, 45°C). The lipids production is favored at 28°C and C18:1 is the most abundant fatty acid in the lipid profile. We successfully transformed the yeast species B. raffinosifermentans using the Xplor2 system. We increased lipid accumulation by over-expressing two native diacylglycerol acyltransferase genes, DGA1 and DGA2. Our best strain, derived from the parental strain G1212, produced 26.5 g/L lipid from 30g/L glucose in shake-flask experiments. This strain also produced citric acid like Y. lipolytica. We didn’t find significant overall elevated expression in lipid synthesis pathway for DGA1 gene when lipid production was favored on contrary to DGA2 gene. This work represents one of the first metabolic engineering of B. adeninivorans for lipid production.

Le mélanome malin (MM) est un cancer très réfractaire aux thérapies anticancéreuses, dont les vincalcaloïdes (VAs). Afin d'étudier le rôle de la GSTM1 (glutathion S-transférase 1) et la MRP1 (multidrug resistance protein 1) dans la résistance acquise du MM aux VAs, nous avons établi 4 modèles cellulaires de résistance à la vincristine (CAL1R-VCR), à la vindésine (CAL1R-VDS), à la vinorelbine (CAL1R-VRB) et à la vinflunine (CAL1R-VFL), par exposition continue de cellules du MM (CAL1-wt), pendant un an, à ces anticancéreux. L'expression d'ne GSTM1 fonctionnelle est spécifiquement observée (RT-PCR, western blot, activité GST totale) dans les cellules résistantes. Le curcumin (inhibiteur de GSTM1), la BSO (inhibiteur de synthèse de glutathion) et le MK571 (inhibiteur de MRP1), réduisent considérablement le résistance acquise à la VCR et à la VDS mais pas à la VRB ou à la VFL. Toutefois, tous ces VAs réduisent spécifiquement l'activité GSTM1. Ces données montrent l'implication différentielle de GSTM1 et MRP1 dans la résistance aux VAs. Pour déterminer les mécanismes moléculaires de cette chimiorésistance, nous avons réalisé une étude pangénomique (biopuces Affymetrix HG-U133 Plus 2.00) sur les lignées CAL1 (wt et R). Le regroupement hiérarchique (par Cluster et TreeView) des données des puces a révélé une similarité entre les profils d'expression génique de CAL1R-VRB et CAL1-wt mais aussi entre ceux de CAL1R-VCR et CAL1R-VDS. L'analyse bioinformatique (par IPA) des transcrits les plus différemment exprimés entre les lignées cellulaires, a mis en évidence 6 réseaux géniques connus pour leur rôle dans la chimiorésistance tumorale. Le programme FatiGO a révélé 3 termes biologiques sur-représentés (> 60%) dans CAL1R (ribosome, filaments intermédiaires du cytosquelette, récepteurs olfactifs) tandis que l'étude fonctionnelle (invalidation génique par siRNA, test de viabilité) de GPR143, KIT et SLC45A2 (gènes interagissant avec NF-κB et CCND1 (facteurs de la chimiorésistance tumorale), très exprimés dans CAL1-wt et muets dans CAL1R) a montré la faible tendance des deux premiers à être impliqués dans la résistance aux VAs. / Malignant melanoma (MM) is a very refractory tumor to anticancer therapies, including vinca alkaloïds (VAs). To investigate the role of GSTM1 (glutathione S-transferase μ1) and MRP1 (multidrug resistance protein 1) in MM acquired resistance to VAs, we established 4 cellular models of resistance to vincristine (CAL1R-VCR), to vindesine (CAL1R-VDS), to vinorelbine (CAL1R-VRB) and to vinflunine (CAL1R-VFL), by continuous exposure of MM cells (CAL1-wt), for one year, to these anticancer agents. The expression of a functional GSTM1 is specifically observed (RT-PCR, western blot, total GST activity) in resistant cells. Curcumin (GSTM1 inhibitor), BSO (glutathione synthesis inhibitor) and MK571 (MRP1 inhibitor), considerably reduce the acquired resistance to VCR and VDS but not that to VRB or VFL. However, all these VAs specifically reduce GSTM1 activity. These data show the differential involvement of GSTM1 and MRP1 in resistance to VAs. To determine the molecular mechanisms of this chemoresistance, we performed a pangenomic study (Affymetrix HG-U133 Plus 2.00 microarrays) on the CAL1 lines (wt and R). The hierarchical clustering (by Cluster and TreeView) of array data revealed a similarity between the gene expression profiles of CAL1R-VRB and CAL1-wt, but also between those of CAL1R-VCR and CAL1R-VDS. The bioinformatic analysis (by IPA) of the most differentially expressed transcripts between cell lines, highlighted 6 gene networks known for their role in tumor chemoresistance. FatiGO program revealed 3 biological terms overrepresented (>60%) in CAL1R (ribosome, intermediate filaments of cytoskeleton, olfactory receptors), while functional study (gene invalidation by siRNA, viability test) of GPR143, KIT and SLC45A2 (genes interacting with NF-kB and CCND1 (tumor chemoresistance factors), highly expressed in CAL1-wt and mute in CAL1R) showed the weak trend of the two formers to be involved in resistance to VAs.