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In developmental biology, the study of model organisms aims for theunderstanding of genetic mechanisms responsible of morphogenesis. Today,fluorescent confocal microscopy is a means for in vivo imaging of developingorganisms at cell level with a high spatio-temporal resolution. To handle such3D+t image sequences, adapted computer-assisted methods are highlydesirable.In this thesis, we build dedicated tools for the study of two developingorganisms, the ascidian Phallusia mammillata's embryo and the Arabidopsisthaliana's floral meristem.We first develop a method for segmentation comparison adapted to developingorganism epithelial tissue images. This tool is then used to validate our secondcontribution that is about the development of a cell membranes detection andreconstruction tool for cell shape segmentation process applied to ascidian andarabidopsis images.We then use the previously introduced membrane detection tool to build aninter-individual spatial registration strategy applied to ascidian embryo images.Finally, we develop an inter-individual spatio-temporal registration strategyapplied to 3D image sequences of arabidopsis floral meristems; En biologie développementale, l'étude d'organismes modèles vise à comprendreles mécanismes génétiques responsables de la morphogenèse chez le vivant. Lamicroscopie confocale à fluorescence permet aujourd'hui d'observer in vivo àl'échelle de la cellule et avec une haute fréquence temporelle le développementd'organismes. Les séquences d'images 3D+t ainsi obtenues nécessitent d'avoirdes outils de traitement d'images adaptés.Dans cette thèse, nous construisons des outils dédiés à l'étude dudéveloppement de deux organismes, l'embryon de l'ascidie Phallusiamammillata et le bouton floral d'Arabidopsis thaliana.Nous développons d'abord une méthode de comparaison de segmentationsadaptée aux images de tissus épithéliaux d'organismes en développement.Nous nous appuyons sur cet outil pour valider notre seconde contribution quiporte sur la mise en place d'un outil de détection et de reconstruction demembranes cellulaires conçu afin de procéder à la segmentation de cellulesdans les images d'ascidies et d'arabidopsis.Nous utilisons ensuite l'outil de segmentation de membranes précédemmentintroduit pour construire une stratégie de recalage spatial inter-individusappliquée aux embryons d'ascidies. Enfin, nous élaborons une stratégie derecalage spatio-temporel inter-individus appliquée à des séquences d'images 3Dde méristèmes floraux

In developmental biology, the study of model organisms aims for theunderstanding of genetic mechanisms responsible of morphogenesis. Today,fluorescent confocal microscopy is a means for in vivo imaging of developingorganisms at cell level with a high spatio-temporal resolution. To handle such3D+t image sequences, adapted computer-assisted methods are highlydesirable.In this thesis, we build dedicated tools for the study of two developingorganisms, the ascidian Phallusia mammillata's embryo and the Arabidopsisthaliana's floral meristem.We first develop a method for segmentation comparison adapted to developingorganism epithelial tissue images. This tool is then used to validate our secondcontribution that is about the development of a cell membranes detection andreconstruction tool for cell shape segmentation process applied to ascidian andarabidopsis images.We then use the previously introduced membrane detection tool to build aninter-individual spatial registration strategy applied to ascidian embryo images.Finally, we develop an inter-individual spatio-temporal registration strategyapplied to 3D image sequences of arabidopsis floral meristems, En biologie développementale, l'étude d'organismes modèles vise à comprendreles mécanismes génétiques responsables de la morphogenèse chez le vivant. Lamicroscopie confocale à fluorescence permet aujourd'hui d'observer in vivo àl'échelle de la cellule et avec une haute fréquence temporelle le développementd'organismes. Les séquences d'images 3D+t ainsi obtenues nécessitent d'avoirdes outils de traitement d'images adaptés.Dans cette thèse, nous construisons des outils dédiés à l'étude dudéveloppement de deux organismes, l'embryon de l'ascidie Phallusiamammillata et le bouton floral d'Arabidopsis thaliana.Nous développons d'abord une méthode de comparaison de segmentationsadaptée aux images de tissus épithéliaux d'organismes en développement.Nous nous appuyons sur cet outil pour valider notre seconde contribution quiporte sur la mise en place d'un outil de détection et de reconstruction demembranes cellulaires conçu afin de procéder à la segmentation de cellulesdans les images d'ascidies et d'arabidopsis.Nous utilisons ensuite l'outil de segmentation de membranes précédemmentintroduit pour construire une stratégie de recalage spatial inter-individusappliquée aux embryons d'ascidies. Enfin, nous élaborons une stratégie derecalage spatio-temporel inter-individus appliquée à des séquences d'images 3Dde méristèmes floraux

During my thesis study, I was involved in functional studies to demonstrate that p120-RasGAP, a GTPase-activating-protein (GAP), is a cytoplasmic mediator of the ephrin-mediated ERK attenuation. To confirm this notion, I conducted a co-immunoprecipitation experiment and demonstrated that p120-RasGAP associates with an ephrin receptor, Eph3, when the latter is activated by an ephrin ligand in ascidian embryos. These results strongly indicate that FGF and ephrin signals converge at the level of Ras and control its activity antagonistically. Following this finding, I looked for other cell fate specification events controlled by the antagonism between ephrin and FGF signals. In ascidian embryos, FGF signals are known to induce neural fates in ectodermal cells which otherwise adopt epidermal fates. Ascidian neural induction takes place at the 32-cell stage, resulting in specification of specific four cells as ERK1/2-active neural precursors among 16 ectodermal cells. I was able to demonstrate that ephrin/Eph/RasGAP signals counterbalance FGF neural inducing signals to generate the ON-OFF response of ERK activation among the ectodermal cells. Finally, in collaboration with a PhD student in Dr. Mike Levine’s lab (UC Berkeley), the antagonism between ephrin and FGF signals plays a role in regionalisation of the neural plate along the anterior-posterior axis., Durant ma thèse, j’ai participé à une étude fonctionnelle qui a démontré que p120-RasGAP, une protéine appartenant à la famille GAP (GTPase-activating protein), est le médiateur cytoplasmique de l’éphrine lors de l’atténuation d’ERK1/2. Pour confirmer cela, j’ai réalisé une expérience de co-immunoprécipitation et j’ai démontré que p120-RasGAP s’associe au récepteur de l’éphrine, Eph3, quand celui-ci est activé par un ligand éphrine. Ce résultat indique fortement que les signaux FGF et éphrine convergent au niveau de Ras et qu’ils contrôlent de manière antagoniste son activité. Dès lors, j’ai analysé les autres événements de spécification cellulaire impliquant l’antagonisme FGF/éphrine. Chez l’embryon d’ascidie, le signal FGF est décrit comme inducteur du destin neural dans les cellules ectodermiques qui, en absence du signal FGF, adoptent le destin épidermique. L’induction neurale des ascidies a lieu au stade 32 cellules et se traduit par la spécification de quatre précurseurs neuraux (ERK+) parmi les 16 cellules ectodermiques. J’ai démontré que le signal éphrine/Eph/RasGAP antagonise le signal FGF pour générer une activation d’ERK1/2 de type tout ou rien parmi les cellules ectodermiques. Enfin, en collaboration avec Philip Abitua, doctorant dans le laboratoire du Dr. Mike Levine (UC Berkeley), nous démontrons que l’antagonisme entre les signaux éphrine et FGF est impliqué dans la régionalisation antéro-postérieure de la plaque neurale