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National audience; Introduction : L'azoospermie, définie par l'absence de spermatozoïdes dans l’éjaculat, affecte environ 1% des hommes. On définit 2 types d’azoospermie : l’obstructive, par blocage des voies éjaculatrices, et la non-obstructive (NOA), par défaut de la spermatogenèse. Les causes génétiques connues à l’origine des NOA sont le syndrome de Klinefelter, les microdélétions du chromosome Y, et les remaniements chromosomiques (20% des NOA). Différents phénotypes de NOA existent dont l’arrêt de maturation testiculaire dans environ 5% des cas où des délétions du gène TEX11 ont été décrites comme récurrentes. L’objectif de ce travail est de savoir si d’autres CNVs pourraient à l’origine d’arrêt de maturation. Matériel et méthode : Une cohorte de 20 patients, avec caryotype normal et sans microdélétion du chromosome Y, ont été inclus dans cette étude. Une puce Agilent Genetisure 400k CGH+SNP a été utilisée. Résultats : Au total, 989 CNVs ont été identifiés (49 ± 12 par patient). Après élimination des CNVs dus aux variations de l’ADN de référence et les CNVs récurrents, 236 CNVs ont alors été retenus, dont 56 nullosomies et 180 CNVs hétérozygotes. Parmi les nullosomies, deux gènes surexprimés dans les testicules ont été identifiés, dont un pour lequel l’invalidation chez la souris induit un arrêt de maturation. Aucune délétion du gène TEX11 n’a été identifiée. Discussion-Conclusion : Les résultats obtenus dans cette étude, en cours de validation, suggèrent un rôle des CNVs dans le phénotype d’arrêt de maturation chez les patients NOA. Les délétions homozygotes ou nullosomies pourraient entrainer la perte de l’expression de gènes candidats responsables de l’arrêt méiotique chez certains patients et les délétions hétérozygotes, pourraient être des facteurs de prédisposition à l’apparition d’un blocage méiotique. A noter la présence dans notre cohorte de 6 patients sur 20 consanguins.

Clinical microbiology is experiencing the emergence of the syndromic approach of diagnosis. This paradigm shift will require innovative technologies to detect rapidly, and in a single sample, multiple pathogens associated with an infectious disease. Here, we report on a multiplex technology based on DNA-microarray that allows detecting and discriminating 11 bacteria implicated in respiratory tract infection. The process requires a PCR amplification of bacterial 16S rDNA, a 30 min hybridization step on species-specific oligoprobes covalently linked on dendrimers coated glass slides (DendriChips&reg, ) and a reading of the slides by a dedicated laser scanner. A diagnostic result is delivered in about 4 h as a predictive value of presence/absence of pathogens using a decision algorithm based on machine-learning method, which was constructed from hybridization profiles of known bacterial and clinical isolated samples and which can be regularly enriched with hybridization profiles from clinical samples. We demonstrated that our technology converged in more than 95% of cases with the microbiological culture for bacteria detection and identification.

La sélection génomique repose sur l’évaluation des valeurs génétiques des candidats à la sélection par un « score moléculaire » calculé d’après leurs génotypes en un très grand nombre de marqueurs de l’ADN. Dans une première étape, les effets des marqueurs sont estimés sur une population de référence génotypée et phénotypée pour les caractères à améliorer. La table des valeurs génotypiques ainsi établie est utilisée pour calculer les valeurs génétiques des candidats au cours des générations suivantes, qui peuvent alors n’être que génotypées. En quelques années, cette stratégie a été mise en place chez les bovins laitiers. Les opérateurs de la sélection dans les autres filières animales ont assisté à cette révolution et se posent légitimement la question de l’intérêt pour eux d’entrer dans cette démarche. La disponibilité d’une puce « poule » de 600k SNP permet d’ores et déjà d’appliquer une sélection génomique dans les filières poule pondeuse et poulet de chair. Pour les autres espèces avicoles, les outils de génotypage à haut débit sont en cours de développement. Quelle que soit l’espèce, trois composantes du progrès génétique peuvent être améliorées. L’intensité de sélection peut être augmentée pour les caractères non mesurables en routine (qualités des produits, efficacité alimentaire, résistance aux maladies). La précision des valeurs génétiques peut être augmentée, notamment pour les mâles dans le cas des caractères exprimés uniquement par les femelles. Enfin, l’intervalle de génération peut être diminué grâce à une évaluation précoce des candidats, notamment en sélection des poules pondeuses. Par ailleurs, l’évaluation génomique offre pour la première fois la possibilité de sélectionner des individus de race pure de l’étage de sélection pour leur valeur en croisement et dans le milieu de production. Les coûts de mise en oeuvre de la sélection génomique sont élevés, en raison de la taille de la population de référence nécessaire à une évaluation précise, du nombre élevé de candidats à génotyper et de la variété des populations à sélectionner. Toutefois, chez les volailles, l’énorme diffusion des reproducteurs pourrait permettre de compenser ces coûts., Genomic selection is based on an evaluation of the genetic values of the candidates for selection through a «molecular score» calculated from their genotypes for a great number of DNA markers. A first step consists in estimating the effects of the markers on a reference population that has been genotyped and phenotyped for the traits that need improving. The establishment of this table of genotypic values allows for the calculation of the genetic values of the candidates in the subsequent generations, for which genotyping might then prove sufficient. This strategy was implemented in dairy cattle in just a few years. The operators in charge of selection in the other animal production sectors have witnessed this change and hence legitimately regard this approach as useful input for them. The existence of a 600k SNP chip for the chicken now allows for the application of genomic selection in layers and broilers. Tools for high-throughput genotyping in other poultry species are being developed. There are three components of genetic progress that can be improved, regardless of the species. First, selection intensity can be increased for traits non-measurable in routine (product quality, feed efficiency, resistance to diseases). Then, the accuracy of genetic values can be improved, especially for males whenever traits are expressed by females only. Finally, the generation interval can be reduced through early evaluation of candidates (egg production). What is more, genomic evaluation provides, for the first time, the opportunity to select pure-bred individuals from the selection nucleus for their usefulness in crossbreeding and production. The implementation costs of genomic selection are quite high. This is due to the size of the reference population needed for accurate evaluation, the huge number of genotyping operations to be carried out on candidates and the great diversity of populations to be selected. However, use of large numbers of breeding animals in the poultry industry could help counterbalance these costs.

De nos jours, lors de la publication de résultats, il est nécessaire de rendre public les éventuelles données de séquençage générées. Si un faible nombre d’irréductibles continuent à ne fournir les données que sur demande, les bonnes pratiques poussent à les déposer dans des bases de données librement accessibles. Quatre grandes bases de données de séquençage existent : les états-uniennes GEO et SRA du NCBI, et les européennes ArrayExpress et ENA de l'EMBL-EBI. Avant une petite visite rapide, précisons que ces bases de données sont gratuites tant pour le dépôt qu'en accès aux données disponibles, et qu'elles rendent donc un service très utile à la communauté scientifique.

International audience; Summer droughts are likely to increase in frequency and intensity across Europe, yet long-lived trees may have a limited ability to tolerate drought. It is therefore critical that we improve our understanding of phenotypic plasticity to drought in natural populations for ecologically and economically important trees such as Populus nigra L. A common garden experiment was conducted using ∼500 wild P. nigra trees, collected from 11 river populations across Europe. Phenotypic variation was found across the collection, with southern genotypes from Spain and France characterized by small leaves and limited biomass production. To examine the relationship between phenotypic variation and drought tolerance, six genotypes with contrasting leaf morphologies were subjected to a water deficit experiment. ‘North eastern’ genotypes were collected at wet sites and responded to water deficit with reduced biomass growth, slow stomatal closure and reduced water use efficiency (WUE) assessed by Δ13C. In contrast, ‘southern’ genotypes originating from arid sites showed rapid stomatal closure, improved WUE and limited leaf loss. Transcriptome analyses of a genotype from Spain (Sp2, originating from an arid site) and another from northern Italy (Ita, originating from a wet site) revealed dramatic differences in gene expression response to water deficit. Transcripts controlling leaf development and stomatal patterning, including SPCH, ANT, ER, AS1, AS2, PHB, CLV1, ERL1–3 and TMM, were down-regulated in Ita but not in Sp2 in response to drought.

Staphylococcus xylosus est couramment utilisé comme ferment dans les produits carnés pour son rôle dans le développement de la flaveur et de la couleur. Beaucoup de propriétés technologiques ont été caractérisées in vitro. Cependant, les mécanismes moléculaires mis en place par cette bactérie pour s’adapter à une matrice carnée et aux composés nitrosés, fréquemment ajoutés dans ces produits, étaient méconnus. Pour identifier ces mécanismes, des approches de transcriptomique globale ont été mises en œuvre. S. xylosus survit dans un modèle viande en modulant l’expression de 55 % de ses gènes. Il surexprime des gènes codant des protéines impliqués dans le catabolisme du glucose et du gluconate et des gènes codant des peptidases. En parallèle, il sous exprime de nombreux gènes impliqués dans la synthèse des acides aminés probablement en raison de leur disponibilité dans le modèle viande. Le modèle viande est un milieu riche en divers substrats et la bactérie pourrait adapter sa physiologie via les régulateurs transcriptionnels CcpA et CodY. S. xylosus répond au sel ajouté au modèle viande en surexprimant des gènes impliqués dans des mécanismes d’osmoprotection, d’extrusion de Na + et de protons. S. xylosus répond aux composés nitrosés dans le modèle viande en modulant 24 % de son génome. Ces composés nitrosés génèrent un stress nitrosant et S. xylosus répond à ce stress par la surexpression de gènes impliqués dans l’homéostasie du fer via la dérépression du régulateur Fur. S. xylosus surexprime aussi des gènes codant des enzymes antioxydants via la dérépression du régulateur PerR. De plus, il surexprime des gènes impliqués dans la réparation de l’ADN et des protéines. La viande est un aliment riche en fer hémique et non hémique. Ainsi, S. xylosus est capable d’acquérir du fer à partir de ferritine, de transferrine et potentiellement des hémoprotéines. La ferritine est une source préférentielle de fer pour S. xylosus. Un opéron codant potentiellement un complexe membranaire impliqué dans des réactions d’oxydo-réduction a été identifié. Un mutant de délétion/insertion dans le premier gène de l’opéron confirme que ce système pourrait jouer un rôle dans l’acquisition du fer de la ferritine chez S. xylosus. Cette étude révèle un changement global dans l’expression des gènes de S. xylosus dans un modèle viande, elle souligne la capacité de S. xylosus à s’adapter à un stress osmotique ou nitrosant et elle caractérise pour la première fois la capacité d’un staphylocoque à utiliser du fer de la ferritine., Staphylococcus xylosus is used as starter culture in meat product for its role in the development of flavor and color. S. xylosus is characterized for its technological properties in vitro. However, the molecular mechanisms for its adaptation in meat with or without nitrate and nitrite, frequently added in meat product, remained unknown. Global transcriptomic approaches were carried out to determine the molecular mechanisms. S. xylosus modulated the expression of 55 % of the genes to survive in a meat model. Many genes encoding proteins involved in glucose and gluconate catabolisms and peptidases were up expressed. In parallel, a lot of genes involved in amino acids synthesis were down regulated, probably due to their availability in the meat model. The meat model is a rich medium composed of various substrates and S. xylosus adapted its physiology through the transcriptional regulators CcpA and CodY. Finally, it responded to salt added in the meat model in overexpressing genes involved in mechanisms of osmoprotection, Na + and H + extrusion. S. xylosus modulated the expression of 24 % of the genes in presence of nitroso compounds in the meat model. These compounds generated a nitrosative stress. S. xylosus responded to this stress by over expressing genes involved in iron homeostasis through the derepression of the regulator Fur. It over expressed also genes encoding antioxidant enzymes through the derepression of the regulator PerR. Moreover, it over expressed genes involved in DNA and proteins repairs. Meat is rich in hemic and non-hemic iron. S. xylosus is able to grow in presence of ferritin, transferrin and potentially hemoproteins. Ferritin is one of preferential iron sources. An operon encoding potentially a membranous complex involved in oxydo-reduction reactions has been identified. A strain defective in the first gene of the operon confirmed that this complex could contribute to the iron acquisition from ferritin. This study revealed a global change in the gene expression of S. xylosus in the meat model; it highlighted ability of S. xylosus to mitigate nitrosative or osmotic stress, it characterised for the first time the capacity of a Staphylococcus to acquire ferritin-iron.

A "nanonet", acronym for "NANOstructured NETwork", is defined as a network of one-dimensional nanostructures with high aspect ratio and randomly oriented on a substrate. In this work, a comprehensive study of nanonets based on silicon nanowires is presented for integration into DNA sensors. First, a simple method for the network fabrication has been developed in order to obtain homogeneous and reproducible nanonets. Then, the nanowire surface has been functionalized, so that the DNA hybridization detection is possible by fluorescence. The elaborated sensors exhibit excellent selectivity and a better sensitivity limit than planar substrates. The electrical properties of the silicon nanonets have also been investigated which resulted in the description of the conduction mechanisms of these networks. It has been shown that the electrical behaviour of such structures is ruled by the numerous nanowire-nanowire junctions and follows the electrical percolation theory. Moreover, an optimization procedure of these junctions has allowed stabilizing the electrical properties of silicon nanonets.Therefore, these networks have attractive characteristics which arise from the individual components, the nanowires with a high specific surface, but also from the structural properties of the network itself which can be simply manipulated, at a low cost, on macroscopic scales. This work paves the way for the integration of silicon nanonets into DNA sensors based on electrical detection., Un « Nanonet », acronyme pour « NANOstructured NETwork », est défini comme un réseau de nanostructures unidimensionnelles à fort facteur de forme et aléatoirement orientées sur un substrat. Dans ce travail de thèse, une étude approfondie de nanonets à base de nanofils de silicium est présentée en vue d'une intégration dans des capteurs d'ADN. Une méthode de fabrication simple de ces réseaux a tout été d'abord développée afin d'obtenir des nanonets homogènes et reproductibles. La surface des nanofils a ensuite été fonctionnalisée afin de permettre la détection de l'hybridation de l'ADN par fluorescence. Les capteurs ainsi réalisés présentent une excellente sélectivité et une meilleure limite de sensibilité que des substrats plans. Les propriétés électriques des nanonets de silicium ont également été étudiées ce qui a mené à la description des mécanismes de conduction de ces réseaux. Ainsi, il a été démontré que le comportement électrique de ces structures est dominé par les nombreuses jonctions nanofil-nanofil et suit la théorie de la percolation électrique. De plus, une procédure d'optimisation de ces jonctions a finalement permis de stabiliser les propriétés électriques des nanonets de silicium.Ces réseaux possèdent donc des propriétés remarquables provenant des constituants individuels, les nanofils, qui présentent une surface spécifique élevée, mais également de leur structure en réseaux aléatoires offrant la possibilité de les manipuler simplement et à bas coût à l'échelle macroscopique. Ces travaux ouvrent la voie à l'intégration des nanonets de silicium dans des capteurs d'ADN reposant sur la détection électrique.

The European clam, Ruditapes decussatus is considered a high value seafood product in Southern Europe. Its production is almost based on natural recruitment, which is subject to annual fluctuations. In Portugal, two of the main production areas of this species are Ria de Aveiro and Ria Formosa Lagoons. These populations were characterized by different responses to spawning induction, which is of great interest in a context of improvement of aquaculture. The purpose of this thesis was to improve the cellular and genomic knowledge on the reproduction of R. decussatus with major applications: broodstock conditioning and gamete quality.The reproductive cycle of the two populations was histologically characterized by comparing the gonadal development, gonadal area and oocyte diameter. With the exception of the dynamics of gonadal development, which may originate in the environment, no differences concerning gametogenesis were found. cDNA libraries of oocytes, larvae and gonads were sequenced on Illumina platform, to enrich resources in reproductive Expressed Sequence Tags, and a custom oligoarray representing 51,678 assembled contigs was then designed. To characterize the transcriptomic bases of reproduction, microarray analyses were performed in four gonadal maturation stages of the two populations. Differentially expressed probes and the “N-Glycan biosynthesis” pathway, potentially involved in sperm-egg interaction, were identified, suggesting that gamete recognition can explain part of the differences in terms of spawning induction success between populations.Moreover, microarray analyses were also performed in oocytes, with the objective of identifying potential markers of oocyte quality in this species. Genes coding for chaperone proteins demonstrated to be important markers of oocyte quality, with some of them being maternal mRNAs essential for early development.The present study provides new highly valuable genomic information for the understanding of reproduction of R. decussatus and emphasizes some candidate genes like protein disulforide isomerase (PDI), Calmodulin family and caspase 8 as possible starting points for further functional studies., La palourde grise européenne, Ruditapes decussatus est un coquillage d’importance socio-économique en Europe du Sud. Sa production est basée sur le recrutement naturel, qui est sujet à de fortes fluctuations annuelles. Au Portugal, les principales zones de production de cette espèce sont les lagunes de Ria de Aveiro et Ria Formosa. Ces populations présentent des réponses différentes à l'induction de la ponte, résultat d’intérêt dans un contexte d'amélioration de la production aquacole. L'objectif de cette thèse était d'améliorer les connaissances sur la reproduction de R. decussatus en utilisant des approches génomiques et cellulaires avec pour principales applications : le conditionnement de géniteurs et la qualité des gamètes.Le cycle de reproduction de ces populations a été caractérisé par histologie pour le développement gonadique, l’aire gonadique et le diamètre de l’ovocyte. À l'exception de la dynamique de la gamétogénèse, aucune différence significative n’a été identifiée entre populations. Grâce à un effort de séquençage (Illumina) de banque d’ADNc de différents tissus/stades pour enrichir en transcrits liés à la reproduction, une puce à ADN (oligoarray) représentant 51 678 contigs a été produite et utilisée afin de caractériser les bases transcriptomiques de la reproduction de R. decussatus. Des gènes différentiellement exprimés et la voie “N-Glycan biosynthesis”, impliquées dans l'interaction spermatozoïde – ovocyte, ont été soulignés, ce qui suggère que la reconnaissance entre gamètes puisse expliquer en partie les différences de succès d'induction de ponte entre ces populations. De plus, le transcriptome d’ovocytes collectés chez 15 femelles a été analysé par puce à ADN avec pour objectif d'identifier des potentiels marqueurs de la qualité des ovocytes. Des gènes codant pour des protéines chaperonnes, dont certains caractérisés comme des ARNm maternels essentiels pour le développement précoce, sont apparus différentiellement exprimés entre ovocytes de bonne et mauvaise qualité établie sur le taux de larves D obtenu. La présente étude fournit de nouvelles informations génomiques précieuses pour la compréhension de la reproduction de cette espèce et liste des gènes candidats codant la protéine disulforide isomerase (PDI), des calmodulines et la caspase 8 comme points de départ possibles pour des études fonctionnelles. Leur implication dans les phases importantes de la reproduction comme l’interaction spermatozoïde-ovocyte, la protection de l'ovocyte, la régulation du calcium et l'apoptose ont font des marqueurs potentiels de la qualité ovocytaire de cette espèce.

The European clam, Ruditapes decussatus is considered a high value seafood product in Southern Europe. Its production is almost based on natural recruitment, which is subject to annual fluctuations. In Portugal, two of the main production areas of this species are Ria de Aveiro and Ria Formosa Lagoons. These populations were characterized by different responses to spawning induction, which is of great interest in a context of improvement of aquaculture. The purpose of this thesis was to improve the cellular and genomic knowledge on the reproduction of R. decussatus with major applications: broodstock conditioning and gamete quality.The reproductive cycle of the two populations was histologically characterized by comparing the gonadal development, gonadal area and oocyte diameter. With the exception of the dynamics of gonadal development, which may originate in the environment, no differences concerning gametogenesis were found. cDNA libraries of oocytes, larvae and gonads were sequenced on Illumina platform, to enrich resources in reproductive Expressed Sequence Tags, and a custom oligoarray representing 51,678 assembled contigs was then designed. To characterize the transcriptomic bases of reproduction, microarray analyses were performed in four gonadal maturation stages of the two populations. Differentially expressed probes and the “N-Glycan biosynthesis” pathway, potentially involved in sperm-egg interaction, were identified, suggesting that gamete recognition can explain part of the differences in terms of spawning induction success between populations.Moreover, microarray analyses were also performed in oocytes, with the objective of identifying potential markers of oocyte quality in this species. Genes coding for chaperone proteins demonstrated to be important markers of oocyte quality, with some of them being maternal mRNAs essential for early development.The present study provides new highly valuable genomic information for the understanding of reproduction of R. decussatus and emphasizes some candidate genes like protein disulforide isomerase (PDI), Calmodulin family and caspase 8 as possible starting points for further functional studies.; La palourde grise européenne, Ruditapes decussatus est un coquillage d’importance socio-économique en Europe du Sud. Sa production est basée sur le recrutement naturel, qui est sujet à de fortes fluctuations annuelles. Au Portugal, les principales zones de production de cette espèce sont les lagunes de Ria de Aveiro et Ria Formosa. Ces populations présentent des réponses différentes à l'induction de la ponte, résultat d’intérêt dans un contexte d'amélioration de la production aquacole. L'objectif de cette thèse était d'améliorer les connaissances sur la reproduction de R. decussatus en utilisant des approches génomiques et cellulaires avec pour principales applications : le conditionnement de géniteurs et la qualité des gamètes.Le cycle de reproduction de ces populations a été caractérisé par histologie pour le développement gonadique, l’aire gonadique et le diamètre de l’ovocyte. À l'exception de la dynamique de la gamétogénèse, aucune différence significative n’a été identifiée entre populations. Grâce à un effort de séquençage (Illumina) de banque d’ADNc de différents tissus/stades pour enrichir en transcrits liés à la reproduction, une puce à ADN (oligoarray) représentant 51 678 contigs a été produite et utilisée afin de caractériser les bases transcriptomiques de la reproduction de R. decussatus. Des gènes différentiellement exprimés et la voie “N-Glycan biosynthesis”, impliquées dans l'interaction spermatozoïde – ovocyte, ont été soulignés, ce qui suggère que la reconnaissance entre gamètes puisse expliquer en partie les différences de succès d'induction de ponte entre ces populations. De plus, le transcriptome d’ovocytes collectés chez 15 femelles a été analysé par puce à ADN avec pour objectif d'identifier des potentiels marqueurs de la qualité des ovocytes. Des gènes codant pour des protéines chaperonnes, dont certains caractérisés comme des ARNm maternels essentiels pour le développement précoce, sont apparus différentiellement exprimés entre ovocytes de bonne et mauvaise qualité établie sur le taux de larves D obtenu. La présente étude fournit de nouvelles informations génomiques précieuses pour la compréhension de la reproduction de cette espèce et liste des gènes candidats codant la protéine disulforide isomerase (PDI), des calmodulines et la caspase 8 comme points de départ possibles pour des études fonctionnelles. Leur implication dans les phases importantes de la reproduction comme l’interaction spermatozoïde-ovocyte, la protection de l'ovocyte, la régulation du calcium et l'apoptose ont font des marqueurs potentiels de la qualité ovocytaire de cette espèce.

Campylobacter jejuni est l’agent causal de la campylobactériose, infection bactérienne importante en santé publique. Un des vecteurs de transmission de C. jejuni pour l’humain est le poulet via la chaîne alimentaire. Les mécanismes impliqués dans colonisation caecale commensale des oiseaux par C. jejuni sont toujours peu caractérisés, bien qu’une meilleure compréhension de ces mécanismes puisse apporter des solutions pour le contrôle du pathogène à la ferme. Cette étude avait pour buts de caractériser les propriétés phénotypiques et les facteurs génétiques impliqués dans la colonisation du poulet par C. jejuni et d’identifier de nouveaux mécanismes impliqués dans cette association. Des souches, issues d’élevages conventionnels échantillonnés en 2003 et en 2008 ainsi que d’élevages biologiques, ont été caractérisées afin d’obtenir leur profil de résistance aux antibiotiques, leur autoagglutination et leur chimiotactisme. Les souches des élevages conventionnels ont de plus été caractérisées pour leur capacité à adhérer et envahir une culture primaire de cellules caecales de poulet. Une puce à ADN a été développée pour détecter la présence de 254 gènes et variants associés à la colonisation des poulets ainsi qu’à la résistance aux antibiotiques chez les souches issues d’élevages conventionnels. Les propriétés phénotypiques et la présence de certains gènes chez les souches ont par la suite été comparées. Finalement, des souches ayant des caractéristiques différentes ont été utilisées dans un modèle de colonisation du poulet pour évaluer l’efficacité d’un nouvel additif alimentaire à base d’acides organiques et d’huiles essentielles sur le contrôle de C. jejuni. Les propriétés phénotypiques des souches étaient très variées et n’étaient pas corrélées entre elles, à l’exception de l’adhésion et de l’invasion. L’analyse génétique a révélé que le contenu en gènes des souches était variable, notamment au niveau des gènes de l’enveloppe bactérienne, au flagelle, aux récepteurs du chimiotactisme et à la résistance à l’arsenic. Les souches de 2003 et de 2008 étaient semblables lorsque leur contenu en gènes ainsi que leurs propriétés phénotypiques étaient comparés. Des gènes possiblement associés à un fort ou un faible potentiel de colonisation ont été identifiés. L’additif alimentaire a diminué la contamination des carcasses bien qu’une augmentation de la colonisation intestinale ait été observée pour certaines souches. La moitié des lots de poulets d’origine biologique étaient positifs pour C. jejuni. Les souches issues de ce type d’élevage étaient peu résistantes aux antibiotiques et possédaient des phénotypes variés. Cette étude a permis de mieux définir les caractéristiques importantes de C. jejuni qui sont associées à la colonisation intestinale du poulet. Elle a établi pour la première fois au Canada la présence du pathogène dans les élevages de poulets biologiques. Cette étude fait partie des quelques études qui décrivent la présence des gènes de colonisation et de résistance aux antibiotiques dans une collection de souches issues uniquement du poulet. Elle a également remis en doute l’importance de certains gènes dans la colonisation. La caractérisation exhaustive des souches a également permis d’identifier de nouveaux gènes possiblement associés à la colonisation de poulet par C. jejuni. Finalement, elle a indiqué que l’utilisation d’un mélange d’huiles essentielles et d’acide organique encapsulés pouvait être efficace pour réduire la contamination des carcasses de poulet par C. jejuni et que son effet était souche-dépendant., Campylobacter jejuni is the bacterium responsible for campylobacteriosis. It is a human pathogen of concern for public health. One of the transmission routes of this bacteria to humans is by the food chain through poultry meat products. The mechanisms involved in the commensal caecum chicken colonization by C. jejuni are poorly characterized, despite that increasing the knowledge on these mechanisms would allow a better control of the pathogen at the farm. The objectives of this study were to characterize the phenotypic and genetic factors affecting chicken colonization by C. jejuni and to identify news mechanisms involved in this process. Isolates, recovered from chicken caecal content sampled from conventional farms in 2003 and in 2008 as well as originating from organic farms sampled in 2009, were used. All strains were characterized for their antibiotic resistance profiles (AMR), autoagglutination and chemotaxis properties. Strains originating from conventional farms were further characterized for adhesion/invasion of primary chicken caecal cells. A new microarray was created to detect the presence of 254 genes and variants, all associated with chicken colonization or AMR. An association was made between the strains phenotypic properties and their gene content. Finally, strains possessing different phenotypic and genetic properties were used in a chicken colonization model to assess the efficacy of a novel feed additive to control chicken colonization by C. jejuni. Strains had variable phenotypic properties and these properties were not correlated, with the exception of adhesion and invasion. The microarray analysis revealed that gene presence was highly variable among the strains, especially for genes involved in the bacterial envelope, the flagella, the chemotaxis receptors and arsenic resistance. The 2003 and 2008 strains had similar phenotypic and genetic properties. Some genes, present in strains possessing higher or lower chicken colonization potentials, were identified. The feed additive was successful in reducing chicken carcass contamination but it increased bacterial caecal counts for some strains. C. jejuni was isolated from half of the sampled organic farms and strains originating from this type of production had low AMR and variable phenotypic properties.

International audience; Buts de l’étudeL’objectif de ce travail est d’évaluer la prévalence de Listeria spp. dans différentes matrices alimentaires et de caractériser des isolats alimentaires et humains.Matériel et méthodesEntre 2005 et 2007, 100 échantillons alimentaires prélevés dans les marchés de Tunis ont été analysés ; cinq souches humaines de Listeria monocytogenes ont été étudiées. La caractérisation des isolats de L. monocytogenes a été réalisée par multiplex PCR sérogroupage et par électrophorèse sur gel en champ pulsé (PFGE) appliquant l’enzyme Ascl et Apal. Nous avons développé une puce à ADN afin de différencier les espèces au sein du genre Listeria.RésultatsLa prévalence de Listeria spp. dans les échantillons alimentaires a été estimée à 14 %. Deux isolats ont été identifiés L. monocytogenes et 12 L. innocua. La méthode de puce à ADN par sa précision a permis de distinguer entre les différentes espèces de Listeria spp. Les résultats étaient conformes à l’identification biochimique. Les isolats alimentaires de L. monocytogenes ont été assignés au sérogroupe IIa (sérovar 1/2a). Cependant, les isolats humains ont été assignés au sérogroupe IVb (sérovars 4b). Ces isolats ont présenté une similarité importante par PFGE. Les isolats alimentaires de L. monocytogenes ont été classés en deux pulsotypes différents. Ces pulsotypes étaient différents de celui des souches humaines.ConclusionNos résultats confirment la présence de Listeria spp. dans différentes matrices alimentaires collectées à Tunis. Des efforts supplémentaires devraient être déployés afin de prendre en considération le risque de toxi-infections alimentaires liées à L. monocytogenes et d’identifier les sources potentielles d’infection.

National audience; Les marqueurs génétiques les plus utilisés actuellement en génétique animale sont présentés, sans que soient développées dans le détail toutes les techniques mises en oeuvre. Nous distinguons les marqueurs utilisés avant la PCR (Polymerase Chain Reaction) et ceux qui sont employés depuis. Les marqueurs actuels sont également présentés en deux groupes : ceux qui sont utilisés pour une approche globale du génome et ceux que l’on emploie dans des approches ponctuelles, en distinguant la mise en évidence d’un polymorphisme et son exploitation à grande échelle. Nous évoquons enfin les SNP (Single Nucleotide Polymorphism), qui seront probablement des marqueurs très utilisés dans l’avenir grâce à la technologie des ’puces à ADN’.

This production of microsystem for label-free multi detection of biomolecules is fundamental for the realization of rapid tests dedicated to laboratory diagnosis. A viable method is requires to both address capture probes and to be associates with a sensitive analysis on multiplexed platform. In this study, the method chosen for detection on electrode is cyclic voltammetry, and ferrocene was used to modify stem-loop oligonucleotides. A strategy was developed for the electroadressing of probes on gold surface. It is performed through chemistry “click” between an alkyne and an azide. This reaction may be catalyzed by maintaining the correct potential to the electrode to form an active copper oxidation state on the surface. A first small chemical entity, containing two phosphate dithiol moieties and a hexynyl moiety was synthesized by supported chemistry and grafted on gold electrode. Thereafter, various elements were immobilized by chemistry “click”. Ferrocene derivative carrying an azide function was used to determine the optimal conditions for this chemistry. Then, this method has been exploited for the immobilization of proteins and fluorescent nanoparticles via the formation of biotin/streptavidin complex. Finally, this method allowed to electroaddress stem-loop oligonucleotids, designed as capture probes, modified by ferrocene. DNA hybridization tests were conducted in complex environments with a detection limit determined at 100 fM; La réalisation de microsystèmes de multidétection et sans marquage pour la reconnaissance de biomolécules est d'un intérêt fondamental pour la réalisation de tests rapides dédiés au diagnostic biologique. Ces développements nécessitent une méthode d'adressage des sondes de capture sur une plateforme multiplexée associée à une méthode d'analyse sensible. Dans cette étude, la méthode de détection choisie pour les tests développés sur la puce est la voltampérométrie cyclique, et le férrocène a été utilisé pour la modification de sondes oligonucléotidiques de type tige-boucle. Une stratégie d'électroadressage a été développée sur surface d'or. Elle a été réalisée via chimie « click » entre un alcyne et un azoture. Cette réaction peut être électro-catalysée en maintenant le catalyseur cuivre sous sa forme active par l'application d'un potentiel à l'électrode. Une première entité chimique de petite taille, constituée de deux groupements dithiol phosphate et d'un groupement hexynyle a été synthétisé par synthèse supportée et greffée sur électrode d'or. Par la suite, différents éléments ont été immobilisés par chimie « click ». Un dérivé ferrocène porteur d'une fonction azoture a été utilisé pour la détermination des conditions optimales de cette chimie. Puis, cette méthode a été exploitée pour l'immobilisation de nanoparticules fluorescentes et de protéines par l'intermédiaire de la formation du complexe biotine/streptavidine. Enfin, cette méthode a permis l'électroadressage de sondes de capture oligonucléotidiques de type tige-boucle, modifiées par des ferrocènes. Des tests d'hybridation ADN ont été menés en milieu complexe avec une limite de détection déterminée à 100fM

La chromatine est un système de compaction de l’ADN jouant un rôle important dans la régulation de l’expression génique. L’acétylation de la chromatine provoque un relâchement de sa structure, facilitant le recrutement de facteurs de transcription. Inversement, des complexes histones déacétylases favorisent une structure compacte, réprimant l’expression de gènes. Un complexe HDAC, Rpd3S, est recruté par l’ARN polymérase II phosphorylée sur les régions codantes transcrites. Cette activité HDAC est stimulée par la déposition de la marque H3K36me générée par l’histone méthyltransférase Set2. Par approche génomique, en utilisant comme organisme modèle Saccharomyces cerevisiae, j’ai optimisé la méthode de ChIP-chip puis démontré que les sous unités Hos2 et Set3 d’un autre complexe HDAC, Set3C, étaient recrutées sur des régions codantes de gènes transcrits. De plus, Set3C est connu pour être recruté soit par H3K4me ou par la Pol II. La suite du projet portera sur le recrutement de Set3C qui semble similaire à Rpd3S., Chromatin is a DNA compaction system and the main mecanism of gene expression regulation. Acetylation of histones loosens DNA compaction and thus facilitates the recruitment of transcription factors. By opposition, histone deacetylase (HDAC) complexes increase the compaction of chromatin and thus repress transcription. Rpd3S, a HDAC complex, is recruited to chromatin by interaction with a phosphorylated form of RNA polymerase II (Pol II) on actively transcribed genes and its activity is stimulated by the presence of the mark H3K36me mark. During my Master degree, I optimized ChIP-chip, using Saccharomyces cerevisiae as model organism, in order to investigate the localisation of two subunits (Hos2 and Set3) of another HDAC complex, Set3C. My datas demonstrate that Set3C subunits localized on actively transcribed genes, in a fashion similar to Rpd3S. Further, Set3C is known to be recruited either by Pol II or H3K4me suggesting that Set3C has a similar recruitment mechanism than Rpd3S. Future experiments in the laboratory will investigate the recruitment of Set3C.

Immune cell infiltration of expanding adipose tissue during obesity and its role in insulin resistance has been described and involves chemokines. However, studies so far have focused on a single chemokine or its receptor (especially CCL2 and CCL5) whereas redundant functions of chemokines have been described. The objective of this work was to explore the expression of chemokines in inflamed adipose tissue in obesity. Human and mouse adipocytes were analyzed for expression of chemokines in response to inflammatory signal (TNF-alpha) using microarrays and gene set enrichment analysis. Gene expression was verified by qRT-PCR. Chemokine protein was determined in culture medium with ELISA. Chemokine expression was investigated in human subcutaneous adipose tissue biopsies and mechanism of chemokine expression was investigated using chemical inhibitors and cellular and animal transgenic models. Chemokine encoding genes were the most responsive genes in TNF-alpha treated human and mouse adipocytes. mRNA and protein of 34 chemokine genes were induced in a dose-dependent manner in the culture system. Furthermore, expression of those chemokines was elevated in human obese adipose tissue. Finally, chemokine expression was reduced by NF-kappa B inactivation and elevated by NF-kappa B activation. Our data indicate that besides CCL2 and CCL5, numerous other chemokines such as CCL19 are expressed by adipocytes under obesity-associated chronic inflammation. Their expression is regulated predominantly by NF-kappa B. Those chemokines could be involved in the initiation of infiltration of leukocytes into obese adipose tissue.

This production of microsystem for label-free multi detection of biomolecules is fundamental for the realization of rapid tests dedicated to laboratory diagnosis. A viable method is requires to both address capture probes and to be associates with a sensitive analysis on multiplexed platform. In this study, the method chosen for detection on electrode is cyclic voltammetry, and ferrocene was used to modify stem-loop oligonucleotides. A strategy was developed for the electroadressing of probes on gold surface. It is performed through chemistry “click” between an alkyne and an azide. This reaction may be catalyzed by maintaining the correct potential to the electrode to form an active copper oxidation state on the surface. A first small chemical entity, containing two phosphate dithiol moieties and a hexynyl moiety was synthesized by supported chemistry and grafted on gold electrode. Thereafter, various elements were immobilized by chemistry “click”. Ferrocene derivative carrying an azide function was used to determine the optimal conditions for this chemistry. Then, this method has been exploited for the immobilization of proteins and fluorescent nanoparticles via the formation of biotin/streptavidin complex. Finally, this method allowed to electroaddress stem-loop oligonucleotids, designed as capture probes, modified by ferrocene. DNA hybridization tests were conducted in complex environments with a detection limit determined at 100 fM, La réalisation de microsystèmes de multidétection et sans marquage pour la reconnaissance de biomolécules est d'un intérêt fondamental pour la réalisation de tests rapides dédiés au diagnostic biologique. Ces développements nécessitent une méthode d'adressage des sondes de capture sur une plateforme multiplexée associée à une méthode d'analyse sensible. Dans cette étude, la méthode de détection choisie pour les tests développés sur la puce est la voltampérométrie cyclique, et le férrocène a été utilisé pour la modification de sondes oligonucléotidiques de type tige-boucle. Une stratégie d'électroadressage a été développée sur surface d'or. Elle a été réalisée via chimie « click » entre un alcyne et un azoture. Cette réaction peut être électro-catalysée en maintenant le catalyseur cuivre sous sa forme active par l'application d'un potentiel à l'électrode. Une première entité chimique de petite taille, constituée de deux groupements dithiol phosphate et d'un groupement hexynyle a été synthétisé par synthèse supportée et greffée sur électrode d'or. Par la suite, différents éléments ont été immobilisés par chimie « click ». Un dérivé ferrocène porteur d'une fonction azoture a été utilisé pour la détermination des conditions optimales de cette chimie. Puis, cette méthode a été exploitée pour l'immobilisation de nanoparticules fluorescentes et de protéines par l'intermédiaire de la formation du complexe biotine/streptavidine. Enfin, cette méthode a permis l'électroadressage de sondes de capture oligonucléotidiques de type tige-boucle, modifiées par des ferrocènes. Des tests d'hybridation ADN ont été menés en milieu complexe avec une limite de détection déterminée à 100fM

International audience; Cultivated for centuries, the varieties of rose have been selected based on a number of flower traits. Understanding the genetic and molecular basis that contributes to these traits will impact on future improvements for this economically important ornamental plant. In this study, we used scanning electron microscopy and sections of meristems and flowers to establish a precise morphological calendar from early rose flower development stages to senescing flowers. Global gene expression was investigated from floral meristem initiation up to flower senescence in three rose genotypes exhibiting contrasted floral traits including continuous versus once flowering and simple versus double flower architecture, using a newly developed Affymetrix microarray (Rosa1_Affyarray) tool containing sequences representing 4765 unigenes expressed during flower development. Data analyses permitted the identification of genes associated with floral transition, floral organs initiation up to flower senescence. Quantitative real time PCR analyses validated the mRNA accumulation changes observed in microarray hybridizations for a selection of 24 genes expressed at either high or low levels. Our data describe the early flower development stages in Rosa sp, the production of a rose microarray and demonstrate its usefulness and reliability to study gene expression during extensive development phases, from the vegetative meristem to the senescent flower.

Les adénovirus canins sont les adénovirus non primates les plus étudiés pour lavaccination et la thérapie génique, en particulier l’adénovirus canin de sérotype 2(Cav2). Il a été démontré que le Cav2 défectif (Cav2-d) ne parait pas capable detransduire efficacement les cellules dendritiques (CD) humaines dérivées demonocytes in vitro, ni de les activer, laissant présager sa faible immunogénicité.Cependant, dans une étude récente, l’utilisation d’un Cav2-d exprimant laglycoprotéine G de la rage a mis en évidence l‘induction d‘une bonne réponseimmunitaire spécifique chez le mouton et chez la souris (Bouet-Cararo et al. 2011).Dans notre étude, nous démontrons que le Cav2-d codant pour des antigènes duvirus de la bluetongue (BTV) induit une forte réponse spécifique des lymphocytes TCD8+, et à un degré moindre une réponse spécifique des lymphocytes T CD4+. Nousdémontrons qu’il transduit in vitro les cellules lymphatiques ovines drainant la peauavec un tropisme préférentiel pour les CD classiques (CDc). Malgré le faible taux detransduction (

The work reported in this thesis focuses on biomolecules immobilization for the development of multiparametric analysis tools on a biochip coupled with a colorimetric detection, applied to the characterization of biological samples and to diagnosis.The first concern was the development of high-throughput automated hybridization tests and immunotests on a filtration plate. This method led to the elaboration of an automated platform for extended blood group genotyping in collaboration with the Etablissement Français du Sang Rhône-Alpes (EFS-RA). It enables to analyze 96 samples in four hours and to characterize six genotypes per sample. Its analytical performances were validated on a panel of 293 blood donors.The second part of this work aimed to elaborate a new strategy for oligonucleotide immobilization on an innovative polymer (PolyshrinkTM) for the development of miniaturized analysis systems. Several approaches were evaluated and led to an in-situ immobilization of oligonucleotides in hydrogel dots technique. This method leads to 6 µm hydrogel dots with a diameter of 60 µm. Moreover it was demonstrated that such immobilized oligonucleotides were able to detect targets specifically and quantitatively using either a chemiluminescent or a colorimetric detection., Les travaux présentés dans cette thèse s’intéressent à l’immobilisation de biomolécules pour le développement d’outils d’analyse multiparamétrique pour la caractérisation d’échantillons biologiques et le diagnostic, sur un support de type biopuce couplé à une détection colorimétrique.Un premier axe de recherche concerne le développement de tests d’hybridation d’acides nucléiques et d’immunotests à haut-débit automatisés sur plaque de filtration. Cette méthode a permis la mise au point d’un test de génotypage automatisé pour le dépistage transfusionnel haut-débit (génotypage érythrocytaire étendu) en collaboration avec l’Établissement Français du Sang Rhône-Alpes (EFS-RA). Il permet d’analyser 96 échantillons en quatre heures, et de caractériser six génotypes par échantillon. Cet outil a fait l’objet d’une validation sur un panel de 293 donneurs.La seconde partie des travaux présentés s’intéresse au développement d’un procédé d’immobilisation d’oligonucléotides sur un polymère particulier (PolyshrinkTM) pour l’élaboration d’un système d’analyse miniaturisé. Plusieurs stratégies d’activation ont été envisagées et ont abouti à la mise au point d’une technique d’immobilisation d’oligonucleotides in situ dans des plots d’hydrogel. La méthode de fabrication permet d’obtenir une matrice de plots d’hydrogel de 60 µm de diamètre et d’une hauteur de 6 µm en moyenne. En outre, il a été démontré que les oligonucléotides immobilisés dans les plots pouvaient détecter de façon quantitative et sélective les cibles complémentaires présentes dans l’échantillon analysé en utilisant une détection par colorimétrie ou par chimiluminescence.

The R package FAMT (factor analysis for multiple testing) provides a powerful method for large-scale significance testing under dependence. It is especially designed to select differentially expressed genes in microarray data when the correlation structure among gene expressions is strong. Indeed, this method reduces the negative impact of dependence on the multiple testing procedures by modeling the common information shared by all the variables using a factor analysis structure. New test statistics for general linear contrasts are deduced, taking advantage of the common factor structure to reduce correlation and consequently the variance of error rates. Thus, the FAMT method shows improvements with respect to most of the usual methods regarding the non discovery rate and the control of the false discovery rate (FDR). The steps of this procedure, each of them corresponding to R functions, are illustrated in this paper by two microarray data analyses. We first present how to import the gene expression data, the covariates and gene annotations. The second step includes the choice of the optimal number of factors, the factor model fitting, and provides a list of selected gene according to a preset FDR control level. Finally, diagnostic plots are provided to help the user interpret the factors using a vailable external information on either genes or arrays.

Diplôme : Dr. d'Université; Euryhalin teleosts can live in freshwater as well as in seawater. The success of their survival depends then on their osmotic acclimation capacities. The objective of my work is to describe acclimation processes in the salted water at the rainbow trout by a study coupling functional genomic and genetic approaches. From a first differential gill transcriptomic kinetic study, a list of candidates genes was established and the physiological answer of the fish sudied. Main results reveal good euryhalinity capacities a maximum trasncriptomic answer 24 h after the seawater transfer. Biological processes implicated in the acclimation mechanisms are also proposed. A second part of this work consisted of the characterisation of the genetic control of processes linked to seawater acclimation in rainbow trout. Using as characters, a two times repeated 24h post seawater transfer plasma sodium and chloride levels, as well as gill weight, unitrait and multitrait analyses allowed to reveal 18 QTL among whom 9 are qualified as robust. A last approach of eQTL detection then allowed, based on a gill transcriptomic analysis and on the results of the first two approaches, to offer 69 exclusive candidates genes. If the majority of these genes are offered as acting at functional level, some are suggested as positional candidates. It is the first time that a blending transcriptomie differential approach coupled to a QTL / eQTL study is led to a non-sequenced genome aquacole interest teleost for the acclimation capacity to different osmotic environments. These results lay the road with cobblestones for a definite investigation of the genetic bases of seawater acclimation processes in teleosts.; Les téléostéens euryhalins peuvent vivre dans des milieux à salinité très différentes. L'objectif de mon travail est de décrire les processus d'acclimatation à l'eau salée chez la truite arc-en-ciel par une étude couplant approches de génomique fonctionnelle et génétique. A partir d'une première approche cinétique de transcriptomie différentielle menée sur la branchie, une liste de gènes candidats a été établie et la réponse physiologique des poissons étudiée. Les principaux résultats révèlent de bonnes capacités d'euryhalinité et une réponse transcriptomique maximum 24h après le transfert en eau de mer. Des processus biologiques impliqués dans les mécanismes d'acclimatation sont également proposés. Une seconde partie de ce travail consistait en la caractérisation d'un contrôle génétique des processus liés à l'acclimatation à l'eau de mer chez la truite. Utilisant comme caractères, les teneurs plasmatiques en sodium et en chlore mesurées 24h après un transfert d'eau douce en eau salée répété à 2 reprises, ainsi que le poids branchial, des analyses univariées et multivariées ont permis de détecter 18 QTL dont 9 sont qualifiés de robustes. Une dernière étape de détection de QTL d'expression a alors permis de proposer 69 gènes candidats de premier choix. C'est la première fois qu'une approche mêlant transcriptomie différentielle et approche QTL / eQTL est menée chez une espèce d'intérêt aquacole au génome non séquencé pour la capacité d'acclimatation à un milieu osmotique différent. Ces résultats pavent la route pour une investigation précise des bases génétiques des processus d'acclimatation à l'eau de mer chez les téléostéens.

Les avancées en biotechnologie ont permis l’identification d’un grand nombre de mécanismes moléculaires, soulignant également la complexité de la régulation génique. Néanmoins, avoir une vision globale de l’homéostasie cellulaire, nous est pour l’instant inaccessible et nous ne sommes en mesure que d’en avoir qu’une vue fractionnée. Étant donné l’avancement des connaissances des dysfonctionnements moléculaires observés dans les maladies génétiques telles que la fibrose kystique, il est encore difficile de produire des thérapies efficaces. La fibrose kystique est causée par la mutation de gène CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator), qui code pour un canal chlorique transmembranaire. La mutation la plus fréquente (ΔF508) induit un repliement incorrect de la protéine et sa rétention dans le réticulum endoplasmique. L’absence de CFTR fonctionnel à la membrane a un impact sur l’homéostasie ionique et sur l’hydratation de la muqueuse respiratoire. Ceci a pour conséquence un défaut dans la clairance mucocilliaire, induisant infection chronique et inflammation excessive, deux facteurs fondamentaux de la physiopathologie. L’inflammation joue un rôle très important dans l’évolution de la maladie et malgré le nombre important d’études sur le sujet, la régulation du processus inflammatoire est encore très mal comprise et la place qu’y occupe le CFTR n’est pas établie. Toutefois, plusieurs autres facteurs, tels que le stress oxydatif participent à la physiopathologie de la maladie, et considérer leurs impacts est important pour permettre une vision globale des acteurs impliqués. Dans notre étude, nous exploitons la technologie des puces à ADN, pour évaluer l’état transcriptionnel d’une cellule épithéliale pulmonaire humaine fibro-kystique. Dans un premier temps, l’analyse de notre expérience identifie 128 gènes inflammatoires sur-exprimés dans les cellules FK par rapport aux cellules non FK où apparaissent plusieurs familles de gènes inflammatoires comme les cytokines ou les calgranulines. L’analyse de la littérature et des annotations suggèrent que la modulation de ces transcripts dépend de la cascade de NF-κB et/ou des voies de signalisation associées aux interférons (IFN). En outre, leurs modulations pourraient être associées à des modifications épigénétiques de leurs loci chromosomiques. Dans un second temps, nous étudions l’activité transcriptionnelle d’une cellule épithéliale pulmonaire humaine FK en présence de DMNQ, une molécule cytotoxique. Notre but est d’identifier les processus biologiques perturbés par la mutation du gène CFTR en présence du stress oxydatif. Fondé sur une analyse canonique de redondance, nous identifions 60 gènes associés à la mort cellulaire et leur variance, observée dans notre expérience, s’explique par un effet conjoint de la mutation et du stress oxydatif. La mesure de l’activité des caspases 3/7, des effecteurs de l’apoptose (la mort cellulaire programmée), montre que les cellules porteuses de la mutation ΔF508, dans des conditions de stress oxydatif, seraient moins apoptotiques que les cellules saines. Nos données transcriptomiques suggèrent que la sous-activité de la cascade des MAPK et la sur-expression des gènes anti-apoptotiques pourraient être impliquées dans le déséquilibre de la balance apoptotique., Biotechnical advances have allowed a large number of molecular mechanisms to be identified, and have also underlined the complexity of gene regulation. Nonetheless, we still only have a partial understanding of cellular homeostasis. Even with our current knowledge, molecular dysfunctionality observed in genetic illnesses such as cystic fibrosis remain largely misunderstood, prohibiting us from developing efficient treatments. Cystic fibrosis is caused by a mutation of the CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator) gene which codes for a chloric transmembrane channel. The most frequent mutation (ΔF508) causes the unfolding of the protein and its retention in the endoplasmic reticulum. This absence of a functional CFTR to the membrane has an impact on the ionic homeostasis and the hydration of the respiratory mucus. Consequently, the mucociliary clearance is disrupted, which leads to chronic infection and excessive inflammation - two fundamental factors of CF’s physiopathology. Inflammation plays a key role in the evolution of the illness and despite many studies on this subject, the regulation of the inflammatory process remains a mystery and CFTR’s role is not well established. Additionally, since the physiopathology cannot be explained by mutation alone, several authors suggest the importance of other factors (genetic and/or environmental) which are factors in the clinical picture of the illness. In our study, we use microarray technology to evaluate the transcriptional state of an epithelial lung cell issued from a human with cystic fibrosis. Initially, our analysis identifies 128 inflammatory genes which are over-expressed in the cystic fibrosis cells versus non-cystic fibrosis cells, showing several inflammatory gene families such as cytokines or calgranulins. An analysis of the publications and annotations of these transcripts suggests that their modulations depend upon the cascade of NF-κB and/or signalling pathways associated with interferons (IFN). In other words, their modulations could be associated with epigenetic modifications of their chromosomal loci. Secondly, we study the transcriptional activity of an epithelial lung cell issued from a human with cystic fibrosis in the presence of DMNQ, a cytotoxic molecule. Our goal is to identify the biological processus which are disturbed by the mutation of the CFTR gene in the presence of oxidative stress. Based on a canonical redundancy analysis, we identify 60 genes associated with cell death and their modulation in our study explained by the combined effect of mutation and oxidative stress. By measuring the activity of caspase 3/7, an effector of apoptosis (programmed cell death), we see that the cells containing the mutation ΔF508 could present a problem with apoptosis. Our transcriptomic data suggest that decreased activity of the MAPK cascade and over-expression of anti-apoptotic genes would be a factor in apoptotic imbalance.

DNA is the carrier of genetic information. DNA damage caused by various physical or chemical stresses is a challenge for cellular repair systems. These include the base excision repair system (BER) which involves several enzymes whose objectives are the recognition and removal of damaged bases, well-recognised functions for two glycosylases: prokaryotic Fpg and eukaryotic OGG1. Many approaches have been described to study DNA / protein interactions in vitro. With surface plasmon resonance imaging (SPRi), we have a real-time technique, without labeling, with which we can observe interactions in parallel for a single protein purified enzyme (Fpg, OGG1, EndoIV or Ape1) vis-à-vis various injuries to synthetic oligonucleotides immobilized on a gold surface. The damages studied were an oxidized base (8-oxoG), a cyclised base (cycloadenine) and analogues of abasic sites (THF and C3). We also studied the action of these enzymes on multiple lesions, in tandem, combining the 8-oxoG and 8-oxoA bases on the same strand of DNA. The originality of our system combines the direct analysis of the DNA / protein interaction with the indirect approach of observing its outcome by hybridization and amplification of the signal after a thermal ramp. The results obtained enable us to consider the use of our technique to observe the simultaneous repair of certain lesions by cell extracts for biochemical work, or by human tissue extracts for bio-medical work.; L'ADN étant le support de l'information génétique, les lésions de l'ADN provoquées par différents stress physiques ou chimiques sont un défi pour les systèmes de réparation cellulaire. Parmi ceux-ci le système de réparation par excision de bases (BER) implique plusieurs enzymes dont les objectifs sont la reconnaissance et le retrait de la base lésée, fonctions bien connues pour deux glycosylases : Fpg Procaryote et OGG1 Eucaryote. De nombreuses approches ont été décrites pour étudier les interactions ADN/protéine in vitro. Avec la résonance plasmonique de surface par imagerie (SPRi), nous disposons d'une technique d'analyse en temps réel, sans marquage avec laquelle nous avons pu observer des interactions parallélisées d'une même protéine enzymatique purifiée (Fpg, OGG1, EndoIV ou Ape1) vis-à-vis de différentes lésions sur des oligonucléotides de synthèse immobilisés sur une surface d'or. Les dommages étudiés sont une base oxydée (8-oxoG), une base cyclisée (cycloadénine) et des analogues de sites abasiques (THF et C3). Nous avons également étudié l'action de ces mêmes enzymes sur des lésions multiples, en tandem, associant les bases 8-oxoG et 8-oxoA sur le même brin d'ADN. L'originalité de notre dispositif associe l'analyse directe de l'interaction ADN/protéine et l'approche indirecte de sa conséquence par une stratégie d'hybridation et d'amplification du signal après une rampe thermique. Les résultats obtenus permettent d'envisager l'utilisation de notre technique pour observer la réparation simultanée de certaines lésions par des extraits cellulaires pour des travaux de biochimie ou des extraits tissulaires humains pour des travaux de biologie médicale.

DNA is the carrier of genetic information. DNA damage caused by various physical or chemical stresses is a challenge for cellular repair systems. These include the base excision repair system (BER) which involves several enzymes whose objectives are the recognition and removal of damaged bases, well-recognised functions for two glycosylases: prokaryotic Fpg and eukaryotic OGG1. Many approaches have been described to study DNA / protein interactions in vitro. With surface plasmon resonance imaging (SPRi), we have a real-time technique, without labeling, with which we can observe interactions in parallel for a single protein purified enzyme (Fpg, OGG1, EndoIV or Ape1) vis-à-vis various injuries to synthetic oligonucleotides immobilized on a gold surface. The damages studied were an oxidized base (8-oxoG), a cyclised base (cycloadenine) and analogues of abasic sites (THF and C3). We also studied the action of these enzymes on multiple lesions, in tandem, combining the 8-oxoG and 8-oxoA bases on the same strand of DNA. The originality of our system combines the direct analysis of the DNA / protein interaction with the indirect approach of observing its outcome by hybridization and amplification of the signal after a thermal ramp. The results obtained enable us to consider the use of our technique to observe the simultaneous repair of certain lesions by cell extracts for biochemical work, or by human tissue extracts for bio-medical work.; L'ADN étant le support de l'information génétique, les lésions de l'ADN provoquées par différents stress physiques ou chimiques sont un défi pour les systèmes de réparation cellulaire. Parmi ceux-ci le système de réparation par excision de bases (BER) implique plusieurs enzymes dont les objectifs sont la reconnaissance et le retrait de la base lésée, fonctions bien connues pour deux glycosylases : Fpg Procaryote et OGG1 Eucaryote. De nombreuses approches ont été décrites pour étudier les interactions ADN/protéine in vitro. Avec la résonance plasmonique de surface par imagerie (SPRi), nous disposons d'une technique d'analyse en temps réel, sans marquage avec laquelle nous avons pu observer des interactions parallélisées d'une même protéine enzymatique purifiée (Fpg, OGG1, EndoIV ou Ape1) vis-à-vis de différentes lésions sur des oligonucléotides de synthèse immobilisés sur une surface d'or. Les dommages étudiés sont une base oxydée (8-oxoG), une base cyclisée (cycloadénine) et des analogues de sites abasiques (THF et C3). Nous avons également étudié l'action de ces mêmes enzymes sur des lésions multiples, en tandem, associant les bases 8-oxoG et 8-oxoA sur le même brin d'ADN. L'originalité de notre dispositif associe l'analyse directe de l'interaction ADN/protéine et l'approche indirecte de sa conséquence par une stratégie d'hybridation et d'amplification du signal après une rampe thermique. Les résultats obtenus permettent d'envisager l'utilisation de notre technique pour observer la réparation simultanée de certaines lésions par des extraits cellulaires pour des travaux de biochimie ou des extraits tissulaires humains pour des travaux de biologie médicale.

Introduction: Obesity results from a prolonged imbalance between energy intake and energy expenditure, as depending on basal metabolic rate, heat production, thermogenic effects of the diet and physical activity. Diet-induced obesity (DIO) in rodents can be achieved by different regimens and approaches. Diets providing a high fat intake have been established as a "gold standard" to generate obese rodent models and have proven to initiate pathologies similar to those encountered in humans. However, this dietary treatment is far from being standardized and its relevance has been criticised on the basis of findings in humans that total energy intake rather than fat per se determines body fat accumulation in humans. Hence, cafeteria diets have been introduced by providing a choice of several palatable food items of variable composition, appearance and texture in addition to a non-purified diet. Those approaches have been shown to induce obesity by a hyperphagia. Objective: This thesis aimed at comparing the effects of a high fat vs. a cafeteria diet on food intake, weight gain and determinants of energy homeostasis and metabolism in obese mice. Results: Our key findings demonstrate that both a high fat and a cafeteria diet were almost equally efficient in driving an obese phenotype but did not necessarily elicit the same metabolic changes. The cafeteria diet as characterised by a higher carbohydrate (mainly sucrose) and lower fat content seemed to be more deleterious for liver steatohepatosis and provoked more pronounced changes in the gut microbiota. Despite a lower cholesterol content than in the high fat diet, mice fed the cafeteria diet presented levels of circulating cholesterol as high as animals on a high fat diet. Changes in gene expression in liver and intestine suggested an increased de novo synthesis of cholesterol and altered transport and those effects were more pronounced in animals receiving a high fat diet. Most strikingly, the pronounced effects of the two high calorie diets causing obesity when compared to animals on control diet remaining lean vanished when diets with identical composition were supplied in powder form and not as standard pellets. Here, even the control diet with a high starch but very low fat content caused a substantial weight gain with only minor differences to the two other high-calorie diets. Conclusion: The results presented here raise the question of whether high fat diets used for induction of obesity are the proper models to simulate human obesity and its pathologies. Cafeteria diets are equally effective and are closer to human diets.; Introduction : L'obésité est causée par un déséquilibre prolongé entre les apports énergétiques et l'activité physique, dépendant du métabolisme de base, de la production de chaleur et des effets thermogéniques du régime et de l'activité physique. Chez les rongeurs, l'obésité induite par le régime peut être obtenue par différents régimes et approches. A cet égard, les régimes hyperlipidiques sont considérés comme les régimes de référence pour générer des modèles de l'obésité chez le rongeur et engendrent des pathologies similaires à celles rencontrées chez l'homme. Cependant, ce régime alimentaire est loin d'être standardisé et a été critiqué sur le fait que la prise énergétique totale et non uniquement les lipides régissait l'accumulation de graisse corporelle chez l'homme. Ainsi, les régimes cafétéria ont été introduits : en offrant en plus d'un régime non purifié un choix de plusieurs aliments appétants, de composition, d'apparence et de texture différentes, ils permettent le développement de l'obésité en déclenchant l'hyperphagie. Objectif : L'objet de ces travaux a été de comparer chez des souris obèses les effets d'un régime hyperlipidique à ceux d'un régime cafétéria sur la prise de nourriture, la prise de poids et les déterminants du métabolisme et de l'homéostase énergétique. Résultats : Nos résultats démontrent qu'un régime hyperlipidique et un régime cafeteria permettent tous deux d'obtenir un phénotype obèse mais sans causer nécessairement les mêmes changements métaboliques. Le régime cafétéria, caractérisé par un contenu en glucides (principalement le sucrose) plus élevé et un contenu en lipides plus faible, semble avoir des conséquences plus néfastes pour le foie et provoque des changements plus prononcés au niveau du microbiote intestinal. Malgré un contenu en cholestérol plus faible que dans le régime hyperlipidique, les souris nourries au régime cafétéria présentaient une cholestérolémie similaire. Les niveaux d'expression des gènes impliqués dans le métabolisme du cholestérol dans l'intestin grêle et le foie suggèrent une augmentation de la synthèse de cholestérol de novo et une modification de son transport, ces effets étant plus marqués chez les souris nourries au régime hyperlipidique. Conclusion : Ces résultats remettent en question le statut des régimes hyperlipidiques pour déclencher l'obésité et pour générer ses pathologies associées. Les régimes cafétéria sont aussi efficaces à cet égard et sont plus proches des régimes consommés chez l'homme.

Introduction: Obesity results from a prolonged imbalance between energy intake and energy expenditure, as depending on basal metabolic rate, heat production, thermogenic effects of the diet and physical activity. Diet-induced obesity (DIO) in rodents can be achieved by different regimens and approaches. Diets providing a high fat intake have been established as a "gold standard" to generate obese rodent models and have proven to initiate pathologies similar to those encountered in humans. However, this dietary treatment is far from being standardized and its relevance has been criticised on the basis of findings in humans that total energy intake rather than fat per se determines body fat accumulation in humans. Hence, cafeteria diets have been introduced by providing a choice of several palatable food items of variable composition, appearance and texture in addition to a non-purified diet. Those approaches have been shown to induce obesity by a hyperphagia. Objective: This thesis aimed at comparing the effects of a high fat vs. a cafeteria diet on food intake, weight gain and determinants of energy homeostasis and metabolism in obese mice. Results: Our key findings demonstrate that both a high fat and a cafeteria diet were almost equally efficient in driving an obese phenotype but did not necessarily elicit the same metabolic changes. The cafeteria diet as characterised by a higher carbohydrate (mainly sucrose) and lower fat content seemed to be more deleterious for liver steatohepatosis and provoked more pronounced changes in the gut microbiota. Despite a lower cholesterol content than in the high fat diet, mice fed the cafeteria diet presented levels of circulating cholesterol as high as animals on a high fat diet. Changes in gene expression in liver and intestine suggested an increased de novo synthesis of cholesterol and altered transport and those effects were more pronounced in animals receiving a high fat diet. Most strikingly, the pronounced effects of the two high calorie diets causing obesity when compared to animals on control diet remaining lean vanished when diets with identical composition were supplied in powder form and not as standard pellets. Here, even the control diet with a high starch but very low fat content caused a substantial weight gain with only minor differences to the two other high-calorie diets. Conclusion: The results presented here raise the question of whether high fat diets used for induction of obesity are the proper models to simulate human obesity and its pathologies. Cafeteria diets are equally effective and are closer to human diets.; Introduction : L'obésité est causée par un déséquilibre prolongé entre les apports énergétiques et l'activité physique, dépendant du métabolisme de base, de la production de chaleur et des effets thermogéniques du régime et de l'activité physique. Chez les rongeurs, l'obésité induite par le régime peut être obtenue par différents régimes et approches. A cet égard, les régimes hyperlipidiques sont considérés comme les régimes de référence pour générer des modèles de l'obésité chez le rongeur et engendrent des pathologies similaires à celles rencontrées chez l'homme. Cependant, ce régime alimentaire est loin d'être standardisé et a été critiqué sur le fait que la prise énergétique totale et non uniquement les lipides régissait l'accumulation de graisse corporelle chez l'homme. Ainsi, les régimes cafétéria ont été introduits : en offrant en plus d'un régime non purifié un choix de plusieurs aliments appétants, de composition, d'apparence et de texture différentes, ils permettent le développement de l'obésité en déclenchant l'hyperphagie. Objectif : L'objet de ces travaux a été de comparer chez des souris obèses les effets d'un régime hyperlipidique à ceux d'un régime cafétéria sur la prise de nourriture, la prise de poids et les déterminants du métabolisme et de l'homéostase énergétique. Résultats : Nos résultats démontrent qu'un régime hyperlipidique et un régime cafeteria permettent tous deux d'obtenir un phénotype obèse mais sans causer nécessairement les mêmes changements métaboliques. Le régime cafétéria, caractérisé par un contenu en glucides (principalement le sucrose) plus élevé et un contenu en lipides plus faible, semble avoir des conséquences plus néfastes pour le foie et provoque des changements plus prononcés au niveau du microbiote intestinal. Malgré un contenu en cholestérol plus faible que dans le régime hyperlipidique, les souris nourries au régime cafétéria présentaient une cholestérolémie similaire. Les niveaux d'expression des gènes impliqués dans le métabolisme du cholestérol dans l'intestin grêle et le foie suggèrent une augmentation de la synthèse de cholestérol de novo et une modification de son transport, ces effets étant plus marqués chez les souris nourries au régime hyperlipidique. Conclusion : Ces résultats remettent en question le statut des régimes hyperlipidiques pour déclencher l'obésité et pour générer ses pathologies associées. Les régimes cafétéria sont aussi efficaces à cet égard et sont plus proches des régimes consommés chez l'homme.

La surface des vignobles mondiaux représente environ 7,9 millions ha, ce qui correspond à une production annuelle de 67 millions de tonnes de baies. La production mondiale annuelle de vins est de l’ordre de 300 millions hl/an. La surface du vignoble français est de 843 000 ha. La viticulture moderne doit affronter trois défis majeurs interdépendants : réduire l’utilisation des produits phytosanitaires, s'adapter au changement climatique, maîtriser la qualité et la typicité pour garder ou conquérir de nouveaux marchés.En 2007, la vigne est devenue la première espèce fruitière pérenne dont le génome a été séquencé. Cette avancée scientifique ouvre de nombreuses perspectives en termes de génomique fonctionnelle (ensemble de méthodes permettant de caractériser la fonction des gènes) et de biologie intégrative (ensemble de méthodes visant à appréhender le fonctionnement global de la plante et ses réponses à l’environnement). Ces perspectives dépendent pour une bonne part de la maîtrise de quantités importantes de données qu’il convient d’organiser et de corréler grâce à des outils informatiques adaptés.Des approches fonctionnelles concernant des gènes candidats et des approches transcriptomiques à haut débit ont permis d’identifier certains gènes ou certaines familles de gènes impliqués dans le développement et la maturation de la baie de raisin, mais au moment où cette thèse a débuté, aucun travail de biologie intégrative n’avait été entrepris.Le travail présenté ici, qui décrit l’obtention et l’analyse de métadonnées transcriptomiques et biochimiques portant sur la réponse de la baie à l’environnement radiatif, s’inscrit dans ce contexte. En procédant à un effeuillage partiel après la véraison, nous avons modulé l’exposition des baies au rayonnement solaire. Ceci a permis d’étudier l’influence du rayonnement (baie exposée, non exposée), de la position de la grappe (est, ouest) et de la position de la baie (à l’extérieur ou à l’intérieur de la grappe). Des baies ont été récoltées à 5 moments différents après l’effeuillage et utilisées pour des analyses métabolomiques et transcriptomiques. Leur contenu en sucres, acides organiques, acides aminés, anthocyanes et flavonols a été analysé par des dosages enzymatiques et par chromatographie liquide à haute performance). L’expression des gènes a été étudiée avec des microarrays représentatifs de l’ensemble du génome de la vigne (29600 gènes) pour les conditions présentant les différences métaboliques les plus marquées (baies exposées, situées à l’ouest et à l’extérieur de la grappe vs baies non exposées, situées à l’est et à l’intérieur de la grappe). Des analyses statistiques et corrélatives ont été conduites pour (a) déterminer les métabolites qui répondent au traitement et les facteurs qui les influencent (b) déterminer les gènes qui répondent aux traitements et ceux qui semblent co-régulés (c) préciser les réseaux de gènes et de métabolites qui semblent reliés. L’effeuillage n’affecte pas la teneur en sucres ou en acide tartrique des baies, il affecte peu les acides aminés, mais il augmente la teneur en flavonols et diminue la teneur en acide malique. Il affecte plus particulièrement les gènes associés au stress abiotique, au métabolisme secondaire, au transport et au métabolisme hormonal. Des expériences complémentaires ont permis d’identifier divers gènes spécifiquement associés à la composante thermique de l’exposition au soleil, parmi lequels des gènes codant pour des HSP, des transporteurs ABC, et des enzymes du métabolisme flavonoïdique. Des réseaux reliant des gènes et des métabolites ont pu être construits, qui associent des métabolites secondaires à des gènes de fonctions connues, ou à de nouveaux gènes candidats dont il conviendra d’étudier la fonction précise., The total surface of vineyards worldwide is about 7.9 millions ha, which corresponds to an annual production of 67 millions tons berries. The annual world production of wines is about 300 millions hl/year. The French wineyard occupies 843 000 ha, among which 481 000 ha are dedicated to high quality wines (VQPRD) and 362 000 ha to table wines. Modern viticulture must deal with three major and related challenges : reduce the use of organic and inorganic phytochemicals, adapt the vineyard to climatic change and control the quality and the typicity in order to keep or gain new markets.In 2007, the grapevine became the first perennial fruit species whose genome was sequenced. This scientific breakthrough opens new pespectives in terms of functional genomics (set of methods allowing to characterize the function of genes) and integrative biology (set of methods allowing to study the global functioning of the plant and its response to the environment). These perspectives mainly depend on our ability to analyze large sets of data with adequate informatic tools.Functional approaches on candidate genes, and high throughput transcriptomic approaches have allowed to identify some genes or some gene families involved in the development and ripening of the grape berry, but when this Ph. D work started, no paper based on integrative biology was published on grapevine. The present work, which describes the collection and analysis of transcriptomic and metabolomic metadata related to the response of the berry to sun exposure. The exposure of the berries to the sun was controlled through a partial defoliation after veraison. This allowed to study the effects of sun exposure (exposed or shaded berries), of the position of the cluster (east, west) and of the anatomical position of the berry (outside or inside the berry). Berries were collected at 5 different time points after defoliation and used for metabolomic and transcriptomic analysis. Their content in sugars, amino acids, organic acids, anthocyanins and flavonols was analyzed by enzymatic assays and high performance liquid chromatography. For the berries whose metabolic content differed the most (exposed, west and outside berries vs shaded, east and inside berries), gene expression was studied with microarrays bearing a set of probes covering the whole genome of grapevine (29600 genes). Correlative and statistical analysis were conducted in order to (a) determine the metabolites that are the most responsive to the treatment, and the most important factors that control them (b) determine the genes that respond to the treatment and seem to be co-regulated (c) to precise the networks of genes and metabolites which seem related. Defoliation does not affect the sugar and tartaric acid contents, hardly affects amino acids, but it increases flavonol content and decreases malic acid content. It affects more specifically genes associated with abiotic stress, secondary metabolism, transport and hormonal metabolism. Additional experiments allowed us to identify genes that are specifically associated with the thermal component of sun exposure, among which genes encoding HSP, ABC transporters, and enzymes of flavonoid metabolism. Networks relating genes and metabolites could be constructed. These networks associate secondary metabolites with genes of known function and new candidate genes for which the function will have to be precised.

La bio-informatique est un champ pluridisciplinaire qui utilise la biologie, l’informatique, la physique et les mathématiques pour résoudre des problèmes posés par la biologie. L’une des thématiques de la bio-informatique est l’analyse des séquences génomiques et la prédiction de gènes d’ARN non codants. Les ARN non codants sont des molécules d’ARN qui sont transcrites mais pas traduites en protéine et qui ont une fonction dans la cellule. Trouver des gènes d’ARN non codants par des techniques de biochimie et de biologie moléculaire est assez difficile et relativement coûteux. Ainsi, la prédiction des gènes d’ARNnc par des méthodes bio-informatiques est un enjeu important. Cette recherche décrit un travail d’analyse informatique pour chercher des nouveaux ARNnc chez le pathogène Candida albicans et d’une validation expérimentale. Nous avons utilisé comme stratégie une analyse informatique combinant plusieurs logiciels d’identification d’ARNnc. Nous avons validé un sous-ensemble des prédictions informatiques avec une expérience de puces à ADN couvrant 1979 régions du génome. Grace à cette expérience nous avons identifié 62 nouveaux transcrits chez Candida albicans. Ce travail aussi permit le développement d’une méthode d’analyse pour des puces à ADN de type tiling array. Ce travail présente également une tentation d’améliorer de la prédiction d’ARNnc avec une méthode se basant sur la recherche de motifs d’ARN dans les séquences., Bioinformatics is a multidisciplinary field that uses biology, computer science, physics and mathematics to solve problems in biology. One of the topics of bioinformatics is the analysis of genomic sequences and prediction of genes from non-coding RNA (ncRNA). The non-coding RNAs are RNA molecules that are transcribed but not translated into protein and have a function in the cell. The use of biochemistry and molecular biology techniques in order to find non-coding RNA genes is rather difficult and relatively expensive. Thus, the prediction of genes by bioinformatics methods is an important issue. This research describes a computer analysis to search for new ncRNA in the pathogen Candida albicans and an experimental validation. The strategy used was to combine several algorithms and to validate a subset of computer predictions with a microarray experience covering 1979 regions of the genome. We have identified 62 new transcripts in Candida albicans. We have also developed an analytical method for tiling array and attempted to improve the prediction of ncRNAs this with a method based on the search of RNA motifs in the sequences.

Événement(s) lié(s) : - IUFRO Tree Biotechnology Conference; Whistler (CAN) - (2009-06-28 - 2009-07-02); International audience; The Poplar Genome Portal project will provide a virtual meeting place for the research community interested in poplar genomics through web access to curated and interoperable relational databases. This project is complementary to the Dendrome project, mainly focused on conifer genomes. Present databases gather gene expression data (EST, SAGE, microarrays), functional annotation, genetic maps, QTLs, SNP and phenotypic data. The expression-database holds 328,583 quality-filtered ESTs representing 96 cDNA libraries. New tools enable SAGE tags analysis and electronic northern statistics coupled with poplar genome annotation. Among 371,226 worldwide public sequences, 89% were quality-filtered mainly through vector curation, nucleotide-duplication error detection and minimum sequence length. 94% of filtered EST were aligned on poplar Genome using FLAGdb++ tools. Part of this work is presently accessible through FLAGdb++ environment, a friendly-user graphical interface ((http://urgv.evry.inra.fr/FLAGdb). We developed web tools to cross-analyze various types of data, i.e. genetic map, gene models, Affymetrix probeset annotation and gene expression data.

9-AP (Autres publications) 1-1-3 Rapports diplômant (DEA, thèse ...); Master

Background: Microarray studies can supplement QTL studies by suggesting potential candidate. Microarray studies can supplement QTL studies by suggesting potential candidate genes in the QTL regions, which by themselves are too large to provide a limited selection of candidate genes. Here we provide a case study where we explore ways to integrate QTL data and microarray data for the pig, which has only a partial genome sequence. We outline various procedures to localize differentially expressed genes on the pig genome and link this with information on published QTL. The starting point is a set of 237 differentially expressed cDNA clones in adrenal tissue from two pig breeds, before and after treatment with adrenocorticotropic hormone (ACTH)Microarray studies can supplement QTL studies by suggesting potential candidate genes in the QTL regions, which by themselves are too large to provide a limited selection of candidate genes. Here we provide a case study where we explore ways to integrate QTL data and microarray data for the pig, which has only a partial genome sequence. We outline various procedures to localize differentially expressed genes on the pig genome and link this with information on published QTL. The starting point is a set of 237 differentially expressed cDNA clones in adrenal tissue from two pig breeds, before and after treatment with adrenocorticotropic hormone (ACTH) Results: Different approaches to localize the differentially expressed (DE) genes to the pig genome. Different approaches to localize the differentially expressed (DE) genes to the pig genome showed different levels of success and a clear lack of concordance for some genes between the various approaches. For a focused analysis on 12 genes, overlapping QTL from the public domain were presented. Also, differentially expressed genes underlying QTL for ACTH response were described. Using the latest version of the draft sequence, the differentially expressed genes were mapped to the pig genome. This enabled co-location of DE genes and previously studied QTL regions, but the draft genome sequence is still incomplete and will contain many errors. A further step to explore links between DE genes and QTL at the pathway level was largely unsuccessful due to the lack of annotation of the pig genome. This could be improved by further comparative mapping analyses but this would be time consuming Background: Microarray studies can supplement QTL studies by suggesting potential candidate. Microarray studies can supplement QTL studies by suggesting potential candidate genes in the QTL regions, which by themselves are too large to provide a limited selection of candidate genes. Here we provide a case study where we explore ways to integrate QTL data and microarray data for the pig, which has only a partial genome sequence. We outline various procedures to localize differentially expressed genes on the pig genome and link this with information on published QTL. The starting point is a set of 237 differentially expressed cDNA clones in adrenal tissue from two pig breeds, before and after treatment with adrenocorticotropic hormone (ACTH)Microarray studies can supplement QTL studies by suggesting potential candidate genes in the QTL regions, which by themselves are too large to provide a limited selection of candidate genes. Here we provide a case study where we explore ways to integrate QTL data and microarray data for the pig, which has only a partial genome sequence. We outline various procedures to localize differentially expressed genes on the pig genome and link this with information on published QTL. The starting point is a set of 237 differentially expressed cDNA clones in adrenal tissue from two pig breeds, before and after treatment with adrenocorticotropic hormone (ACTH) Results: Different approaches to localize the differentially expressed (DE) genes to the pig genome. Different approaches to localize the differentially expressed (DE) genes to the pig genome showed different levels of success and a clear lack of concordance for some genes between the various approaches. For a focused analysis on 12 genes, overlapping QTL from the public domain were presented. Also, differentially expressed genes underlying QTL for ACTH response were described. Using the latest version of the draft sequence, the differentially expressed genes were mapped to the pig genome. This enabled co-location of DE genes and previously studied QTL regions, but the draft genome sequence is still incomplete and will contain many errors. A further step to explore links between DE genes and QTL at the pathway level was largely unsuccessful due to the lack of annotation of the pig genome. This could be improved by further comparative mapping analyses but this would be time consuming

Detection of genetic sequences using DNA chips technology faces problems of reliability and reproducibility, largely due to problems of mixing. Throughout this thesis, we show how mixing by chaotic advection improves the performances of these chips. To achieve this we compare, mainly by numerical experiments, the efficiency of two protocols of mixing based on the principle of alterned and time-periodic flow (sink/source model) : the first one uses reversible syringes, the second one uses pumps which recycle the extracted fluid, leading to a much faster and more efficient mixing. Moreover, we highlight the very important role of the geometry of the chamber. In a second step, we introduce a model of chemical capture between DNA monostrands available in volume (targets) and those fixed the chip surface (probes). We then numerically show that hybridization reaction is generally mostly limited by diffusion, but that a good mixing can improve its speed and reliability. This also allows to estimate the chemical rates of reaction in the static case (with mixer). Finally, I seized the opportunity of a partnership with the University of Sherbrooke to perform a first real-time monitoring by SPR of a reaction of the type "targets in solution/fixed probes", so as to compare static and dynamic rates of reaction., La détection de séquences génétiques par la technologie des puces à ADN se heurte à des problèmes de fiabilité et de reproductibilité, dus en grande partie à des problèmes de mélange. Dans toute cette thèse, nous montrons à quel point le mélange par advection chaotique améliore les performances de ces puces. Pour cela nous comparons, par une étude principalement numérique, l'efficacité de deux protocoles de mélange basés sur le principe d'injection alternée et périodique de fluide (modèle puits/sources) : l'un utilise des seringues réversibles, l'autre des pompes recyclant le fluide extrait, conduisant globalement à un mélange bien plus efficace et rapide. En outre, nous mettons en évidence le rôle important de la géométrie de la chambre. Dans un second temps, nous introduisons un modèle de capture chimique entre les monobrins d'ADN libres en volume (cibles) et ceux fixés sur la puce (sondes). Nous montrons alors numériquement que la réaction est généralement grandement limitée par la diffusion, mais que l'advection chaotique améliore les choses de manière très significative grâce au mélange. Ceci nous permet d'estimer les constantes de vitesses dans le cas statique (où la diffusion agit seule) et le cas dynamique (avec mélangeur). Enfin, profitant de l'opportunité d'un stage à l'Université de Sherbrooke, j'ai effectué un premier suivi en temps réel par SPR d'une cinétique de type "cibles en solution/sondes sur support" pour tenter de comparer les vitesses d'hybridation statique et dynamique.

Most microarray studies are made using labelling with one or two dyes which allows the hybridization of one or two samples on the same slide. In such experiments, the most frequently used dyes are Cy3 and Cy5. Recent improvements in the technology (dye-labelling, scanner and image analysis) allow hybridization up to four samples simultaneously. The two additional dyes are Alexa488 and Alexa494. The triple-target or four-target technology is very promising, since it allows more flexibility in the design of experiments, an increase in the statistical power when comparing gene expressions induced by different conditions and a scaled down number of slides. However, there have been few methods proposed for statistical analysis of such data. Moreover the lowess correction of the global dye effect is available for only two-color experiments, and even if its application can be derived, it does not allow simultaneous correction of the raw data. We propose a two-step normalization procedure for triple-target experiments. First the dye bleeding is evaluated and corrected if necessary. Then the signal in each channel is normalized using a generalized lowess procedure to correct a global dye bias. The normalization procedure is validated using triple-self experiments and by comparing the results of triple-target and two-color experiments. Although the focus is on triple-target microarrays, the proposed method can be used to normalize p differently labelled targets co-hybridized on a same array, for any value of p greater than 2. The proposed normalization procedure is effective: the technical biases are reduced, the number of false positives is under control in the analysis of differentially expressed genes, and the triple-target experiments are more powerful than the corresponding twocolor experiments. There is room for improving the microarray experiments by simultaneously hybridizing more than two samples.

The chicken 20K oligo array provided by ARK-Genomics represents a very usefull tool for transcriptome analyses in the chicken. Because the 20460 70-mer oligo set was defined in 2004-2005 from heterogeneous data sources (http://www.ark-genomics.org), we checked the quality of the oligonucleotides, comparing them with the chromosomes of the 2.1 Washington University assembly of the Chicken Genome. This comparison was made using NCBI Blast 2 with a 75% similarity threshold over 50 base pairs. So we performed the annotation extraction only on the oligonucleotides found in a unique gene (even if it spanned on 2 exons). These annotations (Ensembl gene name, GO terms, orthologs, symbols corresponding to the human ortholog) were extracted from Ensembl using the blast HSP coordinates. Symbols for the human orthologs were validated with the HUGO gene nomenclature database using the GOret and HUGO_my_genes online tools (http://ouestgenopuces.univ-rennes1.fr/methodes_en.php). Other informations such as EC numbers and KEGG pathways IDs were extracted from bfind outputs and KEGG web pages. As results, among the 20460 gene-oligo, 13057 (64%) correspond to an unique coding region in a chicken genome sequence. From this oligo sub-set, only 32% presents an Ensembl gene name and/or a GO-biological process term. In contrast, 9360 (81%) presents a reliable human ortholog from which 1311 (14%) genes code enzymes. Among the 9360 genes, 7419 genes have a validated HUGO abbreviation, from which more GO terms could be extracted using different softwares (GOTM, Hugo-my-Genes) All bioinformatics procedures were developed by SIGENAE (INRA) and the results are available on site web: http://www.sigenae.org/

Diplôme : Dr. d'Université; Les pucerons sont d’importants ravageurs des cultures agronomiques qui se développent par parthénogénèse au printemps et en été. Ce mode de multiplication asexué explique leur importante dynamique démographique et les dégâts causés sur les cultures. Afin de survivre aux conditions environnementales délicates pendant la période hivernale, les pucerons produisent des individus sexués à la fin de l’été, lesquels vont s’accoupler pour produire un œuf résistant au froid. Ce polyphénisme de reproduction est principalement induit par la diminution de la photopériode à la fin de l’été. L’objectif de ce travail de thèse est donc de comprendre les bases génétiques et moléculaires de ce photopériodisme saisonnier chez les pucerons. Pour ce faire, l’approche transcriptomique a été choisie, avec mise au point et utilisation de la technique des puces à ADNc pour identifier des gènes puis des programmes génétiques régulés par la diminution de la photopériode. Différentes séries d’hybridations réalisées au moyen de 2 générations de lames de verres ont permis d’identifier des fonctions cellulaires impliquées dans la régulation du polyphénisme de reproduction. La détection d’une diminution de la photopériode pourrait ainsi impliquer les systèmes visuel et de photoréception. La modification de la structure de la cuticule induite par un changement de photopériode pourrait également constituer une voie de signalisation indiquant à l’insecte la diminution de la longueur du jour. Le système neuro-endocrine assurerait ensuite la transduction du signal photopériodique du cerveau jusqu’aux organes cibles, les ovarioles.Les résultats des analyses transcriptomiques ont également suggéré que les pucerons pourraient percevoir les modifications de la photopériode dès le stade embryonnaire, ce qui a été testé puis confirmé au moyen d’expérimentations biologiques spécifiques. Enfin, la réalisation d’analyses biologiques et transcriptomiques de la réponse du puceron à une diminution de la photopériode en conditions semi-naturelles a permis de confirmer l’implication des fonctions cellulaires détectées comme impliquées dans la régulation du polyphénisme de reproduction en conditions contrôlées

Diplôme : Dr. d'Université