L’organisation du réseau de microtubules est essentielle pour de nombreuses fonctions cellulaires, telles que le transport intracellulaire et la polarisation de la cellule. La Kinésine-1 (Khc) est un moteur moléculaire qui joue un rôle clé dans ces processus, et des mutations de Khc sont associées à plusieurs pathologies humaines. Récemment, Ensconsine/MAP7, a été identifiée comme un activateur de Khc. Au cours de cette étude, j’ai exploré les fonctions du complexe Khc/Ensconsine dans le remodelage des réseaux de microtubules. En combinant des analyses génétiques et microscopiques pour étudier l’organisation des microtubules dans l’ovocyte de Drosophila melanogaster, j’ai disséqué deux mécanismes clés : l’enrichissement spatial d’Ensconsine et la levée de l’auto-inhibition de la Khc. L’ensemble des données montre qu’Ensconsine, est transportée sur les microtubules, des cellules nourricières vers l’ovocyte par la Dynéine et maintenue au cortex de l'ovocyte par la Nineine. Cet enrichissement local d’Ensconsine permet de lever l’auto-inhibition de la Khc dans l'ovocyte. Le complexe Khc/Ensconsine régule ensuite le recrutement des complexes d’ancrage des microtubules, les ncMTOCs, au cortex de l’ovocyte. Enfin, nos données montrent que cet ancrage des microtubules est un prérequis pour la mise en place d’un réseau de microtubules fonctionnel. Cette étude illustre comment le transport et le maintien d’activateurs clés, comme Ensconsine, peuvent induire efficacement l’activation spatiale de la Khc, pour remodeler le cytosquelette de microtubules.

L’histoire de vie des parents peut moduler les phénotypes de la descendance via des mécanismes n’impliquant pas de modification de la séquence d’ADN des gamètes. Ce travail étudie le rôle du gène auts2a dans cet héritage non-génétique et dans la régulation du neurodéveloppement et du comportement de la descendance. AUTS2 est associé à diverses neuropathologies chez l’humain. Ses caractéristiques et son expression, notamment ovocytaire, sont conservées entre les mammifères et les téléostéens. Chez le médaka, l’expression maternelle d’auts2a régule le neurodéveloppement et le comportement de la descendance. Plus précisément, elle régule les comportements traduisant l’anxiété et les capacités d’apprentissage. A génotype égal, le transcriptome des cellules neurales à un stade précoce du neurodéveloppement est modulé par l’expression parentale d’auts2a. Dans l’ovocyte, l’expression d’auts2a régule l’abondance d’ARNs maternels responsables du développement précoce de l’embryon avant que celui-ci exprime ses propres gènes. Ce travail est l’un des rare à associer des modifications non-génétiques de l’ovocyte (ici, des différences d’abondance d’ARNs maternels) médiées par l’expression maternelle d’un unique gène, avec des variations phénotypiques long-terme chez la descendance. Plus généralement, il questionne le rôle de l’expression ovocytaire d’autres gènes de neurodéveloppement dans le contrôle du comportement de la descendance et la conservation des mécanismes associés.

Staphylococcus aureus est une bactérie commensale et pathogène responsable d’un large spectre d’infections. Pour permettre une adaptation rapide et efficace aux signaux environnementaux, S. aureus possède un réseau de régulation précis et complexe. Dans ce réseau, les ARN régulateurs (ARNreg) apparaissent comme des modulateurs post-transcriptionnels importants. Les ARNreg sont généralement définis comme des ARN non codants, petits, stables, avec des fonctions de régulation sur leurs cibles. À ce jour, environ 200 ARNreg ont été identifiés chez S. aureus. Dans ce travail, nous avons étudié l’un d’eux : Srn_9342. Cet ARNreg est transcrit sous deux formes – une courte (Srn_9342S) et une longue (Srn_9342L) – partageant la même extrémité 5’ et dont l’annotation chevauche avec la séquence codante située en amont. Il s’agissait ainsi de caractériser l’expression du gène srn_9342, d’identifier ces cibles et de définir sa fonction biologique. Un profil d'expression spécifique a été observé, avec une permutation de Srn_9342S vers Srn_9342L en fonction de la densité cellulaire. La découverte d’un promoteur spécifique pour srn_9342 a révélé qu’il s’agit du premier cas d’ARNreg dérivé d’une région 3’ UTR d’ARNm de type I identifié chez S. aureus. De plus, nous avons montré que l’expression de Srn_9342L est dépendante de SigB L’identification de ces cibles ARN par MAPS, a identifié l’ARNm hemQ, codant une coproporphyrine décarboxylase impliquée dans la biosynthèse de l'hème, et l’ARNIII, un ARNreg central de la virulence, comme cibles directes de Srn_9342. Enfin, les rôles de cet ARNreg dans la régulation de la biosynthèse de l'hème, la formation du phénotype SCV et la virulence ont été démontrés.

L'holoprosencéphalie (HPE) est une maladie rare qui affecte le développement de la ligne médiane du cerveau antérieur dès les premiers stades embryonnaires, rendant son diagnostic moléculaire complexe. Elle résulte principalement d’altérations génétiques entraînant une réduction de l'activité de la voie de signalisation Sonic Hedgehog (SHH). Cependant, un diagnostic moléculaire précis n’est possible que pour 30% des patients, ce qui souligne l’importance de développer des nouvelles approches diagnostiques. Le principal obstacle réside dans l'impossibilité d'accéder au tissu primaire affectée par la pathologie, soit le neuroectoderme antérieur. Pour surmonter cet obstacle, j’ai mis au point un modèle in vitro du développement du neuroectoderme antérieur en utilisant des cellules souches pluripotentes induites. Ce modèle m’a permis de produire des données transcriptomiques permettant d’évaluer les impacts moléculaires de la déficience en SHH et de définir des signatures transcriptomiques décrivant les variations de l'activité de la voie SHH pouvant être corrélées à la sévérité des phénotypes d’HPE. Ce travail a également révélé de nouveaux gènes co-exprimés et régulés par SHH, qui pourraient constituer de nouveaux marqueurs génétiques de l'HPE. Ces avancées ouvrent la voie à la création d’outils de diagnostic innovants, visant à améliorer la précision du diagnostic pour les patients atteints d'HPE.

L’augmentation des températures peut exacerber l’impact qu’ont les ectothermes invasifs dans les régions froides, où les envahisseurs, souvent importés de régions plus tempérées, sont susceptibles de bénéficier de températures plus chaudes. L’hypothèse selon laquelle les espèces indigènes sont lésées et les espèces invasives bénéficient des températures plus chaudes, a été explorée en utilisant comme étude de cas une mouche indigène et invasive des îles subantarctiques Crozet et Kerguelen, respectivement. Calliphora vicina (Robineau-Desvoidy 1830) est une mouche à viande invasive à Kerguelen dont la progéniture partage les ressources en charogne avec la mouche aptère indigène Anatalanta aptera (Eaton 1875). En utilisant un suivi de population à long terme, des relevés de température et des expériences, nous avons montré que l’augmentation des températures pourrait expliquer l'établissement et l'expansion plus large de C. vicina, invasive localement. En revanche, A. aptera souffre d'une reproduction réduite lorsqu'elle est exposée à des stress thermiques plus élevés et plus fréquents. Nous avons également étudié les habitudes alimentaires d'une autre espèce invasive, Merizodus soledadinus (Guerin-Meneville, 1930), un prédateur connu d'A. aptera et un prédateur potentiel de C. vicina. Des essais expérimentaux d'alimentation ont montré que cette espèce préfère les larves aux autres stades de développement des insectes et que son régime alimentaire est très varié, ce qui signifie que de nombreuses espèces sont potentiellement exposées à un risque de déprédation dans les zones où les populations de sa proie préférée (A. aptera) sont réduites.

Plusieurs espèces appartenant au genre bactérien Mycoplasma sont responsables d'infections chez les ruminants, les porcs et les volailles, entraînant des pertes économiques majeures dans ces secteurs de production. Chez les bactéries pathogènes, dont les mycoplasmes, certains éléments sécrétés sont impliqués dans l’interaction hôte-pathogène. Ces travaux de thèse visent à examiner au sein de différentes espèces la présence de deux éléments du sécrétome mycoplasmique : (i) la capsule polysaccharidique (CPSs) et (ii) les nucléases à activité DNasique. Parmi les espèces étudiées, un β-(1->6)-glucane à variation de phase a été mis en évidence chez le pathogène aviaire M. iowae avec, comme chez les mycoplasmes des ruminants, une diversité intra-espèce. L’étude de la sécrétion des CPSs par des approches biochimiques a également contribué à la mise en évidence de la production d’une capsule de β-(1->6)-glucofuranose sécrété par M. fermentans. Il s’agit de la première description de ce CPS sous forme d’homopolymère chez les bactéries. La reconstruction in silico des voies métaboliques des CPSs élargie à d’autres espèces de mycoplasmes a permis d’introduire des éléments de classification des synthases, enzymes permettant la polymérisation des polysaccharides, et leur export à la capsule. Concernant la présence de nucléases à activité DNasique, trois méthodes ont été testées, basées sur l’observation de la dégradation in vitro de trois sources d’ADN. Les résultats des trois tests sont concordants. Ils ont mis en évidence la capacité de M. gallisepticum et M. iowae infectant les volailles, et de M. hyopneumoniae, M. hyorhinis et M. flocculare infectant les porcs à dégrader les ADNs. En revanche, nous n’avons pas détecté de DNases sécrétées par M. synoviae et certains mycoplasmes appartenant au cluster mycoides. Ces résultats pourraient aider à mettre en lien la diversité intra et inter-espèce des éléments sécrétés et les pouvoirs pathogènes variables des bactéries du genre Mycoplasma.

Grâce à diverses techniques, notamment la microscopie et la biologie moléculaire, la chromatine a été décrite comme une structure hiérarchique à plusieurs échelles. Toutefois, ce modèle bien défini a été remis en question par des découvertes récentes suggérant que les fibres de chromatine soient plutôt disposées de manière irrégulière dans le noyau. De plus, la structure de la chromatine, au lieu d'être rigide et régulière, semble comme une structure plastique qui peut être réorganisée à différentes échelles pour remplir diverses fonctions nucléaires. En particulier, dans le contexte des lésions à l'ADN, l'activation de la réponse aux dommages de l'ADN (DDR) modifie l'organisation de la chromatine afin de faciliter l'accès aux lésions et de restaurer l'intégrité génomique avec précision. Ce processus de remodelage de la chromatine implique de nombreux acteurs de la réparation de l'ADN.Parmi ceux-ci, l'ADP-ribosylation, une modification post-traductionnelle, favorise le remodelage de la chromatine aux premiers stades de la DDR, soit en modifiant les histones, soit en recrutant plusieurs remodeleurs de la chromatine. Au cours de ma thèse, par le biais de la microscopie de super-resolution, j'ai obtenu une description préliminaire à l’échelle du nucleosome de la structure de la chromatin et de son remodelage à proximité des sites de lésions de l'ADN. Par ailleurs, grâce à l’utilisation de méthodes d’imagerie de cellules vivantes, j'ai pu déterminer le rôle de l'ADP-ribosylation dans le recrutement du complexe de remodelage de la chromatine ACF aux dommages à l’ADN. Enfin, j'ai examiné les fonctions potentielles des complexes de remodelage ACF et CHRAC au cours la réparation de l'ADN.

D. suzukii est un ravageur majeur des cultures de fruits. La femelle, grâce à un son ovipositeur cranté, pond directement dans les fruits mûrs et les larves en consomment la chair, causant des pertes économiques importantes. A l’heure actuelle, l’urgence est d’approfondir les connaissances fondamentales sur l’écologie saisonnière des populations de D. suzukii afin de mieux anticiper et prédire la dynamique des populations d’une année à l’autre. Les modèles actuels de dynamique des populations pour D. suzukii sont insuffisants et ne parviennent pas à prédire de façon fiable les variations interannuelles de l’abondance des populations. L’objectif de mes travaux de thèse était de collecter les données fondamentales nécessaire à la création d’un modèle de dynamique des populations, en étudiant l’influence des températures sur les traits d’histoire de vie de D. suzukii, et aussi d’élucider les stratégies d’hivernation chez cette espèce. Les expérimentations, qui ont impliqué des régimes thermiques aussi bien constants que fluctuants et également des applications sur le terrain, ont permis de mettre en lumière la présence ainsi que la capacité d’acclimatation des stades pré-imaginaux et imaginaux pendant l’hiver même lors d’épisodes de températures négatives, et également une stratégie de dispersion des risques (bet-hedging) a été observée. Ces travaux ont également permis de décrire une possible quiescence reproductive légère chez les mâles et les femelles pendant l’hiver. Enfin, il a été montré que grâce à ces différentes stratégies adaptatives complémentaires de survie à l’hiver, les mâles et les femelles sénescents à la sortie de l’hiver, semblent avoir les capacités reproductives pour relancer les populations de D. suzukii au printemps. Un modèle de dynamique des populations pour D. suzukii est en cours de construction et intégrera aussi bien les paramètres des différentes normes de réaction thermique que les réponses plastique sous-jacentes à la dynamique saisonnière.

Les interactions entre tissu adipeux et musculaire, bien étudiées chez les mammifères, restent peu explorées chez les poissons. La truite arc-en-ciel, qui présente une croissance continue, représente un modèle pertinent pour l’étude de l'influence du tissu adipeux sur la croissance musculaire. Nous avons établi un modèle inédit de coculture indirecte chez les poissons, révélant que les adipocytes matures influencent le développement des cellules musculaires in vitro via des facteurs solubles. Nous observons que les adipocytes inhibent la différenciation des cellules myogéniques sans impacter leur prolifération ou l'engagement des myoblastes. De plus, notre travail met en évidence la présence de fibro-adipogenic progenitors (FAP) dans le muscle de truite et leur prolifération accrue en présence d’adipocytes. Une étude de lignées divergentes, sélectionnées pour une forte (lignée grasse) ou faible (lignée maigre) adiposité musculaire, montre une proportion plus élevée de FAP dans la lignée grasse. Nos résultats indiquent que les FAP pourraient accélérer la différenciation des myoblastes in vitro, suggérant ainsi une communication complexe impliquant trois types cellulaires. Ces travaux apportent un éclairage nouveau sur les interactions entre tissu adipeux et musculaire chez la truite arc-en-ciel et ouvrent des perspectives pour de futures recherches dans ce domaine peu exploré.

Les épithéliums sont des tissus composés de cellules polarisées qui s'appuient sur des signaux de polarité apicale-basale, des changements dans l'adhésion cellulaire et des interactions avec le cytosquelette pour intégrer les stimuli et produire des réponses coordonnées afin de maintenir l'homéostasie. Les jonctions cellulaires doivent être robustes tout en restant plastiques pour permettre des réarrangements cellulaires collectifs sans compromettre la survie de l'organisme. Dans le cadre de mes travaux, j'ai mis en évidence une nouvelle fonction non exclusive des jonctions septées (SJ), qui empêche l'activation des caspases et l'élimination par la compétition cellulaire. J'ai également identifié comment la perte de SJ synergize avec RasV12 pour promouvoir la délamination collective apicale et basale. J'ai caractérisé le remodelage spatio-temporel des complexes jonctionnels et du réseau du cytosquelette afin de déchiffrer la séquence d'événements nécessaires pour que les cellules forment des plis tissulaires et subissent une délamination collective apical ou basal. Nos collaborateurs ont développé un modèle in silico pour étudier les propriétés mécaniques du disque oculaire lors de la perturbation des événements de remodelage que j'ai identifiés. Nos résultats in silico et in vivo révèlent que la cytoarchitecture des tissus et des changements dans l'adhésion cellulaire régissent la directionnalité avec laquelle les tumeurs vivent délaminent collectivement hors d'un épithélium, une propriété qui est essentielle pour déterminer le destin des tumeurs. Mes travaux mettent en évidence de nouvelles fonctions non-occlusives de la SJ dans la prévention de l'extrusion cellulaire et caractérisent comment la perte de l'intégrité des SJ dans des tumeurs déclenchent la progression tumorale. En outre, ils révèlent comment l'architecture tissulaire et les changements dans l'adhésion cellulaire régissent la directionnalité de la délamination collective apicale et basale, offrant de nouvelles perspectives sur la façon dont les SJ fonctionnent pour préserver l'homéostasie tissulaire et prévenir la transformation néoplasique.