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International audience; A multiple cell imaging approach combining immunofluorescence by confocal microscopy, fluorescence spectral analysis by multiphotonic microscopy, and transmission electron microscopy identified the site of accumulation of 4-O-(3-methoxybenzaldehyde) β-d-glucoside, a phenol glucoside massively stockpiled by vanilla fruit. The glucoside is sufficiently abundant to be detected by spectral analysis of its autofluorescence. The convergent results obtained by these different techniques demonstrated that the phenol glucoside accumulates in the inner volume of redifferentiating chloroplasts as solid amorphous deposits, thus ensuring phenylglucoside cell homeostasis. Redifferentiation starts with the generation of loculi between thylakoid membranes which are progressively filled with the glucoside until a fully matured organelle is obtained. This peculiar mode of storage of a phenolic secondary metabolite is suspected to occur in other plants and its generalization in the Plantae could be considered. This new chloroplast-derived organelle is referred to as a 'phenyloplast'.

Background: Dyslipidemia associated with obesity often manifests as increased plasma LDL and triglyceride-rich lipoprotein levels suggesting changes in hepatic lipoprotein receptor status. Persistent organic pollutants have been recently postulated to contribute to the obesity etiology by increasing adipogenesis, but little information is available on their potential effect on hepatic lipoprotein metabolism. Objective: The objective of this study was to investigate the effect of the common environmental pollutant, benzo[] pyrene (B[alpha]P) on two lipoprotein receptors, the LDL-receptor and the lipolysis-stimulated lipoprotein receptor (LSR) as well as the ATP-binding cassette transporter A1 (ABCA1) using cell and animal models. [br/] Results: LSR, LDL-receptor as well as ABCA1 protein levels were significantly decreased by 26-48% in Hepa1-6 cells incubated (, 2 h) in the presence of B[alpha]P (

International audience; Phytic acid (PA) is the main phosphorus storage form in plant seeds. It is recognized as an anti-nutrient for humans and non-ruminant animals, as well as one of the major sources of phosphorus that contributes to eutrophication. Therefore, engineering plants with low PA content without affecting plant growth capacity has become a major focus in plant breeding. Nevertheless, lack of knowledge on the role of PA seed reserves in regulating plant growth and in maintaining ion homeostasis hinders such an agronomical application. In this context, we report here that the over-expression of the bacterial phytase PHY-US417 in Arabidopsis leads to a significant decrease in seed PA, without any effect on the seed germination potential. Interestingly, this over-expression also induced a higher remo-bilization of free iron during germination. Moreover, the PHY-over-expressor lines show an increase in inorganic phosphate and sulfate contents, and a higher biomass production after phosphate starvation. Finally, phosphate sensing was altered because of the changes in the expression of genes induced by phosphate starvation or involved in phosphate or sulfate transport. Together, these results show that the over-expression of PHY-US417 reduces PA concentration, and provide the first evidence for the involvement of PA in the regulation of sulfate and phosphate homeostasis and signaling.

Although nitrogen (N) is often combined with carbon (C) in organic molecules, C passes from the air to the soil through plant photosynthesis, whereas N passes from the soil to plants through a chain of microbial conversions. However, dynamic models do not fully consider the microorganisms at the centre of exchange processes between organic and mineral forms of N. This study monitored the transfer of 14C and 15N between plant materials, microorganisms, humified compartments, and inorganic forms in six very different ecosystems along an altitudinal transect. The microbial conversions of the 15N forms appear to be strongly linked to the previously modelled C cycle, and the same equations and parameters can be used to model both C and N cycles. The only difference is in the modelling of the flows between microbial and inorganic forms. The processes of mineralization and immobilization of N appear to be regulated by a two-way microbial exchange depending on the C : N ratios of microorganisms and available substrates. The MOMOS (Modelling of Organic Matter of Soils) model has already been validated for the C cycle and also appears to be valid for the prediction of microbial transformations of N forms. This study shows that the hypothesis of microbial homeostasis can give robust predictions at global scale. However, the microbial populations did not appear to always be independent of the external constraints. At some altitudes their C : N ratio could be better modelled as decreasing during incubation and increasing with increasing C storage in cold conditions. The ratio of potentially mineralizable-15N/inorganic-15N and the 15N stock in the plant debris and the microorganisms was modelled as increasing with altitude, whereas the 15N storage in stable humus was modelled as decreasing with altitude. This predicts that there is a risk that mineralization of organic reserves in cold areas may increase global warming.

Une des applications les plus novatrices des approches métabolomiques est l’analyse cinétique, sur un même individu, des changements du métabolome (trajectoire métabolomique) lors de l’adaptation du métabolisme à une altération du régime. L’objet du présent travail est de valider la possibilité d’une approche de ce type à l’échelle de la journée, en utilisant un modèle de mini porc cathétérisé permettant des suivis longitudinaux. Trois miniporcs Gottingen ont été nourris avec un repas test et des échantillons de sang ont été prélevés à jeun puis 1, 2, 3 et 4h après le repas à l’aide d’un cathéter artériel. Nous avons mesuré les taux circulants de glucose, insuline, triglycérides, lactate et urée ainsi que le métabolome plasmatique par UPLC-MS (QToF). L’étude du métabolome montre que les niveaux circulants d’environ 50% des métabolites détectés sont altérés lors de l’ingestion du repas, confortant l’idée que le repas constitue un perturbateur majeur du phénotype des métabolites plasmatiques. Les analyses statistiques multivariées permettent la discrimination des animaux à jeun des animaux nourris (quel que soit le point de cinétique). La trajectoire métabolique peut être expliquée en trois étapes : une 1 ère à t0, une 2 ème regroupant les points t1 et t2 et une 3 ème comprenant les points t3 et t4. La différence entre les points t0 et t1-t2 peut être expliquée par l’augmentation des taux d’acides aminés et de glucides simples, ainsi que une forte diminution des taux des lipides. La rupture entre les points t1-t2 et t3-t4 reste encore inexpliquée et les identifications sont en cours pour expliquer cette discrimination spécifique. Nous avons ainsi montré que l’utilisation d’une approche globale, la métabolomique, couplée à un modèle animal permettant une étude cinétique était capable de discriminer des phases adaptatives spécifiques à l’ingestion du repas. Nous avons ainsi décomposé en 3 étapes clés l’adaptation du métabolisme à l’ingestion du repas test : à jeun, nourri après 1-2h et nourri après 3-4h. La connaissance de ces données cinétiques est cruciale pour déterminer (i) les moments clés au cours desquels des analyses du métabolisme plus approfondies mériteront d’être réalisées (ii) établir des hypothèses sur les molécules et métabolites responsables des variations de l’homéostasie qui pourront être ciblées par la suite.

Découverte de BRET pour l'étude de la transduction du signal et du criblage de molécules. Journée Arpège, IGF

Les mycotoxines sont des métabolites secondaires des moisissures qui peuvent naturellement contaminer de nombreux supports (céréales, fruits, papiers peints, compost). Dans ces travaux de thèse, nous avons focalisé notre intérêt sur deux mycotoxines produites principalement par les champignons du genre Fusarium, appartenant toutes deux au même groupe des trichothécènes, le déoxynivalénol (DON) et la toxine T-2 (T-2). Les objectifs de cette thèse ont été de déterminer les effets de ces deux toxines sur la mise en place des réponses immunitaires au sein de la muqueuse respiratoire et intestinale. L’ensemble de ces études a été réalisé chez le porc, espèce cible de ces contaminants et animal modèle pour l’Homme. Les résultats de ces travaux ont montré que ces deux toxines affectent la réponse immunitaire. Au niveau du tractus respiratoire, une faible dose de toxine T-2 altère l’activation des macrophages alvéolaires lorsqu’ils sont stimulés par les agonistes des TLRs -4, -2/6 (lipopolysaccharides et acides lipoteichoïques, respectivement) en diminuant la synthèse du composé antimicrobien NO et des cytokines pro-inflammatoires IL-1β et TNF-α. Cette immunosuppression pourrait alors conduire à une susceptibilité plus accrue des porcs à des infections opportunistes. Au niveau du tractus intestinal, à l’état basal, nous avons mis en évidence que le DON comme la toxine T-2 induit une forte réponse inflammatoire innée associée à la stimulation de la voie IL-17 en inhibant le développement des cellules T régulatrices. Des études mécanistiques ont permis de déterminer que les cytokines associées à la voie IL-17 suite à une exposition aux trichothécènes, sont produites par une des sous-populations de cellules T innées, les cellules Tγδ productrices d’IL-17. La troisième partie de ce travail a porté sur l’utilisation de la souche Lactobacillus sobrius DSM 16698T dans le but de lutter contre les effets immunomodulateurs générés lors d’une exposition aux trichothécènes. Les résultats de ce travail ont montré que cette souche bactérienne est capable de réduire les effets inflammatoires IL-17 et de rétablir les paramètres impliqués dans les fonctions de la barrière intestinale, suite à une exposition ex vivo et in vivo au DON. En revanche, cette souche a peu d’effet contre la toxine T-2. L’ensemble de ce travail de thèse suggère donc qu’une exposition à de faibles doses de trichothécènes pourrait accroître la susceptibilité des animaux aux perturbations de nature infectieuse ou inflammatoire.

The skin epidermis ensures critical vital functions: it represents the first line of defense against external aggressions.The Epidermal Proliferative Unit (EPU) and the stochastic model are two opposite theories that have been proposed to explain the homeostasis of the interfollicular epidermis (IFE). During my thesis, we addressed this question. We used two inducible CREER transgenic mouse models (K14CREER and InvCREER) to labeled basal cells of the IFE using the RosaYFP reporter system, allowing us to follow their fate. Using confocal microscopy to analyze the basal YFP positive clones induced, we demonstrated the existence of two distinct basal progenitors. The mathematical modeling of our data set confirmed this observation and clearly demonstrated the existence of a quiescent stem cell (SC) population (targeted by the K14 promoter), which eventually gives rise to a more rapidly proliferating cells, the committed progenitors (CPs, targeted by the Inv promoter) that participate actively to replace the IFE cells lost during the normal turnover of the tissue. By using an independent genetic mouse model (K5tTA tetO-H2BGFP) and by studying the transcriptional profiling of the two basal populations, we confirmed our hypothesis, and thus reconciling the two seemingly opposite EPU and stochastic models. Finally, we challenged the function of the K14 SCs and Inv CPs during IFE wound healing. Conversely to what happens during homeostasis, we observed that SCs are massively proliferating and participating to the repair and maintenance of the damaged area, while CPs are poorly recruited to the wound.The skin is also a highly sensitive organ, which contains many different receptors specialized in a precise sensation, and richly innervated by somatosensory neurons.The Merkel Cells (MCs) are mechanoreceptors present in the basal layer of the IFE that have features of both neurons and keratinocytes, and might be implicated in the development of a rare but very aggressive skin tumor. Since their discovery in 1875, many studies claimed the neural crest cells (NCCs) or the epidermal progenitors are at the origin of MC, but no clear evidence has been proposed. During my thesis, we were also interested in the embryonic origin of the MC. We used different transgenic mouse models to assess the NCC (Wnt1CRE and Pax3CRE RosaYFP) and the epidermal (K14CRE RosaYFP) hypotheses and we finally demonstrated that MC arise from embryonic epidermal progenitors. Using induction of adult epidermis transgenic mouse (K14CREER RosaYFP, K15CREPR RosaYFP), we showed that the epidermis also participates to the renewing of adult MC. Finally, we deleted the Math1 gene in all the MC progenitors (K14CRE Mathfl/fl) of mouse embryos, resulting in the absence of MCs in adult mice, demonstrating the importance of this transcription factor for MCs specification during embryogenesis., Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques, info:eu-repo/semantics/nonPublished

The ability of Rubrivivax to adapt to its environment (aerobic versus anaerobic) relay on its ability to assemble different complexes involved respiration or photosynthesis pathways. These complexes require cofactors such as heme or chlorophylls, and metals such as magnesium, iron and copper. In particular, copper (Cu) is an essential trace element required for the assembly and the activity of the cytochrome c oxidase in the aerobic respiratory chain. Excess Cu however, is toxic and can originate in various cellular damages. In the absence of a tight control of copper entrance in the cells, bacteria have evolved different efflux systems to control copper concentration within the cytoplasm and the membrane. Very few data are available on the copper homeostasis systems in photosynthetic bacteria. We therefore studied the copper homeostasis system in Rubrivivax gelatinosus to understand how these microorganisms can deal with excess copper. In this work, I have identified several genes involved in copper tolerance. Central to this system, the P1B-type Cu⁺-ATPase CopA plays a major role in copper tolerance and translocates copper from the cytoplasm to the periplasm. The outlet of copper in the periplasm varies depending on the species. Cu can be sequestrated, oxidized or released outside the cells. Here I describe the identification CopI, a periplasmic protein present in many proteobacteria including Pseudomonas and Cupriavidus and show its requirement for copper tolerance in Rubrivivax under both aerobic and anaerobic conditions. Expression of both CopA and CopI is induced under excess copper and is regulated by CopR, a MerR regulator sensitive to changes in copper concentration. Rubrivivax genome encodes two P1B-type Cu⁺-ATPases, CopA and CtpA. My work confirmed that despite the sequence homology between these copper ATPases, they fulifill two different physiological roles in the cell. CopA is vital for tolerance to Cu while CtpA has a role in the insertion of Cu within cuproproteines. Furthermore, I showed that excess copper in the copA⁻ null mutant resulted in a substantial decrease of the cytochrome c oxidase and the photosystem under microaerobic and anaerobic conditions together with the extrusion of coproporphyrin III. Analyses of the mutant indicated that copper targeted the tetrapyrrole biosynthesis pathway at the level of the coproporphyrinogen III oxidase HemN and thereby affects the heme and chlorophyll containing complexes, the oxidase and the photosystem. These results, as well as published work by Macomber (Macomber and Imlay 2009) suggest that Cu target the 4Fe-4S clusters and that this metal may have played a role in the emergence of bimetallic enzymes to replace 4Fe-4S clusters during the appearance of oxygen in the atmosphere.Analyses of CopI expression and the copI⁻ null mutant, demonstrate that CopI is required for copper tolerance, and in the absence of an E. coli Cus-like copper efflux system in R. gelatinosus, my results strongly suggest that CopI is the major copper handling protein within the membrane. Altogether, my results allowed me to draw a comprehensive picture of the copper tolerance system within the purple photosynthetic bacterium Rubrivivax gelatinosus and probably other proteobacteria that possess a homologue of copI gene.; L’adaptabilité des cellules aux changements environnementaux repose sur leur capacité à mettre en place des complexes enzymatiques qui régulent leurs différentes voies métaboliques. Ces complexes protéiques nécessitent des cofacteurs (hème et métaux) comme le cuivre. En effet, le cuivre est un oligoélément essentiel pour la survie des organismes vivants, il est notamment présent dans des complexes tels que la cytochrome c oxydase de la chaine respiratoire aérobie. Cependant, l’excès de Cu est aussi néfaste pour la cellule. Il génère du stress oxydatif responsable de divers dommages cellulaires. Il est donc nécessaire aux cellules de contrôler la prise en charge du cuivre afin d’assurer la régulation de sa concentration intracellulaire. Dans ce travail, nous avons étudié le système de tolérance au cuivre chez Rubrivivax gelatinosus. J’ai identifié plusieurs gènes impliqués dans ce système, un de ces gènes code pour un transporteur de cuivre CopA (homologue aux ATP7A/ATP7B de l’homme). Les autres gènes codent pour : un régulateur de ce système sensible aux variations du cuivre CopR et deux protéines solubles (CopI et CopJ) fortement induites dans des conditions d’excès de cuivre. J’ai également montré que malgré l’homologie de séquence entre les pompes à cuivre CopA et CtpA (identifiées auparavant au laboratoire) ; elles remplissent deux rôles physiologiques différents dans la cellule. CopA est vitale pour la tolérance au Cu alors que CtpA a un rôle dans l’insertion du Cu au sein des cuproprotéines. Par ailleurs, j’ai montré qu’en absence de CopA, la toxicité du cuivre est plus importante dans les conditions de croissance en microaérobie ou en photosynthèse anaérobe. En effet, l’excès du Cu affecte la voie de biosynthèse des porphyrines (hèmes et bactériochlorophylles) reflété par l’accumulation d’un intermédiaire de cette voie, la coproporphyrine III. Cette accumulation résulte de l’effet de l’excès du cuivre sur la coproporphyrine III oxydase (HemN) probablement en déstabilisant son cluster [4Fe-4S]. Ces résultats sont soutenus par le fait que l’effet toxique du cuivre sur les tétrapyrolles n’est pas observé à forte aération en raison de la substitution de HemN par une enzyme à centre bimétalliques HemF. Cette dernière tolère et utilise l’oxygène, notre étude suggère qu’elle tolère aussi le cuivre. Les résultats obtenus sur les cibles du cuivre en anaérobie au cours de cette étude ainsi que celle publiés par Macomber (Macomber and Imlay 2009), suggèrent que les métaux ont pu éventuellement jouer un rôle dans l’émergence des enzymes à clusters bimétalliques lors du passage à une atmosphère oxygénique permettant une adaptation à l’augmentation de la toxicité de certains métaux. L’ensemble des résultats obtenus à partir de l’analyse des différents mutants au cours de cette étude sur la tolérance au cuivre chez R. gelatinosus me permet de proposer un modèle d’efflux du cuivre différent de celui d’E. coli. Je propose d’attribuer un rôle crucial aux protéines solubles CopI et CopJ qui fixeraient probablement le cuivre grâce aux nombreux résidus histidines et méthionines. Leurs rôles seraient soit de séquestrer le cuivre au niveau du périplasme, soit de l’oxyder ou encore de l’excréter vers un système d’efflux de la membrane externe afin de le chasser de la cellule.

The ability of Rubrivivax to adapt to its environment (aerobic versus anaerobic) relay on its ability to assemble different complexes involved respiration or photosynthesis pathways. These complexes require cofactors such as heme or chlorophylls, and metals such as magnesium, iron and copper. In particular, copper (Cu) is an essential trace element required for the assembly and the activity of the cytochrome c oxidase in the aerobic respiratory chain. Excess Cu however, is toxic and can originate in various cellular damages. In the absence of a tight control of copper entrance in the cells, bacteria have evolved different efflux systems to control copper concentration within the cytoplasm and the membrane. Very few data are available on the copper homeostasis systems in photosynthetic bacteria. We therefore studied the copper homeostasis system in Rubrivivax gelatinosus to understand how these microorganisms can deal with excess copper. In this work, I have identified several genes involved in copper tolerance. Central to this system, the P1B-type Cu⁺-ATPase CopA plays a major role in copper tolerance and translocates copper from the cytoplasm to the periplasm. The outlet of copper in the periplasm varies depending on the species. Cu can be sequestrated, oxidized or released outside the cells. Here I describe the identification CopI, a periplasmic protein present in many proteobacteria including Pseudomonas and Cupriavidus and show its requirement for copper tolerance in Rubrivivax under both aerobic and anaerobic conditions. Expression of both CopA and CopI is induced under excess copper and is regulated by CopR, a MerR regulator sensitive to changes in copper concentration. Rubrivivax genome encodes two P1B-type Cu⁺-ATPases, CopA and CtpA. My work confirmed that despite the sequence homology between these copper ATPases, they fulifill two different physiological roles in the cell. CopA is vital for tolerance to Cu while CtpA has a role in the insertion of Cu within cuproproteines. Furthermore, I showed that excess copper in the copA⁻ null mutant resulted in a substantial decrease of the cytochrome c oxidase and the photosystem under microaerobic and anaerobic conditions together with the extrusion of coproporphyrin III. Analyses of the mutant indicated that copper targeted the tetrapyrrole biosynthesis pathway at the level of the coproporphyrinogen III oxidase HemN and thereby affects the heme and chlorophyll containing complexes, the oxidase and the photosystem. These results, as well as published work by Macomber (Macomber and Imlay 2009) suggest that Cu target the 4Fe-4S clusters and that this metal may have played a role in the emergence of bimetallic enzymes to replace 4Fe-4S clusters during the appearance of oxygen in the atmosphere.Analyses of CopI expression and the copI⁻ null mutant, demonstrate that CopI is required for copper tolerance, and in the absence of an E. coli Cus-like copper efflux system in R. gelatinosus, my results strongly suggest that CopI is the major copper handling protein within the membrane. Altogether, my results allowed me to draw a comprehensive picture of the copper tolerance system within the purple photosynthetic bacterium Rubrivivax gelatinosus and probably other proteobacteria that possess a homologue of copI gene.; L’adaptabilité des cellules aux changements environnementaux repose sur leur capacité à mettre en place des complexes enzymatiques qui régulent leurs différentes voies métaboliques. Ces complexes protéiques nécessitent des cofacteurs (hème et métaux) comme le cuivre. En effet, le cuivre est un oligoélément essentiel pour la survie des organismes vivants, il est notamment présent dans des complexes tels que la cytochrome c oxydase de la chaine respiratoire aérobie. Cependant, l’excès de Cu est aussi néfaste pour la cellule. Il génère du stress oxydatif responsable de divers dommages cellulaires. Il est donc nécessaire aux cellules de contrôler la prise en charge du cuivre afin d’assurer la régulation de sa concentration intracellulaire. Dans ce travail, nous avons étudié le système de tolérance au cuivre chez Rubrivivax gelatinosus. J’ai identifié plusieurs gènes impliqués dans ce système, un de ces gènes code pour un transporteur de cuivre CopA (homologue aux ATP7A/ATP7B de l’homme). Les autres gènes codent pour : un régulateur de ce système sensible aux variations du cuivre CopR et deux protéines solubles (CopI et CopJ) fortement induites dans des conditions d’excès de cuivre. J’ai également montré que malgré l’homologie de séquence entre les pompes à cuivre CopA et CtpA (identifiées auparavant au laboratoire) ; elles remplissent deux rôles physiologiques différents dans la cellule. CopA est vitale pour la tolérance au Cu alors que CtpA a un rôle dans l’insertion du Cu au sein des cuproprotéines. Par ailleurs, j’ai montré qu’en absence de CopA, la toxicité du cuivre est plus importante dans les conditions de croissance en microaérobie ou en photosynthèse anaérobe. En effet, l’excès du Cu affecte la voie de biosynthèse des porphyrines (hèmes et bactériochlorophylles) reflété par l’accumulation d’un intermédiaire de cette voie, la coproporphyrine III. Cette accumulation résulte de l’effet de l’excès du cuivre sur la coproporphyrine III oxydase (HemN) probablement en déstabilisant son cluster [4Fe-4S]. Ces résultats sont soutenus par le fait que l’effet toxique du cuivre sur les tétrapyrolles n’est pas observé à forte aération en raison de la substitution de HemN par une enzyme à centre bimétalliques HemF. Cette dernière tolère et utilise l’oxygène, notre étude suggère qu’elle tolère aussi le cuivre. Les résultats obtenus sur les cibles du cuivre en anaérobie au cours de cette étude ainsi que celle publiés par Macomber (Macomber and Imlay 2009), suggèrent que les métaux ont pu éventuellement jouer un rôle dans l’émergence des enzymes à clusters bimétalliques lors du passage à une atmosphère oxygénique permettant une adaptation à l’augmentation de la toxicité de certains métaux. L’ensemble des résultats obtenus à partir de l’analyse des différents mutants au cours de cette étude sur la tolérance au cuivre chez R. gelatinosus me permet de proposer un modèle d’efflux du cuivre différent de celui d’E. coli. Je propose d’attribuer un rôle crucial aux protéines solubles CopI et CopJ qui fixeraient probablement le cuivre grâce aux nombreux résidus histidines et méthionines. Leurs rôles seraient soit de séquestrer le cuivre au niveau du périplasme, soit de l’oxyder ou encore de l’excréter vers un système d’efflux de la membrane externe afin de le chasser de la cellule.

Les cellules T mémoires (Tm) protègent l’organisme contre les réinfections de pathogènes qu’il a déjà combattu. Les Tm possèdent plusieurs propriétés en commun avec les cellules souches hématopoïétiques (CSH), notamment la capacité de se différencier, de s’auto-renouveler et de maintenir une population relativement constante au sein de l’organisme via des mécanismes homéostatiques. Il a été démontré que Hoxb4, un membre de la famille des facteurs de transcription Hox, était capable d’induire l’expansion des CSH in vivo et in vitro de façon rapide. Au vu de ces parallèles, nous avons posé l’hypothèse que la surexpression de Hoxb4 pourrait induire l’expansion de populations de Tm. Nous avons analysé les populations de Tm et lymphocytes T naïfs (Tn) dans les organes lymphoïdes de souris transgéniques surexprimant Hoxb4 et les avons comparées à des souris de type sauvage (wt). Alors que la fréquence des cellules T matures Hoxb4 diminuait avec l’âge, leur phénotype ainsi que leur viabilité demeuraient inchangés. Ensuite, nous avons procédé à des transplantations en compétition de Tm (CD4+CD44hi) Hoxb4 et wt chez des hôtes dépourvus de lymphocytes T (CD3-/-) dans le but d’évaluer leur contribution à la reconstitution du compartiment T après 2 mois. Au final, les Tm wt avait contribué un peu plus que les Tm Hoxb4 à la reconstitution (~60%). Des analyses fonctionnelles et phénotypiques ont montré que les Tm Hoxb4 possédaient une fonctionnalité normale, mais se distinguaient des Tm wt par la présence d’une faible population qui présentait un phénotype « mémoire central » (Tcm), conférant habituellement une longévité accrue. Les cellules des ganglions lymphatiques totaux des hôtes furent transplantées de façon sérielle chez trois générations de nouveaux hôtes. Le phénotype Tcm observés chez les Tm Hoxb4 était récapitulé chez les hôtes secondaires uniquement. Les ratios sont demeurés en faveur des Tm wt lors des deux transplantations suivantes, mais les Tm Hoxb4 ont commencé à montrer un avantage compétitif chez certains hôtes quaternaires. Une transplantation en compétition à court terme de Tm Hoxb4 et wt marqués avec un marqueur cytoplasmique ont démontré la présence chez les Tm Hoxb4 seulement d’une faible population CD62Lhi proliférant lentement. Ainsi, l’expansion préférentielle de Tcm CD4 par le biais d’une sélection ou d’une différenciation induite par la surexpression de Hoxb4 pourrait potentiellement leur permettre de maintenir un état de quiescence leur permettant de persister plus longtemps suite à des transplantations sérielles., Memory T cells (Tm) protect the organism against reinfection from pathogens they’ve already encountered. Tm share characteristics with hematopoietic stem cells (HSC), such as the capacity to differentiate, self-renew and maintain a relatively constant population via homeostatic mechanisms. Hoxb4, a member of the Hox genes family of transcription factors, has been shown to expand HSCs rapidly in vivo and in vitro. Thus, drawing from these parallels we hypothesise that Hoxb4 overexpression could lead to expansion of Tm populations. Tm and naïve T cell (Tn) populations were analysed in the lymphoid organs of young and aged transgenic mice overexpressing Hoxb4 in comparison with wild type (wt) mice. While the frequencies of mature Hoxb4 T cells in lymphoid organs seemed to decline with age, the phenotype or the cell viability remained unaffected. Next, CD4+CD44hi Hoxb4 Tm were transferred into T cell deficient (CD3-/-) hosts in competition with wt CD4+CD44hi Tm and evaluated for their contribution to T cell reconstitution after 2 months. Engraftment of wt Tm in secondary lymphoid organs was slightly higher than Hoxb4 Tm (~60%). Functional assays and phenotypic analysis showed that Hoxb4 Tm exhibited normal functionality, but in contrast to wt Tm, a fraction of Hoxb4 Tm exhibited a more central memory (Tcm) phenotype, indicative of a longer lifespan. Total lymph nodes from hosts were serially re-transplanted for three generations. The Tcm phenotype of the Hoxb4 Tm present in the primary hosts was recapitulated in the secondary but not in the tertiary hosts. The ratios remained in favor of the wt Tm after two subsequent expansion rounds, but Hoxb4 Tm showed a competitive advantage over wt Tm in some quaternary hosts. Cell tracking of a short term transplantation of Hoxb4 and wt Tm in competition exposed a small population of CD62Lhi cells displaying slow proliferation in the Hoxb4 Tm only. Thus preferential CD4+ Tcm expansion by selection or differentiation could potentially allow Hoxb4 Tm to persist longer following serial transplantations due to a more quiescent state.

International audience; Microorganisms are able to adapt to different environments and evolve rapidly, allowing them to cope with their new environments. Such adaptive response and associated protections toward other lethal stresses, is a crucial survival strategy for a wide spectrum of microorganisms, including food spoilage bacteria, pathogens, and organisms used in functional food applications. The growing demand for minimal processed food yields to an increasing use of combination of hurdles or mild preservation factors in the food industry. A commonly used hurdle is low pH which allows the decrease in bacterial growth rate but also the inactivation of pathogens or spoilage microorganisms. Bacillus cereus is a well-known food-borne pathogen leading to economical and safety issues in food industry. Because survival mechanisms implemented will allow bacteria to cope with environmental changes, it is important to provide understanding of B. cereus stress response. Thus this review deals with the adaptive traits of B. cereus cells facing to acid stress conditions. The acid stress response of B. cereus could be divided into four groups (i) general stress response WO pH homeostasis, (iii) metabolic modifications and alkali production and (iv) secondary oxidative stress response. This current knowledge may be useful to understand how B. cereus cells may cope to acid environment such as encountered in food products and thus to find some molecular biomarkers of the bacterial behavior. These biomarkers could be furthermore used to develop new microbial behavior prediction tools which can provide insights into underlying molecular physiological states which govern the behavior of microorganisms and thus opening the avenue toward the detection of stress adaptive behavior at an early stage and the control of stress-induced resistance throughout the food chain.

C’est à la fin des années 1970 qu’émergea l’idée que les protéines alimentaires pouvaient, en plus de leur vocation nutritive, avoir des rôles physiologiques grâce à la présence de peptides bioactifs encryptés dans leur séquence. Les protéines laitières sont une source particulièrement bien dotée en de tels peptides et sont porteuses d’activités aussi diverses que des activités anti-hypertensives, anti-thrombotiques, anti-oxydantes, immunomodulatrices, anti-stress, anti-microbiennes, anti-virales, anti-tumorales et facilitatrices du transport de calcium ou encore de certains oligo-éléments. La littérature fait état d’un nombre impressionnant d’études sur les peptides bioactifs pour leur bénéfice-santé et le potentiel qu’ils représentent dans le développement de nouveaux aliments de prévention/aliment-santé. Il faut cependant différencier les effets physiologiques potentiels appuyés par des études in vitro et ceux réellement démontrés in vivo chez l’animal et chez l’homme. Cet éditorial se focalisera dans des domaines où les enjeux de santé sont importants notamment les risques cardiovasculaires, l’obésité, la défense immunitaire en privilégiant les résultats avec études cliniques. L’introduction très récente de la génomique fonctionnelle au travers des profils d’expressions moléculaires (ARN messagers, protéomes, métabolomes) dans le cadre des études d’interventions nutritionnelles sur les constituants actifs du lait est probablement une des voies les plus prometteuses pour mieux appréhender le mode d’action de ces peptides bioactifs. Par ailleurs ces peptides posent le problème récurrent des critères de choix qui permettraient de mieux évaluer la valeur nutritionnelle des protéines alimentaires qui, malgré une nouvelle définition où le DIAAS1 remplace le PDCAAS2 (voir Actualités), ne tient toujours pas compte du rôle de ces peptides qui interagissent sur les fonctions digestives.

The study of natural forms, their diversity, their reproducibility and their origin has always fascinated the scientists, and particularly the polygonal form of cells inmonolayer epithelia, since their observation by Hooke in 1665. The present PhD work aims to better understand tissue morphogenesis. To do so, three approaches have been combined : experimental biology, biostatistical analysis and, mainly here, biomechanical and numerical modeling. The hypothesis of the influence of mechanical efforts on the organization of forming monolayer epithelia leads to the development of a 2D cell model based on the physics of divided media, that enables form plasticity and the ability of free auto-organization. The simulations of tissue morphogenesis composed by these cells have been compared to biological observations. Besides, this approach enables the variation of parameters hardly accessible by experiments, mainly those governing the cell evolution as well as boundary conditions. Thus, the results issued from these simulations corroborate experimental data : non-proliferative tissues appear more organized than proliferative ones and apoptosis seems to be a positive regulator in morphogenetic stability. Furthermore, numerical studies show that the organization of non-proliferative tissues seems to decrease as their development speeds increase. In addition, the tissues appear more organized if the proliferation is mechanically controlled than if it is randomly governed. To conclude, this PhD work shows the importance of mechanical interactions in epithelial morphogenesis and constitutes a first promising basis for further studies in this field (3D study, cytoskeleton structuration, hyperproliferative tissue, etc.).; L'étude des formes de la nature, de leur diversité, de leur reproductibilité ainsi que de leurs origines a toujours suscité un vif intérêt et, en particulier, la forme polygonale des cellules au sein des épithéliums monocouches, depuis leur observation par Hooke en 1665. Le travail de thèse exposé à travers ce mémoire vise une meilleure compréhension de la morphogenèse de ces tissus. Pour y parvenir, trois approches ont été combinées : la biologie expérimentale du développement, l'analyse biostatistique et, principalement ici, la modélisation biomécanique et numérique. L'hypothèse d'une influence des efforts mécaniques dans l'organisation des épithéliums monocouches en formation a conduit au développement d'un modèle bidimensionnel de cellules, basé sur la physique des milieux divisés et permettant une plasticité de forme ainsi qu'une capacité de libre auto-organisation. Les simulations de morphogenèse de tissus constitués de ces cellules ont alors, d'une part, été confrontées aux observations et, d'autre part, permis de faire varier des paramètres difficilement accessibles expérimentalement, principalement ceux régissant l'évolution cellulaire ainsi que les conditions aux limites. Les résultats issus de ces simulations ont ainsi permis de corroborer ceux provenant des expérimentations : les tissus non prolifératifs sont plus organisés que les prolifératifs et l'apoptose semble jouer un rôle stabilisateur de la morphogenèse des épithéliums prolifératifs. En outre, les études numériques montrent que l'organisation des tissus non prolifératifs semble décroître quand leur vitesse de développement augmente. Par ailleurs, les tissus paraissent plus organisés avec une division et une apoptose contrôlées par des critères mécaniques plutôt que lorsque le système prolifère suivant des critères aléatoires. En conclusion, ce travail de thèse montre l'importance des interactions mécaniques dans le processus de morphogenèse épithéliale et représente une première base prometteuse pour des études futures en ce domaine (étude tridimensionnelle, structuration du cytosquelette, tissus hyperprolifératifs, etc.).

National audience; Introduction Les données épidémiologiques soutiennent la théorie du déterminisme fœtal, selon laquelle l’exposition in utéro aux perturbations métaboliques, participerait au développement du DT2 chez la descendance. Le but de ce projet est de déterminer la part de l’hyperglycémie maternelle en absence de facteurs de prédisposition génétiques, sur l’homéostasie glucidique de la descendance en situation basale et dans une situation d’insulino-résistance induite par un régime riche en graisse. Matériels et méthodes Les embryons de mères non-diabétiques Wistar ont été transférés chez des mères diabétiques GK pseudo-gestantes (oW/fGK) afin d’évaluer l’impact propre de l’hyperglycémie maternelle. Le groupe témoin est constitué d’animaux issus de transfert d’embryons Wistar chez des femelles Wistar (oW/fW). Au sevrage, les rats ont été nourris ab libitum avec un régime standard pendant 1 mois, puis divisés en 2 groupes, un recevant le régime standard et l’autre un régime riche en graisse (HF) pendant 2 mois. La tolérance au glucose a été étudiée au cours de l’étude. Résultats Sous régime standard, une intolérance au glucose est observée chez les animaux du groupe oW/fGK par rapport au rats oW/fW. Un mois de régime HF conduit à l’aggravation de l’intolérance au glucose chez ces animaux, alors que les effets du régime HF chez les animaux oW/fW se manifestent à un degré moindre comparé aux animaux oW/fGK au même stade. Cette intolérance est augmentée après 2 mois de régime HF chez les oW/fW et devient similaire aux rats oW/fGK. Conclusion Nos résultats montrent que l’hyperglycémie maternelle peut induire à elle seule, et en absence de facteurs génétiques, des perturbations de l’homéostasie glucidique chez la descendance. Ceci se traduit par une intolérance au glucose en situation basale ainsi qu’une absence d’adaptation des cellules bêta en réponse au stress métabolique induit par un régime riche en graisse.

P. chrysosporium est un champignon saprophyte capable de dégrader de nombreux xénobiotiques, ce qui le rend particulièrement intéressant pour des applications en bioremédiation. Plusieurs publications mettent en avant l’importance de la maîtrise de l’homéostasie métallique dans la production de certaines enzymes lignolytiques. La présence de manganèse est en effet nécessaire à la production des manganèses peroxydases, alors qu’à l’inverse une carence permettra la production de lignines peroxydases. Cependant, la caractérisation de transporteurs impliqués dans le contrôle de l’homéostasie métallique n’a fait l’objet de recherches poussées que chez le champignon modèle S. cerevisiae. L’analyse des transporteurs putatifs de manganèse de 26 espèces fongiques représentant 20 ordres fongiques a permis de constituer un répertoire de 281 transporteurs de manganèse. L’analyse phylogénétique a permis de mettre en évidence que des processus de duplication, mais également de délétion, avaient eu lieu en particulier chez S. cerevisiae. Cependant ce dernier ne posséde pas de transporteurs de manganèse appartenant à la famille des Cation Diffusion Facilitator. Dans le génome de P. chrysosporium, onze transporteurs de manganèse appartenant à différentes familles de gènes ont été identifiés. Le niveau d’expression de ces différents gènes a été étudié notamment en condition lignolytique. Ces transporteurs ont également été clonés afin de vérifier leurs fonctions par complémentation en système hétérologue. Cette étude a permis de mettre en évidence les transporteurs de manganèse putatifs de nombreux organismes fongiques, ainsi que l’absence d’une famille de transporteurs impliquée dans les mouvements de manganèse chez S. cerevisiae., P. chrysosporium is a saprophytic fungus able to degrade many xenobiotics which makes it particularly attractive for applications in bioremediation. Several publications highlight the importance of metal homeostasis in the production of lignolytics enzymes. Indeed the presence of manganese is required for the production of manganese peroxidase. Conversely, deficiency allows the production of lignins peroxidases. Characterization of transporters involved in the control of manganese homeostasis has been only researched in the model S. cerevisiae. Analysis of putative manganese transporters of 26 fungal species representing 20 orders of fungus was used to form a repertory of 281 transporters of manganese. Phylogenetic analysis allowed to highlight that duplication process, but also deletion, had occurred particularly in S. cerevisiae. However this one is devoid of transporters belonging to the manganese Cation Diffusion Facilitator. Eleven transporters belonging to gene families in which manganese transporters have been found were identified in the P. chrysosporium’s genome. Expression level of these genes was examined particularly in ligninolytic condition. Transporters have also been cloned in order to verify their functions by complementation in heterologous system. This study allowed to identify putative manganese transporters of numerous fungal organisms and the lack of a transporters family involved in the manganese transport in S. cerevisiae.

Stoichiometric homeostasis of heterotrophs is a common, but not always well-examined premise in ecological stoichiometry. We experimentally evaluated the relationship between substrate (plant litter) and consumer (microorganisms) stoichiometry for a tropical terrestrial decomposer system. Variation in microbial C : P and N : P ratios tracked that of the soluble litter fraction, but not that of bulk leaf litter material. Microbial N and P were not isometrically related, suggesting higher rates of P than N sequestration in microbial biomass. Shifts in microbial stoichiometry were related to changes in microbial community structure. Our results indicate that P in dissolved form is a major driver of terrestrial microbial stoichiometry, similar to aquatic environments. The demonstrated relative plasticity in microbial C : P and N : P and the critical role of P have important implications for theoretical modelling and contribute to a process-based understanding of stoichiometric relationships and the flow of elements across trophic levels in decomposer systems.

Glioblastomas are malignant tumor of poor prognosis. Therapeutic failure might be supported by cancer stem cells (CSCs); characterization of these cells and biomarkers identification are of most importance. Calcium controls numerous cellular process; beyond major elements of calcium signaling, Calmodulin (CaM) is involved in different pathologies and tumors, and is a powerful regulator of cell physiological state. CaM interacts with a plethora of proteins involved in cell calcium homeostasis regulation. We aimed at identifying and characterizing CaM antagonists, capable of differentially inhibiting these interactions. The use of these antagonists in calcium homeostasis disturbance led to the identification of a characterized marker of glioblastomas CSCs. In another approach, the comparative study of glioblastomas CSCs membrane proteome uncovered the overexpression of differentiation clusters and proteins involved in calcium signaling. These proteins are potential molecular biomarkers for glioblastomes CSCs.; Les glioblastomes sont des tumeurs au pronostic défavorable. L’échec des thérapies est lié à la présence de cellules souches cancéreuses (CSCs), résistantes aux traitements ; la caractérisation de ces cellules et l’identification de biomarqueurs sont donc primordiales. Le calcium contrôle de nombreux processus cellulaires ; parmi les éléments majeurs de la signalisation calcique, la Calmoduline (CaM) est impliquée dans différentes pathologies, dont des cancers, et est un puissant régulateur de l’état physiologique d’une cellule. CaM interagit avec de nombreuses protéines impliquées dans la régulation de l’homéostasie calcique de la cellule. Nous avons cherché à identifier et caractériser des antagonistes de CaM, inhibant différentiellement ces interactions. L’utilisation de ces antagonistes en tant que perturbateurs de l’homéostasie calcique a permis de mettre en évidence un marqueur caractérisé des CSCs de glioblastomes. D’autre part, l’étude comparée du protéome membranaire de CSCs issues de glioblastomes a permis de mettre en évidence la surexpression de clusters de différenciation et protéines impliquées dans la signalisation calcique. Ces protéines sont de potentiels marqueurs moléculaires des CSCs de glioblastome.

The aim of our work was to produce highly monodisperse and stable gold nanoparticles (AuNP) with potential for biomedical applications, and to evaluate the effect of AuNP surface properties on their uptake and cytotoxicity in a cultured cell line (rat-alveolar macrophages-NR8383). We synthesized AuNP either stabilized with citrate (Au-citratte) or capped with a dithiol, i.e. dihydrolipoic acid (Au@DHLA NP). The present study shows that the surface packing density is a crucial parameter to enhance the colloidal stability of AuNP in physiological conditions. We fully characterized the considered AuNP from a physico-chemical point of view. Indeed, we optimized a spectrocolorimetric and a HPLC method to evaluate the properties of AuNP. We studied the biological effects of AuNP. Under cell-free conditions, our results reveal that AuNP coating affects their reactivity with biomolecules, i.e. reduced glutathione (GSH), S-nitrosoglutathione and bovine serum albumin (Au-citrate interact with all molecules), the cellular uptake (Au-citrate are two times more effective) and redox status (Au-citrate decrease the intracellular GSH level by ca 20%) with no apparent relationship with ROS formation. Furthermore, both AuNP appear not to induce mRNA expression related to inflammatory response (tnfa), oxidative stress (ncf1) and apoptosis (nfkb2), parameters of main importance to preserve cellular integrity and body safety, and to assure pharmaceutical platform function; L'objectif de notre travail consiste en la conception de nanoparticules d'or (AuNP) monodisperses, et stables ; puis en l'évaluation de l'effet des propriétés de surface de AuNP sur leur internalisation et leur toxicité dans une lignée cellulaire (macrophages alvéolaires de rat-NR8383). Nous avons synthétisé des NP d'or soit stabilisées par les ions citrate (Au-citrate) soit fonctionnalisées par l'acide dihydrolipoïque (DHLA) (NP Au@DHLA). Nous avons montré que la densité de couverture est un paramètre crucial pour améliorer la stabilité colloïdale des AuNP dans des conditions physiologiques. Nous avons caractérisé complètement les AuNP d'un point de vue physico-chimique, en particulier en développant une méthode de dosage spectrophotocolorimétrique de l'or. Nous avons aussi étudié les effets biologiques des AuNP. Tout d'abord, en absence de cellules, nos résultats révèlent que la fonctionnalisation de surface de AuNP affecte la réactivité avec des biomolécules tels que le glutathion réduit (GSH), le S-nitrosoglutathion, et l'albumine de sérum bovin (les Au-citrate interagissant avec toutes les molécules testées), l'internalisation par les cellules (les Au-citrate sont deux fois plus internalisées) et l'état redox cellulaire (les Au-citrate diminuent de 20% le niveau intracellulaire de GSH) sans relation apparente avec la formation de ROS. En outre, les AuNP ne semblent pas induire l'expression des mRNA associées à la réponse inflammatoire (tnf), au stress oxydant (ncf1) et à l'apoptose (nfkb2), paramètres essentiels pour préserver l'intégrité de la cellule et de l'organisme, et envisager l'utilisation de ces NP comme plateforme pharmaceutique

The aim of our work was to produce highly monodisperse and stable gold nanoparticles (AuNP) with potential for biomedical applications, and to evaluate the effect of AuNP surface properties on their uptake and cytotoxicity in a cultured cell line (rat-alveolar macrophages-NR8383). We synthesized AuNP either stabilized with citrate (Au-citratte) or capped with a dithiol, i.e. dihydrolipoic acid (Au@DHLA NP). The present study shows that the surface packing density is a crucial parameter to enhance the colloidal stability of AuNP in physiological conditions. We fully characterized the considered AuNP from a physico-chemical point of view. Indeed, we optimized a spectrocolorimetric and a HPLC method to evaluate the properties of AuNP. We studied the biological effects of AuNP. Under cell-free conditions, our results reveal that AuNP coating affects their reactivity with biomolecules, i.e. reduced glutathione (GSH), S-nitrosoglutathione and bovine serum albumin (Au-citrate interact with all molecules), the cellular uptake (Au-citrate are two times more effective) and redox status (Au-citrate decrease the intracellular GSH level by ca 20%) with no apparent relationship with ROS formation. Furthermore, both AuNP appear not to induce mRNA expression related to inflammatory response (tnfa), oxidative stress (ncf1) and apoptosis (nfkb2), parameters of main importance to preserve cellular integrity and body safety, and to assure pharmaceutical platform function; L'objectif de notre travail consiste en la conception de nanoparticules d'or (AuNP) monodisperses, et stables ; puis en l'évaluation de l'effet des propriétés de surface de AuNP sur leur internalisation et leur toxicité dans une lignée cellulaire (macrophages alvéolaires de rat-NR8383). Nous avons synthétisé des NP d'or soit stabilisées par les ions citrate (Au-citrate) soit fonctionnalisées par l'acide dihydrolipoïque (DHLA) (NP Au@DHLA). Nous avons montré que la densité de couverture est un paramètre crucial pour améliorer la stabilité colloïdale des AuNP dans des conditions physiologiques. Nous avons caractérisé complètement les AuNP d'un point de vue physico-chimique, en particulier en développant une méthode de dosage spectrophotocolorimétrique de l'or. Nous avons aussi étudié les effets biologiques des AuNP. Tout d'abord, en absence de cellules, nos résultats révèlent que la fonctionnalisation de surface de AuNP affecte la réactivité avec des biomolécules tels que le glutathion réduit (GSH), le S-nitrosoglutathion, et l'albumine de sérum bovin (les Au-citrate interagissant avec toutes les molécules testées), l'internalisation par les cellules (les Au-citrate sont deux fois plus internalisées) et l'état redox cellulaire (les Au-citrate diminuent de 20% le niveau intracellulaire de GSH) sans relation apparente avec la formation de ROS. En outre, les AuNP ne semblent pas induire l'expression des mRNA associées à la réponse inflammatoire (tnf), au stress oxydant (ncf1) et à l'apoptose (nfkb2), paramètres essentiels pour préserver l'intégrité de la cellule et de l'organisme, et envisager l'utilisation de ces NP comme plateforme pharmaceutique

Copper (Cu) belongs to the major metals causing environmental contamination in European fresh water ecosystems. Filter feeding bivalves have a high bioaccumulation potential for heavy metals as Cu, which at high concentration can cause serious metabolic, physiological impairments. The objectives of this thesis are to acquire knowledge about toxic effects and detoxification mechanisms of Cu in Anodonta cygnea and Anodonta anatina, two mussels species widely distributed in continental waters. Because calcium (Ca) plays a fundamental role in numerous biological processes, Cu effect was studied first on cellular calcium transport which is known to be disturbed by Cu in molluscs. In a second step, investigations have been carried out on Cu detoxification mechanisms by thiol compounds known to be involved in homeostasis of essential trace metals and in metals cell detoxification. Cu inhibited plasma membrane Ca2+-ATPase (PMCA) activities upon 4 days of exposure was obtained. Total recovery was observed at day 7 in kidneys and gills under exposure to environmental Cu concentration but not at higher level of exposure. PMCA inhibition may entail disturbance of osmo-regulations and calcium renal re-uptake in mussels and lead to continuous under-supply of Ca. Recovery of the enzyme function suggests that metal-detoxification is induced. Our results showed the presence of a cysteine-rich peptide different from glutathione, detected in the digestive gland and the gills from controls and Cu exposed bivalves. This peptide, observed in absence of metal exposure in both organs, increased significantly in gills after Cu exposure suggesting its implication in Cu detoxification mechanisms; Le Cuivre (Cu) appartient aux métaux majeurs contaminant les écosystèmes dulcicoles européens. Les bivalves sont des filtreurs qui bioaccumulent fortement les métaux lourds comme le Cu, lequel, en excès cause de graves troubles métaboliques, et physiologiques. Le but de cette thèse est d'étudier les mécanismes de toxicité et de détoxication du cuivre chez Anodonta cygnea et Anodonta anatina, bivalves largement répandus dans les eaux continentales. L'effet du Cu a d'abord été étudié sur le transport cellulaire du calcium (Ca). Le Ca intervient dans de nombreux processus biologiques et le métabolisme calcique est connu pour être perturbé par le Cu chez les mollusques. L'inhibition par le Cu de l'activité de la Ca2+-ATPase de la membrane plasmique (PMCA) a été observée après 4 jours d'exposition. La récupération totale de l'activité enzymatique a été notée dans les reins et les branchies, après 7 jours d'exposition à concentration environnementale, mais pas à plus forte concentration. L'inhibition des PMCA pourrait entraîner des perturbations de l'osmorégulation et de la réabsorption rénale du calcium chez les moules et conduire à une carence. La récupération de l'activité enzymatique suggère l'induction de mécanismes de détoxications. Les composés riches en thiol, impliqués dans l'homéostasie et la détoxication des métaux ont donc été étudiés dans une seconde étape. Nos résultats montrent la présence d'un peptide riche en cystéine, différent du glutathion, et détecté dans la glande digestive et les branchies des bivalves exposés ou non au Cu. Ce peptide, augmente significativement dans les branchies, après exposition au Cu suggérant son implication dans sa détoxication

Copper (Cu) belongs to the major metals causing environmental contamination in European fresh water ecosystems. Filter feeding bivalves have a high bioaccumulation potential for heavy metals as Cu, which at high concentration can cause serious metabolic, physiological impairments. The objectives of this thesis are to acquire knowledge about toxic effects and detoxification mechanisms of Cu in Anodonta cygnea and Anodonta anatina, two mussels species widely distributed in continental waters. Because calcium (Ca) plays a fundamental role in numerous biological processes, Cu effect was studied first on cellular calcium transport which is known to be disturbed by Cu in molluscs. In a second step, investigations have been carried out on Cu detoxification mechanisms by thiol compounds known to be involved in homeostasis of essential trace metals and in metals cell detoxification. Cu inhibited plasma membrane Ca2+-ATPase (PMCA) activities upon 4 days of exposure was obtained. Total recovery was observed at day 7 in kidneys and gills under exposure to environmental Cu concentration but not at higher level of exposure. PMCA inhibition may entail disturbance of osmo-regulations and calcium renal re-uptake in mussels and lead to continuous under-supply of Ca. Recovery of the enzyme function suggests that metal-detoxification is induced. Our results showed the presence of a cysteine-rich peptide different from glutathione, detected in the digestive gland and the gills from controls and Cu exposed bivalves. This peptide, observed in absence of metal exposure in both organs, increased significantly in gills after Cu exposure suggesting its implication in Cu detoxification mechanisms, Le Cuivre (Cu) appartient aux métaux majeurs contaminant les écosystèmes dulcicoles européens. Les bivalves sont des filtreurs qui bioaccumulent fortement les métaux lourds comme le Cu, lequel, en excès cause de graves troubles métaboliques, et physiologiques. Le but de cette thèse est d'étudier les mécanismes de toxicité et de détoxication du cuivre chez Anodonta cygnea et Anodonta anatina, bivalves largement répandus dans les eaux continentales. L'effet du Cu a d'abord été étudié sur le transport cellulaire du calcium (Ca). Le Ca intervient dans de nombreux processus biologiques et le métabolisme calcique est connu pour être perturbé par le Cu chez les mollusques. L'inhibition par le Cu de l'activité de la Ca2+-ATPase de la membrane plasmique (PMCA) a été observée après 4 jours d'exposition. La récupération totale de l'activité enzymatique a été notée dans les reins et les branchies, après 7 jours d'exposition à concentration environnementale, mais pas à plus forte concentration. L'inhibition des PMCA pourrait entraîner des perturbations de l'osmorégulation et de la réabsorption rénale du calcium chez les moules et conduire à une carence. La récupération de l'activité enzymatique suggère l'induction de mécanismes de détoxications. Les composés riches en thiol, impliqués dans l'homéostasie et la détoxication des métaux ont donc été étudiés dans une seconde étape. Nos résultats montrent la présence d'un peptide riche en cystéine, différent du glutathion, et détecté dans la glande digestive et les branchies des bivalves exposés ou non au Cu. Ce peptide, augmente significativement dans les branchies, après exposition au Cu suggérant son implication dans sa détoxication

SPE IPM CT non renseigné car non soutenu par INRA; Master

Les perturbateurs endocriniens potentiellement associés à des problèmes de santé publique présentent une multitude d’enjeux sociétaux, législatifs et sanitaires. Actuellement aucune définition officiellement validée ne précise la nature de ces substances et leur cadre d’évaluation peut varier en fonction de leurs usages. Les systèmes endocriniens participent à la régulation de la plupart des fonctions biologiques et ils sont des acteurs clefs du développement et du maintien de l’homéostasie de l’organisme. Des perturbations de leur fonctionnement seront donc associées à de multiples effets sur la santé y compris de façon transgénérationnelle. La complexité de la régulation des différents systèmes hormonaux, de leurs interactions et de leurs effets pour maintenir l’homéostasie de l’organisme est une source de défis scientifiques majeurs. A ceci viennent s’ajouter les notions de faibles doses, de fenêtre de susceptibilité, de relation dose/réponse peu classiques dites non monotones (courbes dose/ réponse en U par exemple) et d’effets différés dans le temps rendant les investigations toxicologiques et épidémiologiques encore plus complexes et parfois en marge des approches de toxicologie classiques. Cette complexité souligne la nécessité d’élaborer des stratégies d’études pluridisciplinaires intégrant tous les niveaux de régulation du vivant jusqu’aux approches de populations., Endocrine disruptors are very likely to be associated to public health concerns and to numerous society, sanitary and reglementary issues. Currently, the official definition that would give the exact nature and properties of this type of substances is still debated. Furthermore, the rules for reglementary risk assessment are defined according to the uses of the substances and not to their potential deleterious effects so that endocrine disruptors can be evaluated through different instances. Endocrine systems are involved in the regulation of all biological functions and they are key actors of the organism development and the maintenance of its homeostasis. Disruption of their regulation will thus have multiple effects on health. The complexity of the endocrine regulatory pathways as well as of their interactions and their mechanisms of action on other biological functions rise many challenges for the scientific community. This is all the more complicate as scientists have to deal with so far poorly investigated concepts such as low doses, non classical, non monotonic dose/response relationship (for example U shape dose/response curve) and window of susceptibility. All these factors of complexity highlight the need for multidisciplinary research strategies integrating all the levels of regulation of the living animals and up to the population level.

Glioblastomas are malignant tumor of poor prognosis. Therapeutic failure might be supported by cancer stem cells (CSCs); characterization of these cells and biomarkers identification are of most importance. Calcium controls numerous cellular process; beyond major elements of calcium signaling, Calmodulin (CaM) is involved in different pathologies and tumors, and is a powerful regulator of cell physiological state. CaM interacts with a plethora of proteins involved in cell calcium homeostasis regulation. We aimed at identifying and characterizing CaM antagonists, capable of differentially inhibiting these interactions. The use of these antagonists in calcium homeostasis disturbance led to the identification of a characterized marker of glioblastomas CSCs. In another approach, the comparative study of glioblastomas CSCs membrane proteome uncovered the overexpression of differentiation clusters and proteins involved in calcium signaling. These proteins are potential molecular biomarkers for glioblastomes CSCs., Les glioblastomes sont des tumeurs au pronostic défavorable. L’échec des thérapies est lié à la présence de cellules souches cancéreuses (CSCs), résistantes aux traitements ; la caractérisation de ces cellules et l’identification de biomarqueurs sont donc primordiales. Le calcium contrôle de nombreux processus cellulaires ; parmi les éléments majeurs de la signalisation calcique, la Calmoduline (CaM) est impliquée dans différentes pathologies, dont des cancers, et est un puissant régulateur de l’état physiologique d’une cellule. CaM interagit avec de nombreuses protéines impliquées dans la régulation de l’homéostasie calcique de la cellule. Nous avons cherché à identifier et caractériser des antagonistes de CaM, inhibant différentiellement ces interactions. L’utilisation de ces antagonistes en tant que perturbateurs de l’homéostasie calcique a permis de mettre en évidence un marqueur caractérisé des CSCs de glioblastomes. D’autre part, l’étude comparée du protéome membranaire de CSCs issues de glioblastomes a permis de mettre en évidence la surexpression de clusters de différenciation et protéines impliquées dans la signalisation calcique. Ces protéines sont de potentiels marqueurs moléculaires des CSCs de glioblastome.

Dans les cas de lymphopénie, les lymphocytes T résiduels prolifèrent exagérément dans un phénomène appelé «expansion homéostatique périphérique» (HPE), qui est efficace pour la régénération des T CD8+, mais inefficace pour les T CD4+. L’interleukine-7 (IL7) est une cytokine homéostatique utilisée afin d’augmenter les comptes lymphocytaires T des patients lymphopéniques. Toutefois, la raison de l’expansion préférentielle des lymphocytes T CD8+ par l’IL7 demeure toujours inconnue. Nous montrons que cette expansion est due au fait que l’IL7 induit une prolifération efficace des T CD8+ périphériques (CD8+PERI) ainsi que des émigrants thymiques CD8+ (CD8+RTEs). Par contre, l’effet prolifératif de l’IL7 est restreint presqu’uniquement aux CD4+RTEs même si les CD4+PERI survivent mieux que les CD4+RTEs. De plus faibles doses d’IL7 sont nécessaires aux CD4+RTEs afin de phosphoryler STAT5 ou de proliférer comparativement aux CD4+PERI et nous démontrons que les contacts TCR/CMHII sont nécessaires à la prolifération induite par l’IL7 des CD4+RTEs en périphérie. De fait, augmenter au Flt3 ligand le nombre de cellules dendritiques périphériques d’une souris donneuse, avant de transférer ses TPERI dans des souris receveuses traitées à l’IL7 induit une prolifération significative des CD4+PERI. Nos résultats indiquent donc que l’abondance des contacts TCR/CMHII reçus dans le thymus semble contrôler la sensibilité à l’IL7 des CD4+RTEs. Finalement, l’observation que les CD8+PERI et CD8+RTEs prolifèrent pareillement pendant la thérapie à l’IL7, alors que la prolifération des T CD4+ est largement restreinte aux RTEs expliquerait pourquoi, dans les cas de lymphopénie, la régénération des T CD4+ est aussi dépendante de la thymopoïèse., In lymphopenic settings, residual T lymphocytes typically undergo exaggerated proliferation via homeostatic peripheral expansion (HPE). While HPE efficiently regenerates CD8+ T cells, it is unable to normalize CD4+ T-cell counts. Interleukin-7 (IL7) is a homeostatic cytokine, currently used in trials in order to increase T-cell counts in lymphopenic humans. Nowadays, it is still not known why IL7 therapy is more effective toward the expansion of CD8+ T cells rather than CD4+ T cells. Here we show that CD8+ T cells preferential expansion is due to IL7-induced efficient proliferation of peripheral CD8+ T cells (CD8+PERI) and CD8+ recent thymic emigrants (CD8+RTEs). In contrast, the proliferative action of IL7 is largely restricted to CD4+RTEs although CD4+PERI survive better than CD4+RTEs. Interestingly, CD4+RTEs require lower concentrations of IL7 in order to phosphorylate STAT5 or proliferate when compared to CD4+PERI, and we demonstrate the requirement for TCR/MHCII contacts to support the IL7-induced HPE of CD4+RTEs in the periphery. Furthermore, augmenting the number of MHCII expressing cells in the periphery of donor mice by treating them with Flt3 ligand (Flt3L) prior transferring their TPERI cells in IL7 therapy-treated recipients, significantly enhances the IL7-induced proliferation of CD4+PERI. Our results indicate so far that the abundance of TCR triggering occurring inside the thymus drives IL7 responsiveness of CD4+RTEs. Moreover, the observation that CD8+PERI and CD8+RTE proliferate similarly during IL7 therapy, while proliferation of CD4+ T cells is largely restricted to RTEs, may explain why CD4+ T cells regeneration in lymphopenic settings is highly dependent on thymopoiesis.

absent

Caractérisation de CCX2, un élément de la super-famille des antiports cationiques CaCA et de son rôle dans l’homéostasie minérale.L'homéostasie des métaux est importante pour les fonctions cellulaires. Elle dépend de la régulation stricte des transports cellulaires d'ions métalliques et des espèces métalliques complexées. Nous rapportons ici l'analyse fonctionnelle chez Arabidopsis thaliana d'un élément de la superfamille CaCA, CCX2 (Calcium Cation eXchanger 2) qui n’est pas encore caractérisé dans les plantes. Nous avons pu observer en utilisant une fusion aves la protéine fluorescente GFP (Green Fluorescent Protein) que la protéine AtCCX2 était localisée dans le réticulum endoplasmique. L’expression de CCX2 est régulée par des traitements en métaux divers et par la carence en magnésium en particulier. De plus, l'expression du gène est régulée par la photopériode mais n’est probablement pas sous le contrôle de l'horloge circadienne. La caractérisation d'un mutant knock-out d’Arabidopsis a révélé que l’absence de l’activité CCX2 entrainait une meilleure croissance pendant la carence Mg (dans les conditions testées) mais pas de phénotype particulier sur les milieux aves excès de Zn ou de Cd ou induisant un stress osmotique. A ce stade, nous de pouvons apporter une explication au phénomène de tolérance pendant la carence Mg. Par ailleurs, le mutant ccx2 montre une réponse altérée à des hormones telles l’auxine et l’éthylène. Parce ce que le phénotype ccx2 mutant est relativement discret, des doubles mutants avec les gènes homologues les plus proches (CCX1 et CCX3) ont été créés. Alors que les mutants ccx1 et ccx3 sont plus résistants à la carence en Mg et ccx1 plus résistant à la déficience Zn, aucun effet additif de ces mutations avec la perte de fonction de CCX2 n’a été observé. Les profils en minéraux du mutant ccx2 ne permettent pas de confirmer des différences significatives dans les concentrations d’éléments minéraux mesurés. Des tendances pour le Ca2+ en particulier sont observées et devraient être confirmés par d’autres expériences. La surexpression hétérologue dans la levure ou dans une suspension de cellules BY2 de tabac, la surexpression dans la plante et la production de protéine pour des études d’activité de transport dans des vésicules n’ont pu être possibles pour la caractérisation de CCX2. L’expression de CCX2 semble toxique pour les bactéries, la levure et les cellules de plantes; en effet les organismes hôtes sont morts lors de l'induction de l'expression (testé au niveau de la levure). Cet effet pourrait être lié à la perturbation de l’homéostasie du Ca2+ qui joue un rôle très important comme messager secondaire lors de la perception d’un stimulus et en particulier lors de l’apoptose. L’Analyse AhCAX8/CCX2 AhCCX2 est constitutivement plus exprimé dans les racines de l’hyperaccumulatrice de Zn et Cd, Arabidopsis halleri (accession d’Auby) par rapport à sa parente proche non tolérante non accumulatrice A. lyrata ssp petraea. L'expression plus élevée pourrait être liée à l'adaptation aux hautes concentrations de zinc et de cadmium dans le sol. Nous avons pu observer qu’avec une protéine GFP, AhCCX2 est également localisée au niveau du réticulum endoplasmique comme son homologue AtCCX2. Puisque une haute expression de CCX2 est toxique pour les organismes, nous avons exprimé la protéine sous le contrôle de son propre promoteur dans A. thaliana. Cette expression faible et spécifique a pu être atteinte sans signe de toxicité. La caractérisation de A. thaliana exprimant AhCCX2 dans le type sauvage ou le mutant ccx2 a montré une meilleure croissance lors d’une déficience Mg et, dans les plantes ccx2 qui expriment AhCCX2, une moins bonne croissance lors d’une carence en Zn. Les analyses minérales des plantes exprimant AhCCX2 n’ont pas montré de différence au niveau des concentrations en minéraux. Cependant, certaines tendances ont été observées pour les concentrations en Ca, Fe et Zn qui doivent être confirmées. Nos données suggèrent pour AhCCX2 un rôle dans l'homéostasie du Zn. Un niveau d'expression élevé d’AhCCX2 a un impact négatif sur la croissance lors d’une carence en zinc et pourrait être une partie des adaptations à un approvisionnement en Zn élevé., Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Recent studies have shown the involvement of neuropilin 1 (Nrp1) in the control of T cell activation, and disruption of this receptor promotes aggravation of experimental autoimmune encephalitis (EAE). Through its principal ligand,semaphorin 3A (Sema-3A), Nrp1 appears to participate in an autocrine negative feedback of T cell proliferation. However, few studies have been conducted inhumans to determine when Nrp1 is expressed by T cells. Here we show that regulatory T cells (Treg) in humans do not express Nrp1, unlike murine Treg cells. In contrast, we show that Nrp1 is expressed by effector T cells after engagement with antigen, either in secondary lymphoid organs for follicular helper T cells (Tfh) interacting with B cells, either in peripheral inflammation for effector memory T cells(TEM). We conclude that this expression corresponds to a level of late activation in both cases and may control T cell activation.The study in mice il2ra-/- revealed a significant role of IL-2 receptor alpha(CD25) for the survival of Treg in vivo, but also for the differentiation of memory T cells. Only two cases of CD25 deficiency associated with autoimmune diseases have been described in humans. However, these studies do not assess at what levelCD25 is involved in T cell homeostasis. Here we provide further insight of these studies by presenting three new cases of CD25 deficiency developing autoimmune diseases like IPEX. We show that CD25 plays an active role to maintain naive and effector Treg cell populations of, and effector memory T cell populations., Des études récentes ont montré une implication de la neuropiline 1 (Nrp1)dans le contrôle de l’activation des lymphocytes T. Son invalidation s’accompagne d’une aggravation de l’encéphalite auto-immune expérimentale (EAE). La sémaphorine 3A (Sema-3A), ligand principal de la Nrp1, semble participer à une boucle autocrine de rétro contrôle négatif de la prolifération des lymphocytes T.Cependant, peu d’études ont été réalisées chez l’homme pour déterminer dans quelle(s) situation(s) la Nrp1 est exprimée par les lymphocytes T. Notre travail aconsisté à étudier l’expression de la Nrp1 par les populations lymphocytaires T humaines afin de comprendre à quel niveau peut avoir lieu ce rétro contrôle. Nous montrons que les lymphocytes T régulateurs (Treg) chez l’homme n’expriment pas laNrp1, contrairement aux Treg murins. En revanche, la Nrp1 est exprimée par les lymphocytes T effecteurs après engagement avec l’antigène, soit au niveau des organes lymphoïdes secondaires pour les lymphocytes T folliculaires helper (Tfh) en interaction avec les lymphocytes B, soit au niveau des sites d’inflammations périphériques pour les lymphocytes T effecteurs mémoires (TEM). Dans les deux cas, cette expression survient en fin d’activation et pourrait servir de frein à une activation incontrôlée des lymphocytes T.D’autre part, nous avons abordé le rôle du récepteur alpha à l’IL-2 (CD25)dans l’homéostasie des lymphocytes T. L’étude chez la souris il2ra-/- a révélé un rôle important du CD25 pour la survie des Treg in vivo, mais aussi pour l’acquisition de lymphocytes T mémoires. Seulement deux cas de déficience en CD25, associés à des maladies auto-immunes, ont été décrits chez l’homme. Cependant, ces études n’ont pas abordé à quel niveau le CD25 intervient sur l’homéostasie des lymphocytes T. Nous complétons ces études par la présentation de trois nouveaux cas de déficience en CD25 développant des maladies auto-immunes de type IPEX. Nous montrons que le CD25 intervient activement dans le maintien des populations Treg naïves et effectrices, mais aussi dans celui des populations lymphocytaires effectrices mémoires.

Background Malnutrition is a major factor affecting animal health, resistance to disease and survival. In honey bees (Apis mellifera), pollen, which is the main dietary source of proteins, amino acids and lipids, is essential to adult bee physiological development while reducing their susceptibility to parasites and pathogens. However, the molecular mechanisms underlying pollen's nutritive impact on honey bee health remained to be determined. For that purpose, we investigated the influence of pollen nutrients on the transcriptome of worker bees parasitized by the mite Varroa destructor, known for suppressing immunity and decreasing lifespan. The 4 experimental groups (control bees without a pollen diet, control bees fed with pollen, varroa-parasitized bees without a pollen diet and varroa-parasitized bees fed with pollen) were analyzed by performing a digital gene expression (DGE) analysis on bee abdomens. Results Around 36, 000 unique tags were generated per DGE-tag library, which matched about 8, 000 genes (60% of the genes in the honey bee genome). Comparing the transcriptome of bees fed with pollen and sugar and bees restricted to a sugar diet, we found that pollen activates nutrient-sensing and metabolic pathways. In addition, those nutrients had a positive influence on genes affecting longevity and the production of some antimicrobial peptides. However, varroa parasitism caused the development of viral populations and a decrease in metabolism, specifically by inhibiting protein metabolism essential to bee health. This harmful effect was not reversed by pollen intake. Conclusions The DGE-tag profiling methods used in this study proved to be a powerful means for analyzing transcriptome variation related to nutrient intake in honey bees. Ultimately, with such an approach, applying genomics tools to nutrition research, nutrigenomics promises to offer a better understanding of how nutrition influences body homeostasis and may help reduce the susceptibility of bees to (less virulent) pathogens.

Exercise leads to the acquisition and the integration of new motor skills specific for the type of practiced activity. Exercise is also a risk factor for injuries and seems to transiently alter the balance function. Nevertheless, physiological and pathophysiological mechanisms and their consequences on balance function still remain unclear. This work, which used cycling as a neurosensory model, aimed to evaluate the possible changes of physiological and compensatory balance-related sensory-motor strategies in function of the type of exercise and homeostatic perturbations. Road cyclists? (RCs) and mountain bikers? (MTBs) sensory-motor strategies were evaluated by posturography as well as the effects of exercise-related dehydration. Moreover, the prevalence of vertigo after competitions or training sessions was investigated by a questionnaire in RCs and downhill mountain bikers (MTBsDh).Balance-related visual information was better used by RCs and MTBs, who mainly practised road cycling. Somesthetic information was better used in MTB, who mainly practiced mountain biking. Exercise-related dehydration transiently altered postural control. The more severe the dehydration, the lower was the use of vestibular information. Vertigo commonly occurred after the practice of cycling, particularly in downhill mountain biking. Exhaustion was reported as a crucial factor for vertigo by RCs, whereas for MTBs it was sudden accelerations-decelerations and falls.The difference in sensory organisation between MTB and RC could be explained by adaptive processes elaborated from environmental stimulations and technical specificities of these disciplines. Even though muscular fatigue could explain the exercise-induced alterations of postural performances, vestibular fluid modifications may also be involved by their influence on intralabyrinthine homeostasis, lowering thus the contribution of vestibular information on balance control. The pathophysiological mechanisms generating vertigo might be an effort-related disturbance of homeostasis in RCs. In MTBsDh, the accelerations-decelerations (including falls), to which the head is subjected, might generate dysfunction of peripheral vestibular structures, particularly the otolith organs; L'exercice permet l'acquisition et l'intégration de nouvelles habiletés motrices propres à la nature de l'activité considérée. L'exercice est également un facteur de risque de lésions et semble altérer temporairement la fonction d'équilibration. Cependant, les mécanismes physiologiques et physiopathologiques et leurs conséquences sur la fonction d'équilibration sont encore mal connus. Ce travail, pour lequel le cyclisme a été utilisé comme modèle neurosensoriel, visait à évaluer les éventuelles modifications des stratégies sensori-motrices physiologiques et compensatoires de la fonction d'équilibration en fonction du type d'exercice et de perturbations de l'homéostasie.Les stratégies sensori-motrices de routiers et de vététistes et celles des effets d'une déshydratation induite par un exercice ont été évaluées par posturographie. De plus, la prévalence de vertiges après compétitions ou entraînements a été évaluée par questionnaire chez des routiers et des descendeurs (spécialistes du vélo tout terrain descente). Pour assurer la fonction d'équilibration, les vététistes, qui pratiquaient le plus de VTT, utilisaient principalement les informations proprioceptives. Les routiers et les vététistes, qui pratiquaient le plus le cyclisme sur route, utilisaient davantage les informations visuelles. La déshydratation induite par l'exercice altérait temporairement le contrôle postural. Plus la déshydratation était importante, moins les informations vestibulaires étaient requises. Les vertiges survenaient couramment après la pratique du cyclisme et, en particulier, en VTT descente. L'épuisement a été rapporté comme un déterminant important des vertiges en cyclisme sur route alors que les accélérations-décélérations brusques et les chutes ont été rapportées comme déterminants des vertiges en VTT descente.La différence d'organisation sensorielle entre les vététistes et les routiers peut être expliquée par des processus adaptatifs élaborés à partir des stimulations environnementales et des spécificités techniques de ces disciplines. Bien que la fatigue musculaire puisse expliquer les altérations posturales à la suite d'un exercice, les modifications de l'homéostasie des liquides vestibulaires peuvent également diminuer le poids de l'information vestibulaire dans la régulation de l'équilibration. Les mécanismes physiopathologiques générant des vertiges peuvent être liés à des modifications homéostatiques induites par l'effort en cyclisme sur route. En VTT descente, les accélérations-décélérations (incluant les chutes), auxquelles la tête est soumise, peuvent générer des dysfonctionnements des structures vestibulaires, en particulier des organes otolithiques

Exercise leads to the acquisition and the integration of new motor skills specific for the type of practiced activity. Exercise is also a risk factor for injuries and seems to transiently alter the balance function. Nevertheless, physiological and pathophysiological mechanisms and their consequences on balance function still remain unclear. This work, which used cycling as a neurosensory model, aimed to evaluate the possible changes of physiological and compensatory balance-related sensory-motor strategies in function of the type of exercise and homeostatic perturbations. Road cyclists? (RCs) and mountain bikers? (MTBs) sensory-motor strategies were evaluated by posturography as well as the effects of exercise-related dehydration. Moreover, the prevalence of vertigo after competitions or training sessions was investigated by a questionnaire in RCs and downhill mountain bikers (MTBsDh).Balance-related visual information was better used by RCs and MTBs, who mainly practised road cycling. Somesthetic information was better used in MTB, who mainly practiced mountain biking. Exercise-related dehydration transiently altered postural control. The more severe the dehydration, the lower was the use of vestibular information. Vertigo commonly occurred after the practice of cycling, particularly in downhill mountain biking. Exhaustion was reported as a crucial factor for vertigo by RCs, whereas for MTBs it was sudden accelerations-decelerations and falls.The difference in sensory organisation between MTB and RC could be explained by adaptive processes elaborated from environmental stimulations and technical specificities of these disciplines. Even though muscular fatigue could explain the exercise-induced alterations of postural performances, vestibular fluid modifications may also be involved by their influence on intralabyrinthine homeostasis, lowering thus the contribution of vestibular information on balance control. The pathophysiological mechanisms generating vertigo might be an effort-related disturbance of homeostasis in RCs. In MTBsDh, the accelerations-decelerations (including falls), to which the head is subjected, might generate dysfunction of peripheral vestibular structures, particularly the otolith organs, L'exercice permet l'acquisition et l'intégration de nouvelles habiletés motrices propres à la nature de l'activité considérée. L'exercice est également un facteur de risque de lésions et semble altérer temporairement la fonction d'équilibration. Cependant, les mécanismes physiologiques et physiopathologiques et leurs conséquences sur la fonction d'équilibration sont encore mal connus. Ce travail, pour lequel le cyclisme a été utilisé comme modèle neurosensoriel, visait à évaluer les éventuelles modifications des stratégies sensori-motrices physiologiques et compensatoires de la fonction d'équilibration en fonction du type d'exercice et de perturbations de l'homéostasie.Les stratégies sensori-motrices de routiers et de vététistes et celles des effets d'une déshydratation induite par un exercice ont été évaluées par posturographie. De plus, la prévalence de vertiges après compétitions ou entraînements a été évaluée par questionnaire chez des routiers et des descendeurs (spécialistes du vélo tout terrain descente). Pour assurer la fonction d'équilibration, les vététistes, qui pratiquaient le plus de VTT, utilisaient principalement les informations proprioceptives. Les routiers et les vététistes, qui pratiquaient le plus le cyclisme sur route, utilisaient davantage les informations visuelles. La déshydratation induite par l'exercice altérait temporairement le contrôle postural. Plus la déshydratation était importante, moins les informations vestibulaires étaient requises. Les vertiges survenaient couramment après la pratique du cyclisme et, en particulier, en VTT descente. L'épuisement a été rapporté comme un déterminant important des vertiges en cyclisme sur route alors que les accélérations-décélérations brusques et les chutes ont été rapportées comme déterminants des vertiges en VTT descente.La différence d'organisation sensorielle entre les vététistes et les routiers peut être expliquée par des processus adaptatifs élaborés à partir des stimulations environnementales et des spécificités techniques de ces disciplines. Bien que la fatigue musculaire puisse expliquer les altérations posturales à la suite d'un exercice, les modifications de l'homéostasie des liquides vestibulaires peuvent également diminuer le poids de l'information vestibulaire dans la régulation de l'équilibration. Les mécanismes physiopathologiques générant des vertiges peuvent être liés à des modifications homéostatiques induites par l'effort en cyclisme sur route. En VTT descente, les accélérations-décélérations (incluant les chutes), auxquelles la tête est soumise, peuvent générer des dysfonctionnements des structures vestibulaires, en particulier des organes otolithiques

Heavy metal pollution leads to harmful impacts on lands and their associated communities. In order to study the diversity of the molecular determinants involved in metal tolerance by these organisms, two different strategies were employed. First, the mechanisms involved in zinc homeostasis and tolerance were studied by functional characterization of selected genes in Laccaria bicolor, an ectomycorrhizal model fungus with high economic value. Zinc homeostasis and tolerance mechanisms are mainly achieve d through the intracellular traffic of zinc mediated by transporters belonging to the ZIP (Zrt-, Irt- related Protein) and CDF (Cation Diffusion Facilitator) families. Phylogenetic analyses revealed an expansion of both CDF and ZIP gene numbers in the genome of L. bicolor, when compared to that of S. cerevisiae. Gene expression was also studied in different fungal tissues or under different zinc concentrations in the culture medium. Moreover, the functional characterization of several CDF and ZIP members was performed, as well as their subcellular localization. These data allowed us to refine the knowledge on the molecular mechanisms involved in both zinc homeostasis and tolerance in ectomycorrhizal fungi. Finally, an innovative experimental approach of metatranscriptomics was used. The study of the soil metatranscriptome from eukaryotes allows the comparison of functions expressed in eukaryotic communities colonizing different types of soil (contaminated, formerly contaminated, or non-contaminated by heavy metals). Environmental cDNA libraries constructed from mRNA extracted directly from these soils were screened by functional complementation of yeast mutants sensitive to zinc. This study allowed the identification of new genes and new mechanisms involved in zinc resistance. The development of this approach opens new insights into both fundamental and applied research for the detection of genes of interest, whatever the organism is cultivable or not; La pollution par les métaux lourds entraine des conséquences néfastes pour les sols et pour les communautés qui les colonisent. Afin d'étudier la diversité des mécanismes moléculaires mis en jeu par ces organismes en réponse au stress métallique, deux approches différentes ont été menées.Premièrement, une approche ciblée de caractérisation fonctionnelle de gènes impliqués dans l'homéostasie et la tolérance au zinc a été menée chez Laccaria bicolor, un champignon ectomycorhizien modèle à forte valeur économique ajoutée. L'homéostasie et la tolérance au zinc sont essentiellement liées à l'activité des transporteurs des familles ZIP (Zrt-, Irt- related Protein) et CDF (Cation Diffusion Facilitator). Une étude phylogénétique a permis de mettre en évidence une expansion du nombre de gènes appartenant à ces deux familles dans le génome de L. bicolor, comparé à celui de S. cerevisiae. Le niveau d'expression de ces différents gènes a ensuite été étudié dans différents tissus fongiques ou en présence de différentes concentrations en zinc. L'étude s'est poursuivie par la caractérisation fonctionnelle et la localisation subcellulaire de plusieurs membres CDF et ZIP. L'ensemble de ces analyses ont permis d'affiner fortement les connaissances dans le domaine de l'homéostasie et de la tolérance au zinc chez les champignons ectomycorhiziens. Enfin, une approche expérimentale innovante de métatranscriptomique a également été utilisée. Cette étude du métatranscriptome a permis la comparaison de fonctions exprimées au sein de communautés de microorganismes eucaryotes colonisant des sols d'intérêt (contaminé, anciennement contaminé et non contaminé par des métaux lourds). Des banques environnementales d'ADNc construites à partir des ARN messagers extraits directement de ces sols ont été criblées par complémentation fonctionnelle de mutants de levures sensibles au zinc. Cette étude a permis l'identification de nouveaux gènes et de nouveaux mécanismes impliqués dans la résistance au zinc. La mise au point de cette approche ouvre de nouvelles perspectives intéressantes au niveau de la recherche fondamentale mais aussi de la recherche appliquée en permettant la détection de gènes d'intérêt, que l'organisme soit cultivable ou non

Metals are ubiquitous on Earth and have become necessary for living organisms like bacteria. However, there is a subtle balance between the life required amount and toxicity resulting from an overload of metal ions. The intracellular level of these ions must be tightly regulated. A strategy often used by cells is to regulate uptake and efflux of metal ions by expressing speci c proteins involved in this traffic. In the bacterium Escherichia coli, nickel and cobalt toxicity is counterbalanced by action of the RcnA efflux pump that permits excess Ni2+ and Co2+ ions to be excluded out of cells. Its expression is under the control of the nickel and cobalt inducible RcnR metalloregulator that represses rcnA transcription in absence of metals. Recently, we identi ed a new gene that we called rcnB (formerly yohN ) involved in this system. This gene is a part of the rcnAB operon and as rcnA, is involved in nickel and cobalt homeostasis. But, unlike rcnA, a mutant strain lacking rcnB is more resistant to nickel and cobalt. This phenotype is associated to a lower accumulation of these ions in the cells. rcnB gene encodes a small monomeric protein of 10 kDa which is found in the periplasmic fraction. Until now, databases do not contain any described homologs. RcnB displayed any Ni2+ or Co2+ binding capacity. On the other hand, RcnB can bind both Cu+ and Cu2+ ions in vitro. It is equally true in vivo and a link with copper homeostasis was found based on the copper resistance systems of E. coli. This is of particular interest because copper confers particular redox properties to proteins which could be directly related to the biological function of the RcnB protein. Further studies are required to precise the role of RcnB but this work provides the identifi cation and characterization of the first member of a new family of accessory proteins tied to metal ions efflux pumps., Les métaux sont omniprésents sur la planète et sont devenus nécessaires à tous les organismes vivants au cours de l'évolution. Cependant, la quantité de métal présent dans les cellules doit être très finement régulée car une quantité trop importante de métaux peut générer une toxicité. Pour assurer cette homéostasie, les cellules doivent être capables de réguler l'import et l'efflux des métaux par l'expression dynamique de protéines spécifi ques impliquées dans ces flux ioniques. Chez la bactérie modèle Escherichia coli, la toxicité du nickel et du cobalt est neutralisée par l'action de la pompe RcnA, protéine membranaire capable d'exporter les ions Ni2+ et Co2+ hors de la cellule. La production de RcnA est contrôlée par le métallorégulateur RcnR capable de détecter ces ions en cas d'excès et d'induire, en réponse à ce signal, l'expression du gène rcnA. Récemment, notre équipe a identi fié un nouveau gène que nous avons rebaptisé rcnB (précédemment yohN ). Ce gène fait partie de l'opéron rcnAB et est, comme rcnA, impliqué dans l'homéostasie des ions Ni2+ et Co2+. A l'inverse de rcnA, une souche mutante délétée de rcnB est plus résistante au nickel et au cobalt et cela est directement corrélée à une plus faible accumulation de métal dans les cellules. Le gène rcnB code pour une petite protéine monomérique de 10 kDa localisée dans le périplasme et ne possédant pas d'homologues décrits à l'heure actuelle. Aucune fixation des ions Ni2+ et Co2+ n'a été mise en évidence pour la protéine RcnB. Elle peut en revanche interagir avec les ions Cu+ et Cu2+ aussi bien in vitro que in vivo et un lien avec les systèmes de résistance au cuivre de E. coli a été mis en évidence. Or, le cuivre confère des propriétés d'oxydo-réduction particulières aux protéines qui pourraient être directement liées à la fonction de RcnB. Des investigations complémentaires sont nécessaires pour préciser la fonction exacte de RcnB, mais ce travail a mis en évidence le premier membre d'une nouvelle famille de protéines accessoires associées aux pompes d'efflux des ions métalliques.

Cytokines signalling through receptors sharing the γc chain, especially IL-7, are critical for the development and peripheral homeostasis of naïve T cells. Furthermore, IL-2, -7, -15 and -21 are pleiotropic factors that can play complimentary or overlapping roles in T cell homeostasis and immune responses to infection. However, identification of their precise function during an anti-viral immune response has been challenging. Indeed, γc deficiency affects not only the survival of naïve T cells but also the function of regulatory T cells, limiting the use of γc-deficient mice for assessing T cell immunity. Furthermore, the exact contribution of the γc-dependent cytokines in the differentiation of CD8 T cells remains disputed. Indeed, it is unclear at which step of the differentiation process these cytokines impact and what is their importance on the cellfate decision towards terminal differentiation versus memory generation. In order to assess the impact of γc deficiency on the biology of naïve CD8 T cells, we derived P14 TCR transgenic mice on the recombination-activating gene-2 deficient background with or without γc. In this setting, γc -/- naïve CD8 T cells fail to accumulate in peripheral lymphoid organs and the few remaining cells are characterized by small size, decreased expression of MHC class I proteins and enhanced apoptosis. By overexpressing human Bcl-2, an anti-apoptotic molecule, the number of peripheral naïve CD8 T cells that lack γc could be restored. Nevertheless, as described for naïve CD4 T cells, the presence of Bcl-2 could not correct the size and protein synthesis defect of γcdeficient CD8 T cells. We conclude that γc cytokines provide Bcl-2-dependent as well as Bcl-2-independent signals to maintain the phenotype and homeostasis of the peripheral naïve CD8 T cell pool. In order to dissect the entire CD8 T cell differentiation program in the absence of γc, we compared the response of CD8 T cells from γc +/+ or γc -/- P14 Bcl-2 mice after challenge with lymphocytic choriomeningitis virus. We demonstrated that although γcdependent signals are dispensable for the initial expansion and the acquisition of cytotoxic functions following antigenic stimulation, they condition the terminal proliferation and differentiation of CD8 effector T cells (i.e.: KLRG1high CD127low shortlived effector T cells) via the transcription factor, T-bet. Moreover, the γc-dependent signals that are critical for memory T cell formation are not rescued by Bcl-2 overexpression. Together, our results define the critical stages for γc cytokines in the programming of terminal effector CD8 T cells and in the Bcl-2-independent survival and homeostatic proliferation of memory CD8 T cells.; Les cytokines de la famille γc sont essentielles au développement, à la différenciation thymique et à la survie périphérique des lymphocytes T naïfs. Transmettant leurs signaux par des récepteurs qui ont en commun la chaîne γc, les interleukines -2, -7, -15 et -21 sont des facteurs solubles pléiotropes. De par leur redondance lors d'une réponse immunitaire, le rôle individuel des cytokines γc dans l'homéostasie des lymphocytes T CD8 et dans la réponse anti-virale n'a été que partiellement élucidé. De plus, l'état actuel des connaissances ne permet pas de savoir avec précision à quel moment de la différenciation et selon quels mécanismes ces cytokines interviennent. Afin d'évaluer le rôle des cytokines γc dans l'homéostasie des lymphocytes T CD8 naïfs, nous avons comparé des cellules monoclonales CD8 issues de souris TCR transgéniques P14 γc-compétentes ou γc-déficientes. Nous avons montré que les cellules T CD8 naïves γc -/- ne s'accumulent pas dans les organes lymphoïdes secondaires et que les quelques cellules résiduelles se caractérisent par une petite taille, une diminution de l'expression du CMH de classe I et une augmentation de l'apoptose. Nous avons ensuite corrigé le défaut intrinsèque de survie des cellules T CD8 γc -/-naïves, en surexprimant la molécule humaine Bcl-2, un facteur anti-apoptotique. Cette approche nous a permis de restaurer le nombre de lymphocytes T CD8 naïfs en périphérie, malgré l'absence de chaîne γc. Par contre, tout comme ce qui avait été démontré pour les cellules T CD4, l'expression de Bcl-2 ne permet pas de corriger le défaut de taille et de synthèse protéique des cellules γc-déficientes. Nous concluons donc que les cytokines γc génèrent des signaux Bcl-2-dépendants et Bcl-2-indépendants pour maintenir le phénotype et l'homéostasie des lymphocytes T CD8 naïfs. Afin de définir l'implication précise des cytokines γc au cours de la différenciation des cellules T CD8, nous avons évalué la réponse des cellules T CD8 Bcl-2+ γc +/+ ou γc -/- après infection par le virus de la chorioméningite lymphocytaire. De façon tout à fait étonnante, nous avons démontré que de nombreuses étapes de la réponse anti-virale primaire se déroulent normalement en l'absence de chaîne γc. En effet, l'expansion clonale, les changements phénotypiques associés à une activation et l'acquisition de fonctions effectrices par les lymphocytes T CD8 γc-déficients sont préservés. Par contre, les signaux dépendants de la chaîne γc s'avèrent essentiels à la différenciation et la prolifération des effecteurs tardifs ainsi qu'à la génération et le maintien des lymphocytes T CD8 mémoires. Nous proposons donc que les cytokines γc-dépendantes ne sont pas indispensables à l'acquisition de fonctions cytotoxiques et à la réponse anti-virale, mais génèrent des signaux Bcl-2-indépendants essentiels à la survie et à la prolifération des cellules T CD8 mémoires.

International audience; BACKGROUND: Cellular cholesterol is a vital component of the cell membrane. Its concentration is tightly controlled by mechanisms that remain only partially characterized. In this study, we describe a late endosome/lysosomes-associated protein whose expression level affects cellular free cholesterol content. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: Using a restricted proteomic analysis of detergent-resistant membranes (DRMs), we have identified a protein encoded by gene C11orf59. It is mainly localized to late endosome/lysosome (LE/LY) compartment through N-terminal myristoylation and palmitoylation. We named it Pdro for protein associated with DRMs and endosomes. Very recently, three studies have reported on the same protein under two other names: the human p27RF-Rho that regulates RhoA activation and actin dynamics, and its rodent orthologue p18 that controls both LE/LY dynamics through the MERK-ERK pathway and the lysosomal activation of mammalian target of rapamycin complex 1 by amino acids. We found that, consistent with the presence of sterol-responsive element consensus sequences in the promoter region of C11orf59, Pdro mRNA and protein expression levels are regulated positively by cellular cholesterol depletion and negatively by cellular cholesterol loading. Conversely, Pdro is involved in the regulation of cholesterol homeostasis, since its depletion by siRNA increases cellular free cholesterol content that is accompanied by an increased cholesterol efflux from cells. On the other hand, cells stably overexpressing Pdro display reduced cellular free cholesterol content. Pdro depletion-mediated excess cholesterol results, at least in part, from a stimulated low-density lipoprotein (LDL) uptake and an increased cholesterol egress from LE/LY. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: LDL-derived cholesterol release involves LE/LY motility that is linked to actin dynamics. Because Pdro regulates these two processes, we propose that modulation of Pdro expression in response to sterol levels regulates LDL-derived cholesterol through both LDL uptake and LE/LY dynamics, to ultimately control free cholesterol homeostasis.

Physical illness, including psychosomatic disorders, often play an unexpected role in maintaining emotional balances within the family. The outbreak of such disorders, conversely, can be utilized by the physician as a barometer of family emotional difficulties.La maladie physique, inclus les désordres psychosomatiques, ont souvent un rôle inattendu dans le soutien émotionnel du équilibre dedans la famille. L’ arrivée de ces désordres, elle aussi, peut être utilisée par le médecin comme un baromètre des difficultés émotionnelles de la famille. La enfermedad física, incluidos los desórdenes psicosomáticos, a menudo juegan un papel inesperado para mantener el equilibrio emocional dentro de la familia. El surgimiento de esos desórdenes, igualmente, puede utilizarse por el médico como un barómetro de las dificultados emocionales familiares.

La recherche propose de repenser la place des usages informels dans les processus d'urbanisation, et des faits imprévus dans les opérations d'aménagement urbain. Elle repose sur l'étude de conflits d'appropriation territoriale sur la muraille de Théodose II à Istanbul. Comment expliquer qu'en dépit d'un rapport de force défavorable, les usages informels parviennent à maintenir leur appropriation des lieux et continuent à influencer la rénovation du site ? En s'appuyant sur la sociologie de la transaction sociale, la recherche montre que les conflits visibles masquent des formes de compromis pratiques qui impliquent, derrière une transaction explicite sur l'appropriation des lieux, une transaction implicite sur la production des normes sociales et urbaines. Cette transaction régulatrice doit cependant demeurer tacite pour pouvoir œuvrer. La recherche explore alors les mécanismes de ces processus d'occultation et de déviation, et envisage leurs implications en termes d'urbanisme.

International audience; Glucose homeostasis is impaired by a paradoxical interaction between metformin and insulin in carnivorous rainbow trout. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 297: R1769-R1776, 2009. First published September 30, 2009; doi:10.1152/ajpregu.00369.2009.-Utilizing rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) as a known model of a "glucose-intolerant" and poor dietary glucose user, we assessed glucose utilization in fish chronically receiving two molecules able to improve glucose homeostasis: insulin and metformin. Our objectives were to assess the ability of rainbow trout to deal with a glucose load and to improve glucose utilization in fish receiving a chronic administration of insulin plus metformin treatments. Fish received (implanted miniosmotic pumps) saline, insulin, metformin, and insulin plus metformin solution for 4 days and then were subjected to a glucose challenge (intraperitoneal injection) to study glucose homeostasis, analyzing plasma glycemia, mRNA levels of glucose metabolism-related proteins, insulin signaling, and glycogen levels in liver and muscle. Control fish received a saline pump implantation and saline intraperitoneal injection. We found no evidence that the "glucose intolerance" in this species could be linked to any of the molecular markers of metabolism in the tissues analyzed. By contrast, very interestingly, we show for the first time, that metformin is not only unable to improve glucose homeostasis in trout, but, in fact, its counteracts the effects of insulin, creating an "insulin resistance," especially in the muscle. These results make trout an attractive original model to study both insulin and metformin effect on biological systems.

International audience; In plant cells, calcium-based signaling pathways are involved in a large array of biological processes, including cell division, polarity, growth, development and adaptation to changing biotic and abiotic environmental conditions. Free calcium changes are known to proceed in a nonstereotypical manner and produce a specific signature, which mirrors the nature, strength and frequency of a stimulus. The temporal aspects of calcium signatures are well documented, but their vectorial aspects also have a profound influence on biological output. Here, we will focus on the regulation of calcium homeostasis in the nucleus. We will discuss data and present hypotheses suggesting that, while interacting with other organelles, the nucleus has the potential to generate and regulate calcium signals on its own.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.