Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Organization du génome“

The alpha-proteobacteria displayed diverse and often unconventional life-styles. In particular, they keep close relationships with the eucaryotic cell. Their genomic organization is often atypical. Indeed, complex genomes, with two or more chromosomes that could be linear and sometimes associated with plasmids larger than one megabase, have been described. Moreover, polymorphism in genome size and topology as well as in replicon number was observed among very related bacteria, even in a same species. Alpha-proteobacteria provide a good model to study the reductive evolution, the role and origin of multiple chromosomes, and the genomic fluidity. The amount of new data harvested in the last decade should lead us to better understand emergence of bacterial life-styles and to build the conceptual basis to improve the definition of the bacterial species.Key words: alpha-proteobacteria, genome, dynamics, diversity.

Cet article étudie d’un côté, l’impact de l’évolution socio-économique et politique de la recherche scientifique et technologique, et soulève, de l’autre côté, la problématique des obstacles qui handicapent l’éclosion et l’épanouissement du secteur de la recherche scientifique et technologique en vue d’un développement durable et véritable de la nation congolaise. Il nous a paru tout à fait important de le faire pour bien nous faire entendre auprès des gouvernants du pays. Mots clés : Historique, genèse, organisation, recherche scientifique and technologique.

Este ensaio centra-se em quatro objetos materiais definidos que se en­contram nos arquivos do espólio do escritor Carlos de Oliveira (1921-1981), presentemente ao cuidado do Museu do Neo-Realismo em Vila Franca de Xira, Portugal. Trata-se de três cadernos manuscritos, dois deles an­teriores à publicação de Finisterra, Paisagem e Povoamento (romance de 1978), e um posterior; e um conjunto de 5 folhas dispersas datilografadas, datadas de 1970, com o título “Cosmogonia”. Nos dois cadernos anteriores à data de publicação, o autor esboça aquilo a que chama “apontamentos” e “esquemas”, para além de uma série de considerações sobre o ofício da escrita. No terceiro, Carlos de Oliveira responde a “uma leitora curiosa” do romance, explicando detalhes e referências e insurgindo-se contra a crítica que, nas suas palavras, “não entendeu” a lógica intrínseca da narrativa. A “Cosmogonia”, por seu lado, representa uma justificação “filosó­fica” para o romance. De um modo enfático, essas 27 páginas manuscritas permitem recuperar, em movimento contínuo e progressivo, tanto a an­terioridade do romance como uma parte – crucial – da sua posteridade.

Ce travail cherche à appréhender les déterminants de la résilience du personnel soignant dans le contexte de la crise sanitaire Covid-19. Son but est d’accéder à une compréhension profonde des motifs, des forces et des processus à l’oeuvre dans la dynamique complexe de la résilience. Il paraît d’autant plus crucial de répondre à cette question qu’il semble y avoir des enseignements à tirer pour penser différemment les conditions de travail dans les hôpitaux publics. Plus particulièrement, dans le contexte pandémique actuel, le personnel soignant semble plus que jamais exposer aux risques psychosociaux et à un quotidien professionnel inédit et jonché de tensions. Les résultats de l’étude menée auprès du personnel soignant d’un hôpital public en Tunisie ont révélé que la résilience résulte de l’activation de prédispositions, de facteurs de protection et de ressources autant personnelles qu’interpersonnelles et socioculturelles. Cette recherche a révélé que la résilience n’est pas une réaction spontanée dans un contexte professionnel marqué par l’adversité et l’incertitude. Elle est le fruit d’un mix mettant en jeu les dispositions personnelles, la dynamique de groupe, le soutien social, la stabilité familiale, le style de leadership et les contingences situationnelles. De même, l’étude souligne que la résilience génère une réelle valeur ajoutée pour les patients, les soignants et la pratique des soins aussi bien sur le plan humain, sanitaire, éthique qu’économique. Elle montre que le développement de la résilience constitue une responsabilité partagée entre le personnel soignant, le système hospitalier, les autorités sanitaires, l’encadrement et les dirigeants des établissements de santé.

This article focuses on the analysis of and suggestions for improving company-level flexicurity during the restructuring process, based on a best-practice case in Sweden. The parties involved in the restructuring process created company-level flexicurity through strategic corporate social responsibility (CSR) in exchange for increased numerical flexibility by means of temporary employees. The high numerical flexibility was possible because the trade unions saw that top management was committed to strategic socially responsible behaviour in the restructuring process. Our proposal concerns the dissemination of a model for company-level flexicurity during the restructuring process which promotes: (1) improved strategic CSR in the restructuring process, (2) improved transition to new employment in the local labour market and (3) improved flexibility, which creates increased efficiency, competitiveness and rapid payback in the course of restructuring. Cet article est centré sur l’analyse de la « flexicurité » au niveau de l’entreprise durant le processus de restructuration et sur des suggestions d’amélioration sur la base d’un cas de meilleure pratique en Suède. Les parties impliquées dans le processus de restructuration ont créé une « flexicurité » au niveau de l’entreprise au travers d’une approche stratégique de la responsabilité sociale des entreprises (RSE), en échange d’une flexibilité numérique accrue grâce au recours à une main-d’oeuvre temporaire. La flexibilité numérique élevée a été rendue possible parce que les syndicats ont vu que le sommet du management avait adopté un comportement stratégique socialement responsable durant le processus de restructuration. Notre proposition concerne la dissémination d’un modèle de flexicurité durant le processus de restructuration qui promeut: (1) une meilleure approche stratégique de la RSE durant le processus de restructuration, (2) une meilleure transition vers un nouvel emploi sur le marché du travail local, et (3) une meilleure flexibilité, qui génère une efficience et une compétitivité accrues et un retour rapide à la rentabilité au cours de la restructuration. Dieser Beitrag untersucht anhand eines Beispiels bewährter Praxis in Schweden die Anwendung betrieblicher Flexicurity-Regelungen während des Umstrukturierungsprozesses und formuliert Vorschläge für deren Verbesserung. Die an dieser Umstrukturierung beteiligten Parteien haben eine Flexicurity-Regelung im Rahmen einer Strategie zur sozialen Verantwortung des Unternehmens (CSR) eingeführt, als Gegenleistung für eine erhöhte Flexibilität durch den Einsatz von Zeitarbeitskräften. Die Gewerkschaften akzeptierten die hohe Flexibilität, weil die Unternehmensführung sich zu einem strategischen sozial verantwortungsvollen Handeln im Umstrukturierungsprozess verpflichtet hatte. Aus unserer Sicht sollte bei Umstrukturierungsprozessen ein betriebliches Flexicurity-Modell angewandt werden, das Folgendes fördert: 1) eine verbesserte strategische CSR im Umstrukturierungsprozess, 2) einen besseren Übergang in eine neue Beschäftigung auf dem lokalen Arbeitsmarkt und 3) eine verbesserte Flexibilität, die zu mehr Effizienz und Wettbewerbsfähigkeit führt und eine schnelle Amortisierung während der Umstrukturierung ermöglicht.

La culpabilité est une émotion couramment éprouvée dans la vie quotidienne. L’objectif de cette recherche était de l’étudier dans le cadre du travail. Une recherche exploratoire a donc été menée afin, d’une part, d’identifier les situations générant de la culpabilité au travail ainsi que les effets de cette émotion et, d’autre part, de déterminer si la culpabilisation est une stratégie de management permettant d’obtenir davantage de travail de la part des salariés. Les personnes interviewées sont des salariés aux profils variés selon l’âge, le sexe, le poste occupé, le secteur d’activité, la taille de l’entreprise et le statut. Vingt-huit entretiens semi-directifs ont ainsi été menés. Les résultats identifient les caractéristiques de la culpabilité éprouvée au travail en révélant que cette dernière est familière, d’intensité et de fréquence variables, et évolutive. L’analyse des entretiens révèle aussi huit situations génératrices de culpabilité qui sont liées aux phénomènes suivants : une absence ou un retard, la perception d’un travail globalement mal fait, des demandes ou des promesses non suivies, des comportements ou attitudes non corrects, des caractéristiques personnelles (par exemple, un manque de compétence), un client ou un collègue qui souffrent et ne peuvent être aidés, un manque de temps ainsi que l’impact du travail sur la vie privée. Cette recherche montre que la culpabilité ressentie génère une gêne chez les personnes. Mais elle a, surtout, des effets positifs sur le travail réalisé par les salariés. La culpabilité a généralement un effet bénéfique sur les efforts au travail, sauf quand cette émotion est trop intense. La culpabilisation est un autre axe important de cette étude. Si elle est bien constatée par les répondants, il en ressort qu’elle est jugée inefficace lorsqu’elle émane des supérieurs. Elle est alors rejetée et mal vécue. Cet article ouvre des perspectives de recherche afin, d’une part, d’approfondir la place et le rôle de cette émotion et, d’autre part, de développer des implications managériales en termes de bien-être au travail et de performance au travail.

Le lait n’est pas tout à fait un aliment comme les autres puisqu’il est aussi produit par l’Homme. Cet aliment est indispensable à l’alimentation de l’enfant, car sa richesse nutritionnelle combinée à sa forme liquide en font une ration « tout en un » du jeune pendant ses premières semaines de vie. L’homme a très tôt domestiqué d’autres mammifères pour produire cet aliment nécessaire pour le jeune et l’a aussi intégré dans l’alimentation de l’adulte sous forme native ou après transformation. De fait, le lait est un des rares produits animaux avec l’oeuf qui est produit régulièrement et qu’il est possible d’obtenir sans tuer l’animal. Sa production fait pleinement partie de la fonction de reproduction et son prélèvement doit être géré pour ne pas handicaper le développement du jeune animal qui est également un élément d’avenir dans l’élevage. Les vaches laitières ont longtemps bénéficié de noms très personnalisés, voire de prénoms, jusqu’à ce que la traçabilité ne vienne proposer des identifiants plus proches du matricule de la sécurité sociale que des petits noms affectueux utilisés jusqu’alors. La traite est un moment particulier où l’éleveur se substitue au jeune pour prélever le lait plusieurs fois par jour. Tout ceci fait traditionnellement de l’élevage laitier un élevage qui associe étroitement l’homme et l’animal. Au commencement de la domestication et pendant longtemps, le principal défaut du lait a résidé dans sa faible aptitude à la conservation, nécessitant une consommation plutôt locale, le temps entre production et consommation devant rester le plus court possible. De fait, le développement de sa consommation dans les villes est récent et ne s’est pas fait sans quelques soucis (Fanica 2008). Bien entendu, les évolutions de l’industrie laitière et des transports ont permis de franchir ce double cap de la conservation et des distances, faisant en quelques décennies d’un produit local du peuple d’un terroir, riche d’identité, d’histoire et de culture (Faye et al 2010), un produit générique du commerce mondial qui s’échange entre continents suivant les règles de l’organisation mondiale du commerce et dont la demande augmente régulièrement. Ce passage du local au mondial ne s’effectue pas sans des changements radicaux des modes de production et de l’organisation des filières, avec des conséquences parfois importantes sur les territoires. La production de lait en France, pays traditionnel d’élevage bovin laitier, illustre parfaitement cette évolution et se trouve aujourd’hui à une période charnière. Riche d’une grande diversité de terroirs et de produits, la production française présente un profil original dont on ne sait pas aujourd’hui si c’est une force ou une faiblesse dans cette évolution. Depuis 1984, le système des quotas laitiers liés à la terre et non commercialisables en France a ralenti, comparativement aux pays voisins, l’évolution vers une spécialisation et une intensification des systèmes de production laitiers, mais il disparaîtra en 2015. Le contexte économique des prix des matières premières et du prix du lait devient beaucoup plus instable que par le passé. Le métier d’éleveur laitier, avec sa complexité, sa charge de travail importante, ses astreintes et la diminution de sa rémunération, devient moins attractif. La nécessaire prise en compte de l’impact de l’élevage sur l’environnement et plus globalement de la durabilité, constitue un nouveau défi qui est souvent vécu comme une contrainte supplémentaire. Cependant, les connaissances scientifiques et technologiques ont beaucoup progressé et offrent de nouveaux outils à l’élevage laitier pour construire une trajectoire originale dans cette évolution. Ce numéro spécial d’INRA Productions Animales se propose donc en quelques articles de faire un état des lieux des connaissances concernant la production laitière, ainsi que des nouveaux défis et des nouveaux outils qui s’offrent à la filière pour construire son avenir. Ce panorama n’est volontairement pas exhaustif et traitera prioritairement des vaches laitières avec cependant, lorsqu’il est apparu nécessaire, quelques exemples tirés de travaux réalisés chez les caprins. De même, il ne s’agit pas ici d’aborder la transformation du lait et les évolutions des nombreux produits transformés. Mais nous avons cherché à présenter un point sur un certain nombre de sujets en mettant en avant les avancées récentes et les défis scientifiques, techniques, économiques et organisationnels qui concernent la production laitière, en quatre grandes parties. La première plantera tout d’abord le décor du secteur laitier français. La deuxième présentera les nouvelles avancées des travaux sur la femelle laitière, la lactation et le lait. La troisième analysera les différents leviers que constituent la sélection génétique, la gestion de la santé, l’alimentation et la traite, pour mieux maîtriser la production de lait en élevage. Enfin, la dernière partie abordera des questions plus spécifiques concernant les systèmes d’élevage et leur futur. Le premier article de V. Chatellier et al fournit une analyse à la fois du bilan et des perspectives du secteur laitier français. Après une analyse du marché des produits laitiers au travers de la demande et de l’offre et des grandes stratégies des acteurs de la filière, cet article présente les spécificités françaises des exploitations laitières liées en particulier à la diversité des systèmes de production et des territoires. Cette double diversité se traduit également dans les écarts de productivité et des résultats économiques des exploitations dont la main-d’oeuvre reste majoritairement familiale, avec la question de son renouvellement qui se pose différemment selon les territoires. Enfin, à l’aune des changements importants de contexte qui se préparent avec la fin des quotas et les nouvelles relations qui se mettent en place entre producteurs et transformateurs, les auteurs étudient les différents scénarios qui en découlent et qui conduiront à l’écriture du futur du secteur laitier français dans les territoires et le marché mondial. La série d’articles sur l’animal et le lait débute par une approche systémique de l’animal laitier. La vache laitière est d’abord perçue au travers de sa fonction de production, et les modèles de prévision de la lactation se sont longtemps focalisés sur cette seule fonction. La notion d’animaux plus robustes et d’élevages plus durables (cf. Dossier « Robustesse... », Sauvant et Perez 2010) amène à revisiter cet angle d’approche pour l’élargir à ensemble des fonctions physiologiques en prenant mieux en compte les interactions entre les génotypes animaux et leurs environnements. La modélisation aborde cette complexité de deux façons contrastées, l’une plutôt ascendante en partant des mécanismes élémentaires et en les agrégeant, l’autre plutôt descendante, en partant de grandes propriétés émergeantes des principales fonctions et de leurs interactions, voire de leur compétition dans l’accès aux ressources nutritionnelles. La revue de Friggens et al aborde ainsi la question de la dynamique de partition des nutriments entre fonction physiologiques chez les vaches laitières en fonction du génotype en présentant plusieurs approches de modélisation. Cette revue s’attache à montrer l’intérêt de partir des propriétés émergeantes pour arriver à modéliser les réponses complexes (production, reproduction, composition du lait, état corporel…) d’une vache soumise à différentes conduites d’élevage au cours de sa carrière. Les outils de demain qui permettront d’optimiser la conduited’élevage face aux aléas économiques et climatiques dépendront de l’avancée de ces modèles et des connaissances scientifiques qui les sous-tendent. La fonction de lactation est la conséquence de nombreux mécanismes à l’échelle de l’animal, tout particulièrement au niveau de la glande mammaire. Le développement et le fonctionnement de cet organe caractérisé par sa cyclicité ont fait l’objet de nombreux travaux à l’Inra et dans de nombreuses équipes de recherches internationales. Il ne s’agissait pas ici de relater l’ensemble de ces travaux mais de consacrer un article aux dernières connaissances acquises sur les mécanismes de biosynthèse et de sécrétion des constituants du lait. L’article de Leroux et al présente les travaux sur la régulation de l’expression génique dans la glande mammaire avec un intérêt particulier pour les données acquises avec les nouveaux outils d’études globales de génomique expressionnelle. Ceux-ci apportent de nouvelles connaissances sur les effets des facteurs génétiques sur la biosynthèse et la sécrétion du lait, sur leur régulation nutritionnelle et sur l’interaction de ces facteurs. Ce dernier point constitue un champ d’investigation supplémentaire pour décrypter les secrets du fonctionnement mammaire avec notamment l’intervention de nouveaux acteurs que sont les petits ARN non codants (ou microARN) qui vient encore accroître la complexité du fonctionnement mammaire dans son rôle prépondérant lors de la lactation. Après avoir fait cet état des lieux des connaissances sur la biosynthèse et la sécrétion des constituants du lait au niveau de la glande mammaire, l’article de Léonil et al présente la complexité des fractions protéique et lipidique du lait et de leur assemblage en structures supramoléculaires. Ces structures finales sont sous la dépendance de la nature et de la variabilité des constituants, ellesmêmes dues aux polymorphismes des gènes responsables de leur synthèse. Ainsi, les auteurs font un état des lieux des connaissances sur la structure et le polymorphisme des gènes spécifiant les protéines coagulables du lait que sont les caséines pour arriver à l’organisation de ces dernières en micelles. Le rôle nutritionnel de ces protéines majeures du lait et leur fonction biologique sont revisitées à la lumière des connaissances croissantes sur les peptides bioactifs qu’elles contiennent. La fraction lipidique n’est pas en reste avec la présentation de sa complexité et de son organisation sous forme de globule gras ainsi que de son impact nutritionnel sur le consommateur. Enfin, la découverte récente, dans le lait, de petites particules (ou exosomes) véhiculant des protéines et des ARN ouvre de nouvelle voies d’investigation de l’impact du lait sur la santé du consommateur. La série d’articles consacrée aux leviers d’action dont disposent les éleveurs pour moduler la production laitière ainsi que la composition du lait débute par l’article de Brochard et al, qui retrace l’impact de la sélection génétique pour arriver aux apports de la sélection génomique des races bovines laitières. Un bref historique de la sélection génétique présente les progrès réalisés sur les caractères de production laitière mais aussi sur des caractères de robustesse (fertilité, mammites…) et permet ainsi de dresser le décor génétique des élevages français. L’avènement des outils de génomique grâce au séquençage du génome bovin a conduit à renouveler les perspectives de sélection des bovins laitiers (cf. Numéro spécial, «amélioration génétique" Mulsant et al 2011). La présentation brève de ces outils permet de mieux appréhender les retombées attendues. Les opportunités offertes par la sélection génomique sur les caractères laitiers sensu stricto se complètent et permettent également de proposer une sélection sur de nouveaux caractères. En effet, la prise en compte progressive d’autres caractères oriente la sélection vers une complexité accrue notamment grâce à l’établissement de nouvelles mesures phénotypiques. L’évolution vers une meilleure robustesse, une efficacité alimentaire optimisée mais aussi une empreinte environnementale réduite, sera d’autant plus envisageable que la sélection pourra s’appuyer sur des capacités de phénotypage de plus en plus fin et à grande échelle. Un autre facteur prépondérant dans l’élevage laitier concerne la gestion de la santé animale qui affecte, notamment, la durabilité des élevages sous l’angle socio-économique. Cette gestion complexe doit prendre en compte de nombreux paramètres tel que le nombre des traitements nécessaires, le temps passé, les pertes économiques directes à court et long terme, etc. Les infections ne touchent pas toutes directement la glande mammaire, mais en affectant l’animal, elles impactent la lactation, l’efficacité de production du troupeau et donc l’élevage. L’article de Seegers et al passe en revue sept maladies majeures classées en trois groupes affectant les bovins laitiers. Il présente les connaissances récentes acquises sur ces maladies et les perspectives qu’elles ouvrent pour mieux les maîtriser. Ces maladies ont bien souvent un impact économique fort sur les élevages et/ou sont transmissibles à l’Homme constituant ainsi des questionnements de recherche forts et pour lesquels les moyens d’actions sont aussi multiples que variés. De plus, les attentes sociétales visent à diminuer, autant que faire se peut, les intrants médicamenteux. L’alimentation est un levier de maîtrise de la production et de la composition du lait qui présente l’avantage d’avoir des effets rapides et réversibles. Bien que ce levier puisse également moduler la composition protéique du lait, l’impact prépondérant de l’alimentation sur la composition en acides gras du lait, dans le but de fournir aux consommateurs une qualité nutritionnelle du lait la plus favorable possible, a été mis en exergue par de nombreuses études. La détermination de la composition en acides gras des laits est de plus en plus précise, notamment du fait des nouvelles techniques qui permettent une meilleure caractérisation de ces profils. Outre l’impact de l’alimentation, les effets des apports nutritionnels chez le ruminant sur les teneurs en composés vitaminiques du lait sont également à prendre en compte dans la perspective de l’utilisation du lait comme source complémentaire naturelle de vitamines chez les sujets présentant une efficacité d’absorption réduite (tel que les jeunes ou à l’inverse les personnes âgées). L’article de Ferlay et al recense les principaux facteurs alimentaires (nature de la ration de base, supplémentation oléagineuse, différents types de suppléments lipidiques et leurs interactions) influençant la composition en acides gras et en vitamines du lait de vache. Enfin, la traite constitue un outil supplémentaire de pilotage des troupeaux en termes de production laitière mais aussi de qualité sanitaire, technologique et nutritionnelle du lait. De plus, une meilleure connaissance des effets des différentes pratiques de traite est cruciale dans le contexte actuel de gestion du travail dans les exploitations laitières (cf. Numéro spécial, « Travail en élevage », Hostiou et al 2012). Les moyens mis en oeuvre se situent à différents niveaux allant de la fréquence de traite aux systèmes de stockage des laits en passant par les réglages possibles ou les types de machines à traire. L’article de Guinard-Flament et al fait le point des connaissances actuelles sur les effets et les conséquences de modifications de la conduite des animaux à la traite. Il présente les effets de la fréquence de traite sur le niveau de production laitière et sur la composition du lait. Le contexte de la traite, avec les effets mécaniques de la machine à traire et celui du système de stockage, est également présenté dans ses multiples facettes pour souligner leur rôle prépondérant sur la qualité microbienne des laits. La conduite des vaches à la traite est également un moyen de gestion de la carrière d’une vache laitière à travers le pilotage de certaines phases du cycle de production (effets sur la reproduction et sur la durée de la lactation et leurs conséquences sur la santé de l’animal...). La dimension des systèmes d’élevage est dominée ces dernières années par la question environnementale, notamment depuis la parution du rapport de la FAO « Livestock’s long shadow » (Steinfeld et al 2006). L’élevage laitier, très consommateur de ressources de qualité, est concerné au premier rang par ce défi environnemental. Mais ces enjeux, peu perceptibles à l’échelle de l’élevage pourtant à l’origine de ces risques, sont difficiles à intégrer dans les objectifs des systèmes de production. L’article de Dollé et al sur les impacts environnementaux des systèmes bovins laitiers français apporte de nombreux éléments quantifiés sur les émissions des éléments à risque pour l’environnement par les élevages laitiers. Ces risques concernent bien entendu la qualité de l’eau, notamment via les excrétions d’azote et de phosphore, ce qui est connu depuis longtemps avec leurs impacts sur l’eutrophisation des cours d’eau et des côtes. Les risques liés à la qualité de l’air ont été pris en compte beaucoup plus récemment et concernent principalement les émissions d’ammoniac pouvant affecter la santé humaine et des gaz à effet de serre responsables du réchauffement climatique (cf. Dossier, « Gaz à effet de serre en élevage bovin : le méthane », Doreau et al 2011). Ensuite, l’article aborde la question de la biodiversité, auxiliaire de l’agriculture et des paysages, où l’élevage joue un rôle central au sein des territoires agricoles. L’article aborde pour finir la question de la quantification de ces impacts afin d’améliorer objectivement les performances environnementales des élevages et montre que performances environnementales et économiques en élevage laitier ne sont pas antinomiques. En guise de conclusion de ce numéro, J.L. Peyraud et K. Duhem se sont prêtés à un exercice d’analyse prospective des élevages laitiers et du lait de demain en reprenant certains des constats de l’article introductif, notamment sur la diversité des systèmes et des territoires, la restructuration rapide de la filière et la reconstruction du métier d’éleveur. La filière devra demain affronter la tension entre l’amélioration de la compétitivité et celle de la durabilité de l’élevage en tirant profit des innovations. La meilleure prise en compte des qualités nutritionnelles des produits et de l’évolution des demandes tout en améliorant l’intégration de l’élevage au sein des territoires constitue un double défi pour résoudre cette tension. L’analyse des auteurs prône cependant un maintien de la diversité et la complémentarité des systèmes dans une diversité de territoires pour mieux répondre aux enjeux de la société et des éleveurs. Ce numéro spécial montre combien la filière laitière est aujourd’hui plus que jamais à la croisée des chemins avec des défis économiques et sociétaux difficiles à relever dans un climat de plus en plus incertain. Entre diversité d'une part, et spécialisation et standardisation d'autre part, le chemin de la filière française reste complexe à définir. Les nombreuses évolutions des connaissances scientifiques permettent de disposer à court ou moyen terme de nouveaux outils pour relever ces défis. La sélection génomique pour disposer des animaux les plus adaptés à leur système, les modèles de prévision pour anticiper les aléas et leurs conséquences, les outils d’évaluation environnementale pour maîtriser les risques, les outils de monitoring et d’information des troupeaux d’élevage pour améliorer les conditions de travail et l’efficience des troupeaux, les possibilités de piloter la qualité des produits par les conduites d’élevage et en particulier l’alimentation, une meilleure connaissance des mécanismes de régulation de la lactation, la découverte de la richesse des constituants du lait et de leurs propriétés nutritionnelles et fonctionnelles sont autant d’atouts pour la filière pour affronter ces défis. A travers les articles de ce numéro, nous avons voulu illustrer quelques un de ces défis et des perspectives offertes par la recherche. L’enjeu sera de les mobiliser à bon escient dans le cadre de stratégies cohérentes. Cela nécessitera la collaboration de tous les acteurs de la recherche, de la formation, du développement et de la filière. A leur niveau, les articles de ce numéro, par les nombreuses signatures communes entre chercheurs, enseignants-chercheurs et ingénieurs de recherche-développement, témoignent de la vitalité des unités mixtes de recherche et des unités mixtes thématiques impliquées dans l’élevage laitier. De même, bon nombre de travaux relatés dans les articles de ce numéro sont le fruit de programmes de recherche co-financés et menés en collaboration étroite entre la recherche, les instituts technique et la filière. Nous y voyons un fort signe positif pour l'avenir de l'élevage laitier en France Cet avant-propos ne saurait s’achever sans remercier René Baumont et le comité de rédaction d’Inra Productions Animales pour l’initiative judicieuse de ce numéro spécial, mais aussi pour nous avoir aidés à mener à bien ce projet comprenant de nombreux auteurs, qui ont bien voulu se prêter à l’exercice difficile de la rédaction d’un article de synthèse qui conjugue la rigueur de l’information scientifique avec l’exigence de la rendre accessible à un large public. Ce numéro doit beaucoup aussi aux relectures constructives de nombreux collègues que nous remercions ici anonymement. Enfin, cet ouvrage doit aussi sa qualité à un travail remarquable d’édition technique assuré par Pascale Béraudque nous associons à ces remerciements. Nous avons eu la primeur de ces articles et nous espérons que vous partagerez l’intérêt que nous avons eu à leur lecture à la fois instructive, enrichissante et propice à nourrir notre réflexion pour le futur de la recherche-développement dans le domaine de l’élevage bovin laitier.Philippe FAVERDIN, Christine LEROUX RéférencesDoreau M., Baumont R., Perez J.M., (Eds) 2011. Dossier, Gaz à effet de serre en élevage bovin : le méthane. INRA Prod. Anim., 24, 411-474. Fanica P.O., 2008. Le lait, la vache et le citadin. Du XVIIe au XXe siècle. Editions Quae, Paris, France,520p. Faye B., Bonnet P., Corniaux C., Duteurtre G., 2010. Peuples du lait. Editions Quae, Paris France, 160p. Hostiou N., Dedieu B., Baumont R., (Eds) 2012. Numéro spécial, Travail en élevage. INRA Prod. Anim., 25, 83-220. Mulsant P., Bodin L., Coudurier B., Deretz S., Le Roy P., Quillet E., Perez J.M., (Eds) 2011. Numéro spécial, Amélioration génétique. INRA Prod. Anim., 24, 283-404. Sauvant D., Perez J.M., (Eds) 2010. Dossier, Robustesse, rusticité, flexibilité, plasticité, résilience… les nouveaux critères de qualité des animaux et des systèmes d'élevage. INRA Prod. Anim., 23, 1-102. Steinfeld H., Gerber P., Wassenaar T., Castel V., Rosales M., de Haan C., 2006. Livestock's long shadow: environmental issues and options. Food and Agriculture Organization of the United Nations,414p.

This article is based on a report written in early 1985 for the Secretary of City Planning Housing and Transportation (MULT) who had requested assistance in defining the possible functions and staffing requirements of a high quality center for urban engineering. A look at the history of the different professions concerned with the urban environment reveals the strong links that existed between the urban hygiene movement and the emerging city planning movement at the turn of the century. In France during the last decade, these links have been renewed by the National Center of Scientific Research (C.N.R.S.) and by a number of organizations including the "City engineers of France". Based on his own practical experience reading and reflection, C. MARTINAND suggests a new definition of urban engineering: "the art of conceiving, developing and operating the urban technical networks that physically and socially link together the individual elements of the urban system". Using this definition as a starting point, the author proposes some directions for research and reading concerned with the consequences of urban systems. Cet article est une note écrite début 1985, au lendemain de la mission confiée à l'auteur par P. Quilès alors Ministre de l'Urbanisme du Logement et des Transports, devant permettre de contribuer à préciser "le contenu et les partenaires éventuels d'un pôle de compétence spécifique au domaine du génie urbain".Un rappel historique de l'apparition des différents corps du génie montre le lien entre le mouvement social qui accompagne le mouvement hygiéniste et l'apparition de la référence au génie urbain (en 1905), puis sa résurgence au cours des dix dernières années, au CNRS et dans les milieux d'Ingénieurs, en particulier chez les Ingénieurs des Villes de France. A travers ses propres analyses et expériences, et les références à diverses réflexions, l'auteur propose pour définition du génie urbain "l'art de concevoir, de réaliser et de gérer les réseaux techniques urbains en précisant que ceux-ci mettent en relation et en rapport social des éléments localisés du système urbain". A partir de cette définition, l'auteur propose des directions de travail et différents niveaux de lecture et d'enjeux de réseaux.

De nombreux facteurs sont impliqués dans l'organisation tridimensionnelle (3D) de la chromatine et ses processus associés tel que l'expression contrôlée des gènes. Parmi ces facteurs, l'incorporation locus-spécifique des variants d'histones constitue un mécanisme indispensable à de nombreux processus nucléaires. Le variant d'histone macroH2A1 (mH2A1), exprimé sous la forme de deux variants d'épissage mH2A1.1 et mH2A1.2, est important pour l'exécution contrôlée de nombreux processus moléculaires et cellulaires tels que, de manière non exhaustive, la transcription de l'ADN, la réparation des cassures d'ADN, l'organisation 3D du génome, la différenciation/reprogrammation cellulaire, la senescence et la prolifération cancéreuse. Les mécanismes moléculaires par lesquels mH2A1 régule ces processus sont toutefois encore mal caractérisés. Dans ce contexte, l'objectif de mes travaux de thèse était d'aboutir à une meilleure compréhension des actions transcriptionnelle et organisationnelle de mH2A1. Mes travaux se sont divisés en deux grands axes de recherche. Le premier axe consistait en l'analyse des rôles de l'isoforme mH2A1.1 dans une lignée cellulaire cancéreuse mammaire triple négative (TNBC) de référence à haut potentiel métastatique, la lignée MDA-MB 231. Pour cela, j'ai combiné des données transcriptomiques avec des données de ChIP-seq, HiC et PCHiC en condition contrôle et de déplétion de mH2A1.1. Le deuxième axe consistait en l'analyse du recrutement de mH2A1 sur les régions péricentromériques du génome et mesurer son impact sur l'organisation 3D de ces dernières. Pour cela, j'ai utilisé des approches de microscopie sur cellule murine contrôle et n'exprimant pas mH2A1. Concernant le premier axe, j'ai montré que l'isoforme mH2A1.1 active ou réprime l'expression de nombreux gènes associés à une large gamme de processus biologiques, en particulier importants pour la migration cellulaire. En accord, j'ai montré que mH2A1.1 inhibait la migration cellulaire des cellules TNBC MDA-MB 231. J'ai montré que mH2A1.1 activait l'expression de ses gènes cibles en régulant la pause de l'ARN Polymerase II. En revanche, aucune preuve d'un rôle de mH2A1.1 dans le contrôle des interactions enhancers/promoteurs et dans l'organisation générale de la chromatine n'a été trouvée. Concernant le second axe, j'ai montré que les deux isoformes de mH2A1 étaient recrutées sur les régions péricentromériques suite à divers traitements influençant l'homéostasie nucléaire. Néanmoins, j'ai trouvé que l'absence de mH2A1 ne semble pas agir sur l'organisation 3D de ces loci génomiques. Mes travaux de thèse ont ainsi permis de mieux caractériser par quel processus moléculaire mH2A1, en particulier l'isoforme mH2A1.1, régule l'expression génique mais ont également remis en doute l'idée que mH2A1 serait fonctionnellement impliquée dans la structure de la chromatine, à différentes échelles organisationnelles mais aussi vis-à-vis des différents états chromatiniens
Many factors regulate three-dimensional (3D) chromatin organization and DNA-related processes such as controlled gene expression. Among them, locus-specific incorporation of histones variants is essential for many nuclear processes. The histone variant macroH2A1 (mH2A1), expressed as two splicing isoforms mH2A1.1 and mH2A1.2, is important for the controlled execution of many molecular and cellular processes such as, in a non-exhaustive way, gene transcription, DNA repair, 3D genome organization, cellular differentiation and reprogramming, senescence and cancerous proliferation. Underlying molecular mechanisms by which mH2A1 regulates these processes are still poorly characterized. Based on this, the aim of my thesis was to gain a more comprehensive view of mH2A1 transcriptional and organizational actions at specific loci and at the level of the whole genome. My work was divided into two main research axes. The first axis consisted in the analysis of the roles of the isoform mH2A1.1 in a reference triple negative breast cancer (TNBC) cell line MDA-MB 231, characterized by a high metastatic potential. To this aim, I have combined transcriptomic data with ChIP-seq, HiC and PCHiC data in control and mH2A1.1-depleted cells. The second axis consisted in the analysis of the recruitment of mH2A1 to pericentric heterochromatin regions and the investigation of its impact on their 3D chromatin organization. To this aim, I have used single cell microscopy and quantitative image analysis in control and mH2A1-depleted murine fibroblastic cells. Concerning the first axis, I found that mH2A1.1 isoform up- or down-regulates many genes associated with a wide range of biological processes, particularly important for cell migration. In agreement, mH2A1.1 inhibits cell migration of the TNBC MDA-MB 231 cells. I demonstrated that mH2A1.1 actives its target gene expression by regulating ARN Polymerase II pausing. However, no evidence for a role for mH2A1 in the control of chromatin looping between enhancers/promoters and at the genome-wide scale was found. Concerning the second axis, I showed that both isoforms of mH2A1 were recruited to pericentric heterochromatin following various treatments influencing nuclear homeostasis. However, mH2A1 did not seem to be necessary for the chromatin organization of these loci. My thesis works provide new insights into the molecular mechanisms by which mH2A1, in particular its isoform mH2A1.1, regulates gene expression but they also question the idea that mH2A1 is functionally involved in chromatin structure at different organizational scales of the genome and at different chromatin states

Les organismes cellulaires apparaissent organisés. Les bactéries utilisent des compartiments sans membrane pour confiner les réactions chimiques dans l'espace et le temps. Il existe un paradigme général de l'auto-organisation de l'espace intracellulaire qui distingue les auto-assemblages, structures moléculaires assemblées par des mécanismes passifs de transition de phase, et les structures dissipatives, engendrés par exemple par des processus de réaction-diffusion. Si les auto-assemblages correspondent à l'évolution vers l'équilibre thermodynamique, les structures dissipatives sont des manifestations d'une dépense d'énergie hors équilibre thermodynamique. Nous illustrons ce paradigme en étudiant la ségrégation du matériel génétique chez les bactéries, en l'occurrence celle du plasmide F de Escherichia coli qui repose sur le système de partition ParABS. La ségrégation est une étape cruciale du cycle cellulaire bactérien puisqu'elle assure la transmission de l'information génétique dans les bactéries filles avant la division. Le système ParABS est constitué d'une séquence centromérique parS ; d'une protéine ParB capable de se lier à l'ADN, spécifiquement sur la séquence parS et non-spécifiquement ailleurs ; d'une protéine ATPase ParA capable de se lier à l'ADN. Les interactions entre protéines ParB sur l'ADN et l'adsorption spécifique sur la séquence parS mène à la formation d'un foyer tridimensionnel appelé complexe ParBS localisé autour de la séquence parS. Les interactions entre protéines ParA et ParB mènent au positionnement de ce complexe au centre du milieu cellulaire. Après réplication, deux complexes ParBS existent et son ségrégés par l'action des protéines ParA aux positions 1/4 et 3/4 de l'espace intracellulaire.Nous cherchons d'abord à expliquer la formation des complexes ParBS par un mécanisme passif de séparation de phase entre états de haute et basse densité en protéines ParB dans l'espace. Nous construisons deux modèles de physique statistique à l'aide d'outils empruntés à la physique des transitions de phase. Notre deuxième approche définit rigoureusement tous les éléments du système biologique constitué de l'ADN-polymère et des protéines ParB en interaction et nous permet de formuler un critère d'existence de transition de phase du premier ordre qui est vérifié par l'ADN. Nous parvenons à tracer les diagrammes de phase de cette transition. Ces deux modèles nous permettent d'argumenter que le régime thermodynamique physiologique de ce système biologique est un régime de coexistence métastable en protéines ParB sur l'ADN. La séquence parS joue le rôle d'un défaut ou d'une graine de nucléation. Nous utilisons une troisième approche pour expliciter le lien entre les distributions tridimensionnelle et sur l'ADN des protéines ParB autour de la séquence parS. Nous cherchons à expliquer les courbes de recouvrement de fluorescence issus d'expériences de photoblanchiment sur les complexes ParBS. Nous construisons une méthode de photoblanchiment in silico, c'est-à-dire que nous reproduisons ces courbes de recouvrement à partir d'une équation phénoménologique résolue numériquement. Nous développons un système d'équations qui décrivent l'évolution des protéines sur l'ADN à partir de l'approche physique statistique précédente pour produire un photoblanchiment in silico prenant en compte que les complexes ParBS sont issus d'une séparation de phase. Nous montrons qu'un pur système passif ne permet pas de faire des expériences de photoblanchiment à cause de la maturation d'Ostwald subie par les complexes. Nous corrigeons cette approche pour inclure les protéines ParA et leur cycle biochimique dans nos simulations. Nous montrons ainsi que les interactions entre les protéines ParA et ParB et l'hydrolyse de l'ATP permet la survie de plusieurs complexes ParBS grâce à un mécanisme d'inversion du murissement d'Ostwald. Cette approche fondamentale permet d'expliquer le positionnement des complexes ParBS durant la ségrégation
Cellular organisms appear organized. Bacteria use membraneless compartments to confine chemical reactions in space and time. There is a general paradigm of intracellular space self-organization that distinguishes between self-assembly, molecular structures assembled by passive phase transition mechanisms, and dissipative structures, generated for example by reaction-diffusion processes. If self-assemblies correspond to the evolution towards thermodynamic equilibrium, dissipative structures are manifestations of an out-of-equilibrium energy cost. We illustrate this paradigm by studying the segregation of bacterial genome, in this case the F-plasmid segregation of Escherichia coli, based on the ParABS partition system. Segregation is a crucial step in the bacterial cell cycle since it ensures the transmission of genetic information in daughter bacteria before division.The ParABS system consists of a parS centromeric sequence; a ParB protein which is able to bind to DNA, specifically on the parS sequence and not specifically elsewhere; and a ParA ATPase protein than can bind to DNA. Interactions between ParB proteins on DNA and specific adsorption on the parS sequence lead to the formation of a three-dimensional focus called the ParBS complex located around the parS sequence. Interactions between ParA and ParB proteins lead to the positioning of this complex at the center of the cell cytoplasm. After replication, two ParBS complexes exist and are segregated by the action of ParA proteins at positions 1/4 and 3/4 of the intracellular space.We first seek to explain the formation of ParBS complexes by a passive phase separation mechanism between high- and low-density states of ParB proteins in space. We construct two statistical physics models using tools borrowed from the physics of phase transitions. Our second approach rigorously defines all the elements of the biological system consisting of the interacting DNA-polymer and ParB proteins and allows us to formulate a first-order phase transition existence criterion that is verified by the DNA. We can draw the phase diagrams of this transition. These two models allow us to argue that the physiological thermodynamic regime of this biological system is a regime of metastable coexistence in ParB proteins on DNA. The parS sequence plays the role of a defect or nucleation seed. We use a third approach to explain the relationship between the three-dimensional and DNA distributions of ParB proteins around the parS sequence.We try to explain the fluorescence recovery curves from photobleaching experiments on ParBS complexes. We construct an in silico photobleaching method, i.e. we reproduce these recovery curves from a phenomenological equation solved numerically. We then develop a system of equations that describe the evolution of proteins on DNA from the previous statistical physical approach to produce an in silico photobleaching taking into account that ParBS complexes are the result of phase separation. We show that a pure passive system does not allow photobleaching experiments because of the Ostwald maturation undergone by the complexes. We correct this approach by including ParA proteins and their biochemical cycle in our simulations. We show that the interactions between ParA and ParB proteins and the hydrolysis of ATP allows the survival of several ParBS complexes thanks to an inversion mechanism of Ostwald's ripening. This fundamental approach explains the positioning of ParBS complexes during segregation

L'épissage alternatif est le mécanisme permettant la production de plusieurs isoformes d'ARNs messagers à partir du même gène. La majorité des gènes humains sont concernés par ce processus. Epissage et transcription étant simultanés, les deux processus sont co-régulés. Plusieurs études récentes ont proposé que l'organisation tridimensionnelle du génome, qui régule la transcription, pourrait également moduler l'épissage. DDX5 et DDX17 sont deux hélicases à ARN impliquées dans plusieurs étapes de la biogenèse et de la maturation des ARNs, y compris la transcription et l'épissage. Des travaux de notre équipe ont montré que leur expression est réprimée lors de la différenciation cellulaire, ce qui contribue à établir des programmes d'épissage spécifiques. DDX5 et DDX17 interagissent avec CTCF et le complexe Cohésine, deux régulateurs de l’organisation 3D de la chromatine, suggérant un rôle des hélicases dans la topologie du génome, et potentiellement dans la connexion éventuelle entre organisation 3D et épissage. Nous avons dans un premier temps évalué l’impact à large échelle de DDX5/17 sur l’épissage par RNA-Seq, et montré que la co-déplétion de CTCF et de Cohésine avec les hélicases augmente leur effet sur l'inclusion de certains exons. De plus, nos résultats indiquent que la déplétion de DDX5/17 impacte la terminaison de la transcription de centaines de gènes. Enfin, nous avons sélectionné deux exons régulés par DDX5/17 et CTCF pour étudier l'organisation tridimensionnelle de leurs gènes par des expériences de 3C (Chromosome Conformation Capture). Le premier candidat est un exon interne du gène NCS1 et le second un exon situé just en aval du promoteurdu gène PRMT2. Nos résultats de 3C indiquent la présence d'une boucle entre le promoteur du gène NCS1 et l'exon alternatif interne. De plus, nous montrons pour les 2 gènes testés la proximité physique entre leur promoteur et leur région terminatrice, et une déstabilisation de cette boucle en absence de DDX5/17, ce qui pourrait expliquer les défauts observés de terminaison. . Enfin, une stabilisation contrainte de la boucle promoteur-terminateur du gène PRMT2 altère l'inclusion de l'exon promoteur proximal de ce gène. Ainsi, nos résultats appuient l'hypothèse d'un lien mécanistique entre l'organisation 3D des gènes et la régulation de l'épissage alternatif et plus généralement de la fidélité de leur transcription
Alternative splicing is the mechanism that allows the production of several mRNA isoforms from the same gene, and that concerns the majority of human genes. As it occurs during transcription, both processes are co-regulated. Several recent studies have proposed that the three-dimensional organization of the genome, which regulates transcription, could also have an impact on splicing. DDX5 and DDX17 are two RNA helicases involved in several steps of RNA biogenesis and processing, including transcription and splicing. Notably, previous studies from our lab have shown they are downregulated during cellular differentiation, which contributes to establish specific splicing programs. Moreover, DDX5/17 interact with CTCF and Cohesin that are key regulators of chromatin topology and looping. This suggests a role for DDX5/17 in genome topology, and could suggest their involvement in the cross-talk between 3D organization and splicing. In order to address this question, we first assessed the impact of DDX5/17 on splicing by RNA-Seq and tested the contribution of CTCF and Cohesin on DDX5/17-dependant exon inclusion. We observed that the co-depletion of CTCF and Cohesin with DDX5/17 increases the effect of the helicases on the inclusion of some exons. Moreover, our results indicate for the first time that depletion of DDX5/17 deregulates transcriptional termination of many genes. Finally, we selected two exons regulated by both DDX5/17 and CTCF and investigated the three-dimensional organization of their associated genes by Chromosome Conformation Capture (3C) assays. The first exon is located within the NCS1 gene while the second exon has a promoter-proximal position in the PRMT2 gene. Our 3C experiments indicate the presence of a chromatin loop between the NCS1 promoter and its internal DDX5/17- and CTCF-regulated exon. Moreover, our results reveal a physical proximity between the promoter and the terminator region of both genes, and a deregulation of this specific configuration upon DDX5/17 depletion, which could possibly lead to transcriptional readthrough. Finally, stabilizing the promoter-terminator loop using a dCas9-based approach altered the inclusion of the PRMT2 promoter-proximal exon. Altogether, our results support the hypothesis of a mechanistical link between the 3D organization of genes and the regulation of alternative splicing and transcription fidelity

Malgré les vastes études démontrant le rôle de la conformation génomique dans le contrôle transcriptionnel, de nombreuses questions restent en suspens, et en particulier, comment ces structures chromatiniennes sont formées et maintenues. Pour mieux comprendre les liens entre l’état de la chromatine au niveau des éléments régulateurs, la topologie de la chromatine et la régulation de la transcription, nous utilisons la technique CHi-C basée sur la technologie de capture de la conformation chromosomique (3C). En utilisant deux stratégies de capture ciblant deux différentes structure chromatiniennes (les boucles chromatiniennes et les domaines topologiques), nous avons pu décrypter la structure chromatinienne associée à la différenciation des thymocytes et mettre en évidence des mécanismes de contrôle transcriptionnel de certains gènes. Les expériences futures de l’équipe vont consister à examiner les facteurs (hors transcription) qui peuvent influencer l'architecture de la chromatine, comme la liaison différentielle des CTCF, et comment ces facteurs peuvent être coordonnés par le contrôle de transcription
Chromosome folding takes place at different hierarchical levels, with various topologies correlated with control of gene expression. Despite the large number of recent studies describing chromatin topologies and their correlations with gene activity, many questions remain, in particular how these topologies are formed and maintained. To understand better the link between epigenetic marks, chromatin topology and transcriptional control, we use CHi-C technique based on the chromosome conformation capture (3C) method. By using two capture strategies targeting two different chromatin structures (chromatin loops and topological domains), we have been able to decipher the chromatin structure associated with thymocyte differentiation and to highlight mechanisms for the transcriptional control of certain genes. Future experiments of the lab will examine mechanisms other than transcription which may influence chromatin architecture, such as differential binding of CTCF, and how these may interplay with transcriptional control and chromatin architecture

Les habitats sur le substrat de serpentine représentent un environnement hostile pour le développement des plantes. Ils sont caractérisés par un faible nombre d'espèces mais un haut niveau d'endémisme. Cette étude présente pour la première fois une série des données sur la taille du génome, du nombre chromosomique, du niveau de ploïdie, de l'affinité pour le substrat, du cycle de vie, du type et de la forme de croissance des serpentinophytes dans l'extrême nord-ouest de la zone de serpentine dans les Balkans. Les 308 taxons des plantes étudiées comprennent appartenant à 213 genres, dont la taille du génome est donnée pour la première fois pour 28 genres et 99 espèces. En utilisant les critères de Leitch, plus de la moitié des taxons (55.63%) appartiennent au groupe des très petits génomes, 22.19% aux petits, 18.75% aux moyens, 3.13% aux grands, et seulement 0.31% aux très grands génomes. Concernant l'affinité au substrat, la majorité d'espèces (171) sont indifférentes ou des serpentinophytes facultatives (103). Selon le type de cycle de vie, ~ 4% des espèces sont annuelles, 88.31% pérennes, dont 57% possèdent de très petits génomes. Les hémicryptophytes représentent une forme de vie dominante (48.38%), tandis que les phanérophytes représentent 17%, les chaméphytes 15%, les thérophyte 9% et les géophytes 9%. Il est évident que le stress hydrique, les températures élevées et la présence de métaux lourds dans les habitats sur la serpentine jouent une haute pression sélective et favorisent des espèces pérennes à très petits génomes.Le Narcissus poeticus (Amaryllidaceae), serpentinophyte facultative, est l'ancêtre des narcisses cultivés. C'est la première étude de N. poeticus et de sa rhizosphère dans les populations naturelles. Il montre une tolérance au pH du sol qui varie du 4.64 à 7.85. Les concentrations totales de nickel, de cobalt et de magnésium sont plus élevées dans les sols sur serpentine que dans ceux sur calcaires. Narcissus poeticus est caractérisé par une plus grande accumulation de manganèse, de nickel et de magnésium dans ses parties aériennes. Le cobalt, par contre, a une concentration totale uniforme dans toutes les parties de la plante. Une autre caractéristique inhabituelle de N. poeticus est son plus grand rapport molaire Ca/Mg dans les parties souterraines, probablement dû à sa forme de vie (géophytes) et une dormance estivale. Il est évident que, même si N. poeticus accumule certaines quantités de métaux lourds estimés (Mn, Ni, Co, Fe), il n'est pas pour autant un hyperaccumulateur.Une partie importante de ce travail concerne la variabilité de la structure chromosomique, la taille du génome, le niveau de ploïdie et la présence de chromosomes B dans 13 populations naturelles de N. poeticus poussant sur différents substrats géologiques et dans différentes conditions environnementales. La technique de la cytométrie en flux a été utilisée pour estimer la taille du génome, l'hybridation in situ fluorescente (FISH) pour la cartographie physique de l'ADNr, le fluorochrome banding pour l'organisation de l'hétérochromatine et la coloration au nitrate d'argent pour estimer l'activité des gènes ribosomiques. L'organisation des gènes ribosomiques et l'existence des triploïdes naturels ont été rapportés ici pour la première fois. Présence des individus portant de chromosomes B (dans 9 populations sur 13) et de translocations chromosomiques a été détectée. Un système particulier de chromosomes B présente trois différents morphotypes. Le submétacentrique type, le plus fréquent, possède quatre paternes différents dans l'organisation de l'hétérochromatine et de l'ADNr. La coloration à l'AgNO3 a montré que le nombre de nucléoles formés augmente en présence des chromosomes B portant des gènes ribosomiques, dont l'activité est ainsi prouvée. Les résultats obtenus démontrent que N. poeticus possède un génome dynamique avec la quantité d'ADN variable en raison de la présence de polyploïdie, de chromosomes B et de réarrangements chromosomiques. Il semble que les modifications observées reflètent la réponse du génome à différentes conditions environnementales où les individus portant les chromosomes B pourraient avoir des avantages sélectifs.

La réplication de l’ADN est un processus essentiel qui doit avoir lieu une seule fois par cycle cellulaire. Ce processus hautement régulé et très conservé chez les eucaryotes, assure une complète duplication et donc une totale transmission de l’information génétique. Des changements dans le programme de réplication, qui est définit par le moment d’activation et la fréquence d’utilisation de l’ensemble des origines, ont été observés lors du développement, après induction de la différenciation chez des cellules souches embryonnaires de souris, ainsi que dans un grand nombre de cancers. La régulation de la réplication de l’ADN est donc un processus essentiel pour le maintien de l’intégrité du génome et le programme de réplication pourrait y contribuer de manière importante. Cependant, en dépit d’un grand nombre de travaux sur les différentes protéines et modifications impliquées dans la sélection des origines, les principaux déterminants ainsi que leur interdépendance restent étonnement méconnus. Mon projet de thèse se focalise sur l’identification des paramètres clés qui régulent le programme de réplication, en utilisant comme modèle la levure de fission, Schizosaccharomyces pombe. Premièrement, je me suis intéressé au rôle de la dynamique de l’activité des CDKs lors de la phase G1 ainsi que de leur niveau d’activité à la frontière G1/S dans la sélection des origines. J’ai démontré que changer la longueur de la phase G1 à travers la modulation de l’activité des CDKs se traduit par une modification du profil de réplication tout au long du génome. Plus précisément, les origines inefficaces sont utilisées plus fréquemment alors que les origines efficaces ont une activité réduite. D’un autre coté, nous avons également montré que le nombre d’origines actives pour une phase S donnée, dépend du niveau d’activité des CDKs lors de l’entrée en phase S, suggérant ainsi que cette activité est un facteur limitant dans la régulation de l’initiation de la réplication. Dans un second temps, j’ai utilisé une approche dans laquelle les cellules établissent un programme de réplication de novo après la sortie de quiescence, afin d’étudier les premières étapes de la sélection des origines de réplication, en se focalisant sur l’importance du recrutement de ORC (Origin Recognition Complex) aux origines. L’analyse du profil de liaison de ORC révèle une forte corrélation entre le niveau de liaison de ORC aux origines et l’efficacité de ces dernières, démontrant pour la première fois que ORC n’est pas simplement un marqueur des sites d’initiation potentiels mais plutôt un déterminant crucial dans l’établissement du programme de réplication. Finalement, j’ai observé que les origines efficaces ont tendance à être organisées en groupes tout au long du génome, suggérant que l’organisation chromosomique pourrait être importante dans la sélection des origines de réplication. Afin d’étudier cela, j’ai généré des souches contenant différents réarrangements chromosomiques. Nos résultats indiquent que la position relative d’une origines par rapport à son contexte chromosomique, joue un rôle important dans la régulation de son efficacité et que des régions distinctes peuvent avoir des effets opposés sur la sélection des origines en étant soit activatrices ou inhibitrices
DNA replication is an essential process that occurs only once in a cell cycle before cell division. Replication is highly regulated through conserved mechanisms to ensure the faithful duplication and transmission of genetic information. Interestingly, changes in the replication program, defined by the temporal and spatial pattern of replication origin activation, have been observed during development in distinct cell types, after induction of differentiation in mouse embryonic stem cells, and in various cancers. The regulation of DNA replication is therefore essential for ensuring the integrity of the genome, and the program of origin activation may be an important contributor to this process. However, despite a large body of work on the many enzymes and modifications involved in origin selection, the critical determinants as well as their interdependence remain surprisingly unknown. My thesis project focuses on identifying the key parameters that regulate the replication program, taking advantage of unique approaches using the fission yeast Schizosaccharomyces pombe as a model system. First, we investigated the qualitative and quantitative aspects of the role of CDK activity in determining the program of DNA replication. We demonstrated that changing the length of G1 phase through modulation of CDK activity has an impact on the profile of replication initiation along the chromosome. More specifically, inefficient origins show increases in their usage, while efficient origins have reduced activities. Moreover, we have shown that cells are highly sensitive to differences in CDK activity levels at the G1/S transition, which result in genome-wide changes in replication initiation across the entire spectrum of efficiencies. This suggests that CDK activity is a dose-dependent, limiting factor in the regulation of origin usage. Thus, our study establishes the integration of both temporal and quantitative regulation of CDK activity as a key determinant in defining the program of genome duplication. Second, using an approach in which cells establish a replication program de novo after exit from quiescence, we investigated the critical first steps of origin selection. We focused on the importance of the essential Origin Recognition Complex, whose recruitment to origins is required for the subsequent assembly of replication complexes. Our analysis reveals a strong correspondence between the level of ORC binding at origins and the efficiency of these origins in both cells exiting quiescence as well as those in vegetative growth conditions. Therefore, we demonstrate for the first time that ORC is not simply a marker of potential initiation sites but rather a crucial determinant in the program of origin usage.Finally, our observation that efficient origins are organized in distinct clusters in the de novo replication program suggested that chromosomal organization may be important for origin selection. To address this question, we have generated strains containing a series of distinct chromosomal rearrangements and assessed their origin efficiency profiles. Our findings indicate that the localization of an origin with respect to its chromosomal context plays an important role in regulating its efficiency. Moreover, distinct regions may have different effects on origin selection by being permissive or inhibitory for origin activity. Those observations could indicate a role for the spatial organization of the genome in origin selection and thus led us to study chromosome and nuclear organization in conditions where the replication program is different

Le projet international de synthèse des chromosomes de S. cerevisiae (projet Sc2.0) a débuté il y a une dizaine d'années en suivant des principes établis par le Pr. Jef Boeke. Les chromosomes synthétiques ont été conçus pour augmenter la stabilité du génome en supprimant toutes les séquences répétées (ARNt, éléments transposables...), tout en y ajoutant un système d'évolution inductible dépendant du système Cré/LoxP (système SCRaMbLE), permettant de générer rapidement des réarrangements chromosomiques. Bien que le design du projet Sc2.0 soit très conservateur en ce qui concerne le contenu des gènes, la suppression de plusieurs classes de séquences répétées peut affecter l'organisation du génome et potentiellement altérer les fonctions cellulaires. En utilisant la méthode de capture de conformation de chromosome couplée au séquençage de seconde génération (Hi-C), mon objectif a été de caractériser l'organisation 3D des génomes des souches synthétiques et évoluées. À ce jour, huit chromosomes (syn I, II, III, V, VI, IX-R, X et XII) ont été entièrement assemblés séparément. En utilisant les souches contenant un ou plusieurs de ces chromosomes, nous avons pu montrer que leur organisation génomique n'est globalement pas affectée par leur présence. Quelques exceptions subsistent, avec synIII dont les cassettes HML et HMR ont été retirées, et synXII d'où l'ADNr a été déplacé sur un autre chromosome. À ce stade, nous concluons que l'ADN répétitif dispersé ne conduit pas la conformation moyenne globale du génome de S. cerevisiae. Nous avons aussi exploité les cartes de contacts pour identifier les réarrangements dans les souches SCRaMbLE
The international project Sc2.0 started 10 years ago by the Pr. Jef Boeke aims to build a fully synthetic genome of S. cerevisiae which increases the genome stability by removing all repeated sequences (tRNA, transposable elements, etc.), and implements SCRaMbLE (for Synthetic Chromosome Rearrangement and Modification by LoxP-mediated Evolution), an inducible, high-throughput chromosome rearrangement system. This design is highly conservative with respect to gene content, the deletion of several classes of repeated sequences and the introduction of thousands of designer changes. However, it may affect genome organization and potentially alter cellular functions. To determine wether those modifications affected the three-dimensional conformation of synthetic chromosmes, we investigated it using chromosomes conformation capture coupled to second generation sequencing method (Hi-C). Currently, eight synthetic chromosomes (synI, synII, synIII, synV, synVI, synIX-R, synX et synXII) have been fully assembled. Using these strains we observed that the large-scale genomic organization is globally unaffected by the presence of synthetic chromosome(s). Two exceptions are synIII, which lacks the silent mating-type cassettes, and synXII, specifically when the ribosomal DNA is moved to another chromosome. We also exploited the contact maps to detect rearrangements induced in these SCRaMbLE strains

Les plasmides naturels sont courants chez les procaryotes, mais peu ont été documentés chez les eucaryotes. Le plasmide naturel 2µ présent dans la levure bourgeonnante Saccharomyces cerevisiae est l'un des mieux caractérisés. Cet élément génétique très stable coexiste avec son hôte depuis des millions d'années, ségrégeant efficacement à chaque division cellulaire par un mécanisme qui reste mal compris. En utilisant la ligature de proximité (Hi-C, Micro-C) pour cartographier les contacts entre le plasmide 2µ et les chromosomes de levure dans des dizaines de conditions biologiques différentes, nous avons constaté que le plasmide 2µ se fixe préférentiellement sur des régions à faible activité transcriptionnelle, correspondant souvent à de longs gènes inactifs. Les acteurs communs de la structure des chromosomes, tels que les membres des complexes de maintenance structurale des chromosomes (SMC), ne sont pas impliqués dans ces contacts qui dépendent plutôt d'un signal nucléosomique associé à une déplétion de l'ARN Pol II. Ces contacts sont stables tout au long du cycle cellulaire et peuvent être établis en quelques minutes. Cette stratégie peut aussi être trouvée dans d'autres types de molécules d'ADN et d'autres espèces que S. cerevisiae, comme le suggère le schéma de liaison du plasmide naturel le long des régions silencieuses des chromosomes de Dictyostelium discoideum
Natural plasmids are common in prokaryotes but few have been documented in eukaryotes. The natural 2µ plasmid present in budding yeast Saccharomyces cerevisiae is one of the most well characterized. This highly stable genetic element coexists with its host for millions of years, efficiently segregating at each cell division through a mechanism that remains poorly understood. Using proximity ligation (Hi-C, MicroC) to map the contacts between the 2µ and yeast chromosomes under dozens of different biological conditions, we found that the plasmid tether preferentially on regions with low transcriptional activity, often corresponding to long inactive genes, throughout the cell cycle. Common players in chromosome structure such as members of the structural maintenance of chromosome complexes (SMC) are not involved in these contacts, and depend instead on a nucleosomal signal associated with a depletion of RNA Pol II. These contacts are highly stable, and can be established within minutes. Our data show that the plasmid segregates by binding to transcriptionally silent regions of the host chromosomes. This strategy may concern other types of DNA molecules and species beyond S. cerevisiae, as suggested by the binding pattern of the natural Ddp5 plasmid along Dictyostelium discoideum chromosomes’ silent regions

Les extrémités des chromosomes comportent le télomère puis la région sous télomérique. Ces deux domaines se distinguent des autres régions chromosomiques car ils évoluent par des échanges entre les chromosomes hétérologues. Le télomère est une structure spécialisée constituant la fin des chromosomes et indispensable à leur stabilité. Il joue un rôle important dans l'organisation spatiale des chromosomes en particulier dans l'agglutination des extrémités chromosomiques en périphérie nucléaire. La région sous télomérique, adjacente au télomère est très redondante entre les chromosomes hétérologues et se termine avec les séquences uniques spécifiques à chaque chromosome. Sa fonction ainsi que sa structure ne sont pas bien connues. Plusieurs familles de séquences répétées y sont présentes. Certaines sont localisées uniquement à proximité du télomère, d'autres comme les minisatellites sont en majorité localisées dans les derniers mégabases des chromosomes. Nous avons étudié en détail une région sous télomérique présente sur une dizaine de chromosomes chez tous les individus. Nous montrons qu'elle s'est propagée par des translocations successives de domaines chromosomiques terminaux de 80 a 200 Kb, impliquant des processus de recombinaison divers. Ces translocations se sont produites après la séparation de l'homme et du chimpanzé. La stabilité de la région apparaît variable suivant les chromosomes ce qui se traduit par un polymorphisme des localisations de la région entre les individus. Cette région sous télomérique a évolué de façon très différente entre l'homme et le chimpanzé. Nous proposons que cette évolution pourrait être conditionnée par la présence de gènes adjacents à la région sous télomerique. Nous avons en effet montré que des gènes ubiquitaires se trouvent à quelques dizaines de Kb en aval de la région sous télomérique. Leur expression pourrait être influencée par la chromatine adjacente, c'est à dire par la nature de la région sous télomérique. Nous proposons enfin que l'évolution de la région sous télomérique constitue un modèle pour l'étude de l'évolution du génome humain.