Добірка наукової літератури з теми "Paroi cellulaire – génétique"

En raison de sa simplicité d’utilisation, la culture cellulaire reste le matériel de choix pour l’étude des mécanismes impliqués dans le cancer. Toutefois, la mise en culture des cellules est souvent responsable de la perte de certaines de leurs caractéristiques et de l’acquisition de nouvelles propriétés. Aussi, les modèles animaux sont essentiels à l’étude des phénomènes physiologiques et pathologiques comme la tumorigenèse. Parmi les modèles animaux utilisés en cancérologie, le poisson zèbre apparaît comme un modèle particulièrement pertinent. En effet, la facilité et les faibles coûts d’élevage du poisson zèbre, tout comme le large éventail de possibilités en termes de manipulation génétique et d’imagerie in vivo classent ce modèle vertébré parmi les outils les plus remarquables pour l’étude du cancer. Cette revue a pour objectif de faire le point sur les apports et le potentiel du poisson zèbre dans la lutte contre le cancer.

L’objectif de cette étude a été de préciser et de hiérarchiser les différents facteurs de variation de la proportion entre les caséines et les protéines totales dans le lait de vache. Au total 29 essais, tous effectués dans les unités de l’INRA de Rennes ou de Theix et regroupant 821 lactations ont été utilisés. Pour 551 de ces lactations, les variants génétiques des lactoprotéines avaient été déterminés. Les autres lactations faisaient partie d’essais dans lesquels les animaux étaient leurs propres témoins. Le principal facteur de variation de ce rapport est le polymorphisme génétique de la beta-lactoglobuline : toutes choses étant égales par ailleurs, les animaux de type BB présentent un rapport supérieur, de près de 3 points, à celui des vaches de type AA. Le variant B de la caséine kappa exerce aussi un effet favorable (+1,2 points à l’avantage des animaux BB). En dehors de la première semaine de lactation et des deux dernières semaines de gestation, le rapport caséines/protéines varie peu au cours de la lactation mais tend à diminuer légèrement en fin de lactation. Ce rapport est significativement diminué lorsque la numération cellulaire du lait dépasse 200 000 cellules/ml. Il diminue par ailleurs légèrement avec l’âge. Parmi les différents facteurs alimentaires étudiés (niveau et nature des apports énergétiques et azotés, mode de conservation et nature des fourrages), aucun n’a eu un effet significatif sur le rapport caséines/protéines du lait, sauf dans des conditions de sous-alimentation très prononcées. Ce rapport augmente très légèrement avec le niveau de production laitière des animaux et le taux protéique du lait. En pratique, la mesure du taux protéique du lait, chez des animaux indemnes de mammites reste donc un très bon indicateur du taux de caséines, dont il explique à lui seul 93 % des variations.

La teneur en lipides intramusculaires est une composante importante de la qualité des produits carnés, et en particulier de leur acceptabilité sensorielle. Les facteurs susceptibles de modifier la quantité de lipides dans les muscles de l’animal au moment de son abattage sont multiples, parmi lesquels son génotype, son type sexuel, son âge et son alimentation. Cependant, les déterminismes métaboliques ou géniques de la teneur en lipides intramusculaires restent mal connus. Des travaux récents montrent que l’importance des flux de lipides dans le muscle et l’orientation d’une balance entre de nombreuses voies impliquées dans la lipogenèse des acides gras d’une part et leur oxydation d’autre part, seraient responsables de l’essentiel de la variabilité de la teneur en lipides intramusculaires durant la période postnatale. Les mécanismes précoces qui président au contrôle du nombre d’adipocytes intramusculaires (c’est-à-dire à la prolifération et différenciation cellulaires) seraient majoritairement à l’origine des différences de teneur en lipides intramusculaires en fonction du génotype de l’animal ou de la sélection génétique intra-race. Les approches à haut débit sans a priori, telles que la transcriptomique et la protéomique, devraient prochainement aboutir à l’identification de nouvelles cibles permettant le contrôle de la teneur en lipides intramusculaires, indépendamment de l’adiposité corporelle des animaux.

Malgré sa valeur nutritionnelle élevée, l’oeuf de consommation souffre d’une image négative liée en particulier à sa forte teneur en cholestérol (250 mg/jaune), facteur de risque primaire de l’athérosclérose. Le cholestérol est indispensable au développement de l’embryon de poulet, et il est donc très difficile de diminuer la quantité présente dans l’oeuf, que ce soit par des moyens génétiques, nutritionnels ou phamacologiques : la réduction maximale observée ne dépasse pas 30%, ce qui ne suffit pas à faire de l’oeuf un aliment "inoffensif" aux yeux des médecins et des consommateurs. A l’inverse, la majorité des lipides de l’oeuf se compose d’esters d’acides gras, parmi lesquels les acides gras polyinsaturés jouent un rôle structural et métabolique indispensable à nombre de fonctions physiologiques : intégrité des membranes cellulaires (en particulier cérébrales), processus de coagulation et d’inflammation, prévention de l’athérosclérose. Certains de ces acides gras ne peuvent être synthétisés par l’organisme et doivent être fournis par l’alimentation. En intervenant sur le régime des poules, il est très facile d’enrichir leurs oeufs en acides gras polyinsaturés et même de moduler, à la demande, les proportions de ces différents acides gras (n-6/n-3), afin d’en faire un aliment de choix pour certaines catégories de sujets à risque tels que les nouveau-nés, ou les patients hypercholestérolémiques.

Les Encéphalopathies Spongiformes Transmissibles (EST) sont des maladies neurodégénératives caractérisées par l’accumulation dans le cerveau d’une forme anormale de la protéine prion, la PrP. La PrP cellulaire est une glycoprotéine membranaire qui a deux sites de glycosylation. La susceptibilité des moutons à la tremblante, la plus répandue des EST, est sous le contrôle d’un polymorphisme génétique en position 136, 154 et 171 de la protéine PrP. Différents travaux ont montré que l’efficacité de la conversion de la PrP normale (PrPc) en PrP anormale (PrPsc) pouvait être influencée à la fois par son degré de glycosylation et par sa séquence primaire en acides aminés. Au cours de notre travail de production d’anticorps monoclonaux dirigés contre la PrP ovine, nous avons obtenu de nouveaux anticorps discriminants les différentes formes glycosylées de la PrP. Parmi ces anticorps, nous avons montré que certains présentent une affinité différentielle vis-à-vis des allèles de la PrP, essentiellement en position 171. Cette position est connue pour jouer un rôle majeur dans le contrôle de la résistance (Arginine, R171) et de la sensibilité (Glutamine, Q171) des moutons à la tremblante. Ces anticorps représentent de nouveaux outils pour étudier la relation entre le niveau de glycosylation de la PrPc et sa capacité à être convertie en PrPsc. Ils nous permettront également une analyse plus fine du profil électrophorétique des différentes glycoformes de la PrP anormale dans le cadre du typage de souches de prions. Enfin, ces anticorps peuvent être utilisés pour le génotypage rapide des moutons en vue d’une sélection d’animaux résistants à la tremblante et pour la compréhension des bases moléculaires de la résistance à la tremblante conférée par la présence de l’Arginine en position 171 de la PrP.

La Lentille (Lens culinaris Medik.) contribue à la sécurité alimentaire et à la durabilité des systèmes agricoles. La tolérance à la sècheresse est un objectif majeur pour la création variétale. Cette étude visait la comparaison des réponses des populations locales, accessions sauvages Lens orientalis et des lignées avancées au stress hydrique progressif en pots sous serre. Les accessions sauvages ont démontré une grande tolérance au stress hydrique par rapport aux lignées avancées et populations locales. Elles avaient un ratio des racines/la matière sèche aérienne, contenu relatif en eau des feuilles, une dépression de la température du couvert et une stabilité de la membrane cellulaire plus élevés ainsi qu’une sévérité de flétrissement et un taux de perte d’eau des feuilles plus faible. Une différentiation génétique claire pour la tolérance à la sécheresse entre les trois groupes génétiques a été montrée. Différentes réponses morpho-physiologiques du matériel génétique ont été observées, correspondant à différents mécanismes de tolérance à la sécheresse. Les accessions sauvages, les lignées avancées et les nouvelles variétés améliorées INRA Maroc A3, A4, A5, A6 et A7 ainsi que la lentille de Zaer, une population locale bénéficiant d’un label de qualité connue dans le pays, ont été identifiées comme les plus tolérantes à la sécheresse parmi le matériel génétique étudié. Ces accessions pourraient être utilisées dans les programmes d’amélioration génétique dans la perspective de développer des variétés tolérantes à la sécheresse. Lentil (Lens culinaris, Medik.) is one of the world’s most important food legumes, contributing to food security and sustainable farming. Drought tolerance is a major objective of breeding programs. This work aimed at comparing genotypes with different genetic background (landraces, Lens orientalis wild accessions and elite advanced lines) under two watering regimes (well-watered; progressive water deficit). Drought tolerance was assessed based on morphological and physiological parameters: leaves’ relative water content and water losing rate, cell membrane stability, canopy temperature, root/shoot ratio, seedling vigor, wilting severity and harvest index. The evaluation was carried out in a greenhouse pot experiment using three replications. Wild accessions were more drought tolerant than advanced lines and landraces. They had higher root/shoot ratio, leaves’ relative water content, canopy temperature depression and cell membrane stability and lower wilting severity and leaves’ water losing rate. Discriminant factor analysis highlighted a clear genetic differentiation for drought tolerance between the three genetic groups. Different morpho-physiological responses of the studied genetic material have been observed corresponding to different drought tolerance mechanisms. Wild accessions, advanced lines and new improved INRA Morocco varieties A3, A4, A5, A6 and A7 as well as lentil of Zaer, a specific landrace with specific quality mark distinction known in the country, were identified as the most drought tolerant among the studied material. These accessions could be used in genetic improvement programs for developing drought tolerant varieties

L’expression « procréation médicalement assistée (PMA) » est utilisée pour désigner les techniques médicales permettant la manipulation des gamètes – ovules et sperme – hors du corps humain dans le but d’engendrer un nouvel être humain, et, par extension, le domaine de la médecine qui a pour but de traiter l’infertilité. Les techniques de base comprennent l’insémination de sperme, la fécondation in vitro (FIV), ainsi que la congélation de gamètes ou d’embryons. En ouvrant les processus biologiques de la procréation à l’intervention médicale et à la contribution biologique de tiers – par exemple dans le don de sperme, d’ovules ou la grossesse pour autrui (GPA) – elles ouvrent des possibilités inédites de division du travail reproductif. On parle également de Nouvelles Techniques de Reproduction (NTR) (Tain 2015) ou de Techniques de Reproduction Assistée (TRA) en référence au terme anglais Assisted Reproductive Technologies (ART) (Courduriès et Herbrand 2014) pour désigner ces techniques. Depuis la naissance du premier « bébé éprouvette » en 1978 en Grande-Bretagne, leur liste ne cesse de s’étendre, marquant ainsi une technologisation croissante des processus de création de la vie humaine, mais également sa normalisation et standardisation (Franklin 2013a), ainsi que son inscription dans un marché globalisé de la procréation en pleine expansion (Waldby et Mitchell 2006). Dès ses débuts, l’anthropologie s’est intéressée aux différentes représentations qui entourent la création de la vie, ainsi qu’à son organisation sociale et à sa régulation. Cet intérêt s’est manifesté dans l’étude de la parenté, domaine ayant occupé une place centrale dans la discipline au point qu’il en est devenu un emblème. Dès les travaux de Lewis Henry Morgan (1871) sur les systèmes de parenté et la distinction qu’il établit entre systèmes classificatoires et descriptifs, on trouve les traces d’un questionnement sur ce qui fonde les liens de parenté et la place des liens de sang. Comment comprendre, toutefois, que la contribution physiologique masculine à la procréation n’apparaisse pas comme nécessaire au fondement de la paternité chez les Trobriandais étudiés par Malinowski (2010) ? Cette question qui a généré un débat de plusieurs décennies sur l’« immaculée conception (virgin birth) » et la supposée ignorance des peuples dits « primitifs » quant aux « faits de la vie (facts of life) » (Delaney 1986 ; Franklin 1997) montre à quel point l’étude de la parenté s’est construite sur une distinction implicite entre les faits biologiques de la procréation et les catégories sociales et culturelles de la parenté. Cette distinction se retrouve également au cœur de la célèbre analyse de Levi-Strauss (1949) sur les interdits et prescriptions qui régulent le choix de partenaires reproductifs et qui marqueraient le passage même de la nature à la culture. L’anthropologue américain Schneider (1984) a critiqué la distinction implicite entre parenté sociale et biologique qui sous-tend l’étude classique de la parenté, en montrant à quel point elle est façonnée par le modèle de parenté prévalant aux États-Unis. Cependant, l’apport majeur des travaux anthropologiques plus anciens à l’étude de la procréation médicalement assistée est de montrer que le biologique n’est jamais suffisant à faire des enfants, ou en d’autres termes que la procréation est toujours assistée, et que les systèmes de parenté et l’institution du mariage figurent parmi les premières techniques de reproduction permettant de diriger la transmission de la substance reproductive (Franklin 2013a). En suivant la critique de Schneider et sous l’impulsion des études féministes qui se développent dans les années 1970, les études de la parenté prennent alors une nouvelle orientation plus critique, en se rapprochant des études sur le genre, et en mettant la reproduction au cœur de la recherche anthropologique. L’essor de la procréation médicalement assistée auquel on assiste dans les années 1980 contribue grandement à ce renouvellement en raison des questions qu’elle pose pour ces domaines d’études. On distingue généralement deux grandes phases dans l’orientation des recherches sur la PMA (Thompson 2005). Ces techniques ont, dans une première phase qui couvre grosso modo les années 1980 et le début des années 1990, suscité beaucoup de débats. Elles ont été fortement critiquées tant dans les milieux féministes français (Testard 1990 ; Lesterpt et Doat 1989), qu’anglo-saxons (Spallone et Steinberg 1987). La critique produite dans cette première phase peut se lire à la lumière des débats générés par le mouvement féministe des années 1970 sur les inégalités entre les hommes et les femmes, la problématique médicalisation du corps des femmes et plus généralement l’invisibilisation de leur travail reproductif (Tabet 1985). Elle met notamment en avant le risque d’exploitation et de contrôle du corps des femmes soumises à l’injonction normative à la maternité (Rouch 2002). Elle vise également la fausse promesse faite par la PMA d’apporter une réponse médicale à l’infertilité, tout en dissimulant des taux de succès très bas et en parlant d’infertilité « de couple », alors que toutes les interventions ont lieu sur le corps des femmes (Van der Ploeg 1999). Si la critique féministe demeure présente, une attention croissante à la complexité de la PMA et de son vécu se développe dans une deuxième phase qui couvre grosso modo la deuxième moitié des années 1990 et les années 2000. En effet, alors que le recours à la PMA s’est de plus en plus normalisé, ces techniques ne cessent d’interroger les catégories de parenté et les représentations de la création de la vie qui semblent le plus tenues pour acquises. Ce qui est mis en avant c’est la dimension paradoxale de la PMA, notamment en raison de sa capacité à reproduire du même et imiter la nature, tout en produisant de l’entièrement nouveau (Franklin 2013b ; McKinnon 2015). Par exemple, ces techniques sont mises au service de la parenté génétique, et tendent à la naturaliser, mais la dénaturalisent également en mettant en lumière le travail nécessaire à sa réalisation (Thompson 2005). Ce faisant, elles déplacent et brouillent les frontières entre nature et culture, privé et public, local et global, passivité et agentivité, offrant ainsi un terrain fertile au développement de la réflexion anthropologique. Actuellement, deux grandes lignes de recherche se développent. La première – les New Kinship Studies ou Nouvelles Études de la Parenté – poursuit le questionnement de l’anthropologie de la parenté. Ces études cherchent, d’une part, à comprendre comment les techniques de procréation médicalement assistée troublent la distinction entre nature et culture et contribuent à transformer la notion même du biologique (Strathern 1992 ; Franklin 2013a). Elles investiguent, d’autre part, l’émergence de nouvelles configurations familiales rendues possibles par ces techniques. Elles s’interrogent notamment sur les transformations des conceptions de la maternité, de la paternité, et du modèle familial bilatéral, en se penchant sur les expériences vécues des couples ou sur les appareils juridiques qui les encadrent (Porqueres i Gené 2009). La division de la maternité entre ses dimensions éducative, gestationnelle et génétique, rendue possible par le don d’ovules et la GPA, est particulièrement discutée (Kirkmann 2008). La question de l’anonymat des donneurs de sperme et donneuses d’ovules (Konrad 2005) et de la ressemblance (Becker et al. 2005) font aussi l’objet d’analyses socio-anthropologiques, ainsi que, de manière émergente, les communautés de « frères » et « sœurs » qui peuvent se constituer autour d’un même donneur (Edwards 2015). De plus, tout un pan de la recherche s’intéresse aux manières de faire famille dans les couples gays, lesbiens, et trans, et à la manière dont le modèle de famille hétéronormatif est renforcé ou au contraire, contesté et transformé (Mamo 2007 ; Herbrand 2012). Une deuxième lignée de recherche – l’étude sociale de la reproduction – se focalise plutôt sur la médicalisation de l’expérience reproductive et de l’infertilité et sur ses conséquences pour les femmes. Elle s’interroge sur sa stratification (Ginsburg et Rapp 1991) et met en lumière l’imbrication de processus situés à différents niveaux allant du corporel – niveau cellulaire, génétique – au culturel, historique et structurel – comprenant par exemple l’État, le marché, et la religion (Almeling 2015). Adoptant une perspective globale et sortant du cadre national, tout un pan de recherche s’intéresse à la circulation des gamètes, des donneurs et donneuses, des couples en recherche d’enfants et à la constitution d’un marché et d’un « tourisme » de la reproduction (Waldby et Mitchell 2006 ; Kroløkke 2012). Cherchant à remédier à la focalisation générale des études sur les femmes, un nombre croissant de recherches se penche sur les expériences masculines de l’infertilité et de la PMA (Inhorn 2004). Finalement, suivant le développement récent de techniques permettant de congeler des ovules, d’anticiper la baisse de la réserve ovarienne et de préserver la possibilité d’avoir un enfant génétique dans le futur, on assiste à l’émergence d’études focalisant sur la biomédicalisation de l’infertilité liée à l’âge (Martin 2010 ; Baldwin et al. 2014 ; Bühler 2014 ; Waldby 2015). Alors que la technologisation de la procréation ne cesse de s’étendre, comme le montre la récente naissance d’un bébé conçu grâce à une technique de transfert mitochondrial, appelée couramment « FIV à trois parents » (génétiques) (Couzin-Frankel 2016), elle continue à aiguiser la réflexion anthropologique en offrant un « miroir au travers duquel nous pouvons nous regarder » (traduction de la citation en épigraphe, Franklin 2013a :1).

La paroi végétale est composée de polymères complexes de nature protéique, phénolique et polysaccharidique. Ces derniers se répartissent en trois catégories, les celluloses, les hémicelluloses et les pectines. Les homogalacturonanes (HG), composant majeurs des pectines, peuvent être déméthylestérifiés par des enzymes pariétales, les pectine méthylestérases (PMEs, E. C. 3. 1. 1. 11), qui constituent, chez Arabidopsis thaliana une famille multigénique de 66 membres. Au cours de cette étude, nous avons analysé de manière quantitative et qualitative les modifications des composés polysaccharidiques pariétaux au cours du développement de la silique chez Arabidopsis. La maturation de la silique se caractérise notamment par une diminution du degré de méthylestérification des HG et une augmentation de l’activité PME, ce qui nous a conduit à quantifier par RT-qPCR l’expression des 66 gènes codant ces enzymes putatives lors de ce processus de développement. Ceci a permis de mettre en évidence cinq groupes d'expression, et d'isoler plusieurs gènes présentant un profil intéressant sur lesquels la localisation tissulaire de l’expression a été réalisée grâce à des constructions entre leur promoteur et le gène codant la β-glucuronidase. Parmi ceux–ci, le gène At5g47500 est exprimé dans le méristème apical caulinaire et coexprimé dans de nombreux tissus avec le gène At5g20740 codant un inhibiteur de PME putatif. Une approche du rôle de AT5G47500 dans le fonctionnement du méristème a été menée, permettant de montrer que cette protéine joue effectivement un rôle dans le contrôle du degré de méthylestérification des pectines de celui-ci. La modification de la structure pariétale pourrait participer à l'émergence des primordia
Plant cell wall is a complex network which consists of phenolic, proteic and polysaccharadic compounds. The latter comprises notably cellulose, hemicelluloses and pectins. Homogalacturonans, which are one of the main pectic compounds, can be demethylesterified by cell wall bases enzymes, pectin methylesterases (PMEs, EC 3. 1. 1. 11), a multigenic family of 66 members in Arabidopsis thaliana. In this study, we have quantitatively and qualitatively analysed the cell wall polysaccharides composition during silique development in Arabidopsis. The decrease in the degree of methylesterification of homogalacturonan and the increase of total PME activity during silique maturation has lead us to investigate the variation in the expression of the 66 PMEs genes, using RT-qPCR, during this developmental process. Our results showed that PME gene expression can be clustered into five groups, and allowed some gene of interest to be chosen for further analysis. For several candidates, the precise tissue localization was realised using promoter::GUS fusions. This showed that one PME gene, At5g47500, is expressed in the shoot apical meristem and is coexpressed in many tissues with the At5g20740 gene, which encodes a putative PME inhibitor. A functional genomic approach showed that the function of AT5G47500 might be related to the fine tuning of the degree of methylesterification in meristematic tissues, which could play a role in the changes in cell wall structure leading to primordia emergence

La paroi primaire des cellules végétales est composée majoritairement de polysaccharides, notamment de microfibrilles de cellulose et d'hémicelluloses maintenues dans une matrice de pectines (Cosgrove, 2001). Parmi ces dernières, les homogalacturonanes (HG) qui sont les plus abondants peuvent être modifiés par des enzymes pariétales à l'origine de changements de structure de la paroi (Yadav et al. , 2009). Les gènes codant certaines de ces enzymes sont exprimés dans la graine d'Arabidopsis thaliana, suggérant un rôle de celles-ci dans le développement de la graine. L'étude de mutants d'insertion obtenus pour certains de ces gènes a mis en évidence un rôle de la pectine méthylestérase 58 (PME58) dans la structuration du mucilage. Le mucilage est une matrice riche en pectines produite par les cellules épidermiques du tégument de la graine et libérée lors de leur imbibition. Notre étude a montré que la PME58 est impliquée dans la déméthylestérification des HG présents dans le mucilage, dont la majorité provient probablement de la fragmentation des parois primaires des cellules épidermiques lors de l'extrusion du mucilage. L'étude des mutants pme58 par des approches analytiques et par immunodétection a montré que la PME58 est impliquée dans la régulation de la structuration et de la cohésion du mucilage, via la modulation des interactions entre les composants pectiques et cellulosiques

Les effets de l’acclimatation au froid sur le métabolisme pariétale du pois ont été étudiés grâce à une approche intégrative sur deux génotypes de pois, un tolérant au gel (Champagne) et un sensible au gel (Térèse). Les plantes ont été mises en culture en conditions contrôlées et les stipules de plantes ayant subi une acclimatation au froid (CA) ou non (NA) ont été récoltées à différents temps de prélèvements. La composition en sucres neutres non cellulosiques de la paroi, la teneur en acides uroniques et leur degré de méthylestérification (DM) ont été analysés par l’utilisation combinée de plusieurs approches dont l’analyse en chromatographie en phase gazeuse, la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et l’immunolocalisation d’épitopes pectiques grâce à l’utilisation d’anticorps spécifiques. Les modifications d’expression de transcrits liés aux enzymes de la paroi ont été étudiés grâce à une analyse microarray et les activités des enzymes de remaniement des pectines ont été déterminées. Le froid induirait une expression différentielle de transcrits codant différentes enzymes et protéines pariétales. Ceci aurait des conséquences sur la composition de la paroi avec des variations distinctes de la teneur en résidus arabinose, xylose et galactose chez Champagne et Térèse. L’acclimatation au froid entraînerait une augmentation du DM, observée également par un marquage plus fort par l’anticorps JIM7 chez Champagne par rapport à Térèse. Notre étude montre que, chez les tissus végétatifs du pois, des modifications spécifiques de la composition en sucres neutres et du DM conduiraient à des modifications dans la solubilisation des pectines et donc des changements d’interactions entre les polymères pariétaux. Cela induirait une augmentation de la rigidité pariétale lors de l’acclimatation au froid et lors d’un gel. Ce travail ouvre la voie pour utiliser dans des études de génétique quantitative, les déterminants pariétaux permettant de discriminer les génotypes au niveau de leur tolérance au gel contrastée
The effects of cold acclimation on pea cell wall metabolism were investigated, using an integrated approach, on one frost-tolerant genotype (Champagne, C) and one frostsensitive genotype (Terese, T). Plants were grown under controlled conditions and stipules of cold (CA) - and non-cold-acclimated (NA) plants were harvested at different time points. Cell wall non cellulosic neutral sugar composition, uronic acid content and their degree of methylesterification (DM) were determined using combined approaches including Gas Chromatography (GC), Fourier Transform InfraRed spectroscopy (FTIR) and immunolocalization of pectic epitopes using specific antibodies. The changes in transcript levels of cell wall-related enzymes were investigated using microarrays and the activities of pectin remodeling enzymes were determined. Cold induced differential expression of transcripts encoding cell wall proteins/enzymes. It had consequences on cell wall composition, with opposite changes in the content of arabinose, xylose and galactose residues in Champagne and Terese. Cold acclimation induced an increase in the DM, notably observed by a greater JIM7 labeling in Champagne compared to Terese. Our study demonstrate that, in vegetative tissue of pea, specific changes in neutral sugars and DM is likely to lead to changes in pectin solubilisation, in polymers interactions and an increase in cell wall rigidity during cold acclimation is observed. Our work paves the way for using, in quantitative genetics studies, cell wall determinants as criteria for discriminating between genotypes with contrasting cold tolerance behaviour

Les arbres atteignent des hauteurs et des durées de vie considérables grâce aux propriétés remarquables de leur bois. En effet, le bois remplit trois fonctions principales : (i) la conduction de la sève brute de la racine au houppier, (ii) le soutien mécanique de la masse toujours en augmentation de l'arbre en croissance et (iii) le stockage de réserves temporaires, capitales pour la pérennité de l'arbre. Chez les angiospermes, les vaisseaux, les fibres et les rayons parenchymateux sont, respectivement, affiliés à ces fonctions. Chacune de ces cellules possède son propre schéma de développement. Par ailleurs, la composition et la structure des parois de ces cellules varient considérablement en fonction des stades de développement et des conditions environnementales. Cette complexité représente donc un frein à l’étude des mécanismes moléculaires de la formation du bois. Cette difficulté peut être contournée par le développement d’approches à l’échelle cellulaire.La thèse présentée ici vise à une caractérisation du développement des fibres, plus particulièrement de leurs parois secondaires, par le déploiement d’outils de caractérisation à l’échelle cellulaire et d’une analyse intégrative à cette échelle. Le développement d’une méthode de caractérisation des parois à l’échelle cellulaire, l’imagerie hyperspectrale en ATR-FTIR, a permis une analyse fine des différences entre types cellulaires au sein d’un arbre et entre types de bois pour un même type cellulaire. L’étude de données transcriptomiques obtenues par RNA-Seq de fibres et rayons micro disséqués a, elle, permis d’identifier des différences transcriptionnelles entre ces deux types cellulaires. La combinaison de ces deux résultats a permis d’identifier des acteurs semblant majeurs dans le développement des fibres de bois. Ce travail de thèse ouvre donc des perspectives de recherche permettant de mieux comprendre les mécanismes moléculaires associés à la formation des fibres de bois
Trees are able to grow high et survive many years thanks to their wood properties. Wood delivers three major functions in trees : (i) water conduction, (ii) mechanical support et (iii) nutrient storage. In Angiosperm trees, vessels, fibers et parenchyma rays are respectively assigned to these functions, each of them following their own development scheme. Cell wall composition et structure varies greatly depending on cell type, developmental stage et environmental conditions. This complexity therefore represents a hindrance to study the molecular mechanisms of wood formation. However, this can be circumvented by the development of cell-specific approaches.This work aims at characterizing fiber development, focusing on their secondary cell wall, developing cell-specific methods et integrative analysis at the cell level. Development of ATR-FTIR hyperspectral imaging enabled to finely characterize differences in cell wall composition between cell types in a tree et within cell types in different types of wood. Transcriptomics data obtained by RNA-Seq of microdissected fibers et rays gave rise to major differences in the transcriptome of these two cell types. Combining both kind of result led to the identification of key players in fibers development. Hence, this work opens up new research hypothesis, which could lead to a better understanding of the molecular mechanisms underlying wood fiber development, including from a dynamic perspective

Le maïs fourrage est considéré comme la plante de stock incontournable pour l'alimentation des ruminants. Sa valeur alimentaire est essentiellement liée à la digestibilité des constituants de la paroi cellulaire. La teneur et la structure des lignines, ainsi que les relations entre la lignine et les autres constituants pariétaux sont les principales composantes influençant la digestibilité des parois des fourrages. A ce jour, seuls les gènes impliqués dans la voie de biosynthèse des lignines ont été identifiés et étudiés, mais leurs variations ne sont pas suffisantes pour expliquer les différences de digestibilité observées entre lignées. L'objectif de mon travail de thèse est d'identifier et d'étudier de nouveaux gènes candidats impliqués dans les variations de digestibilité des parois du maïs fourrage. La démarche utilisée repose sur une approche transcriptomique. Une puce à ADN, spécifique de la paroi du maïs, a été conçue à partir de séquences Zinnia, issues d'une banque SSH "paroi", et de recherche bioinformatique de gènes impliqués dans l'élaboration de la paroi. Une base de données "Maize Cell Wall Database" a été créée afin de regrouper les séquences et les analyses bio-informatiques effectuées. 683 Gene Specific Tags correspondant aux 3'UTR des gènes impliqués dans l'élaboration de la paroi ont été amplifiés et déposés sur notre "Maize Cell Wall Macroarray". Cette puce a été hybridée avec des ADNc radiomarqués provenant de différents tissus de maïs récoltés à différents stades de développement afin de mettre en évidence la dynamique d'expression des gènes pariétaux au cours du développement. La puce "paroi" a aussi été hybridée avec des ADNc provenant i) des mutants brown midrib, qui diffèrent par leur contenu en lignine et leur digestibilité, et ii) de lignées de maïs se distinguant par des digestibilités de parois différentes. Les résultats obtenus mettent en évidence l'intégration de la lignification dans un ensemble de régulations bien au delà des simples gènes du "lignin pathway". La puce "paroi" nous a permis de commencer à visualiser des co-régulations transcriptionnelles des gènes de composants pariétaux et de mettre en évidence l'empreinte transcriptionnelle d'une bonne digestibilité. Grâce aux résultats obtenus au cours de ce travail, avec la mise en évidence d'un ensemble original de gènes impliqués dans la biogenèse des parois, il sera possible de comprendre les bases des différences de digestibilité observées entre lignées
Forage maize serves as a basis of ruminant nutrition. Forage feeding value is essentially related to digestibility of cell wall components. Lignin content and structure, and relations between lignin and other cell wall components are the main characteristics influencing forage cell wall digestibility. To date, only few genes involved in the lignin biosynthesis pathway have been identified and characterised, but their variations in expression are not sufficient to explain differences in digestibility between lines. The aim of my PhD is to identify and to study new candidate genes implicated in variations of cell wall digestibility of forage maize. The strategy used is based on a transcriptomic approach. A maize cell wall specific cDNA macroarray was constructed with maize homologs to Zinnia sequences, derived from a secondary cell wall SSH library, and a bioinformatic search of genes involved in cell wall formation. A "Maize Cell Wall Database" was constructed in order to centralize sequences and results from in depth bioinformatic analyses. 683 Gene Specific Tags, derived from 3'UTR of each gene involved in cell wall formation, were amplified and spotted on our "Maize Cell Wall Macroarray". This chip was hybridized with radiolabelled cDNA coming from different tissues of maize collected at various stages of development in order to highlight the dynamics of expression of parietal genes during the development. The cell wall macroarray was also hybridized with radiolabelled cDNA coming from i) brown midrib mutants, which differ by their lignin content and digestibility, and ii) maize lines previously characterized by different cell wall digestibilities. Results obtained highlight integration of lignification in a whole pattern of regulation far beyond genes of the "lignin pathway". The cell wall macroarray enabled us to start visualizing transcriptional co-regulations in genes of cell wall components and highlighting a transcriptional print of a good digestibility. Thanks to the results obtained during my PhD, with the description of an original set of genes implied in cell wall biogenesis, it will be possible to uderstand the bases of digestibility differences observed between maize lines

Les pectines méthylestérases (PME, EC. 3. 1. 1. 11) sont des enzymes pariétales qui catalysent la déméthylestérification des pectines. Chez les plantes supérieures, les PME existent sous de nombreuses isoformes et sont impliquées dans divers processus de développement. Trois gènes (Lupme5, Lupme3 et Lupme1) codant des PME ont été isolés de l’hypocotyle de lin (Linum usitatissimum). Au cours de ce travail, nous avons purifié une isoforme très basique (B2 pI 9. 5), qui se trouve sous une forme mature (35 kDa) au sein de la paroi. Nous nous sommes intéressés aussi à l’expression du gène codant cette isoforme (LuPME5). Pour mieux comprendre ses rôles possibles dans l’hypocotyle, nous avons comparé l’expression de Lupme5 avec celle des deux autres gènes dans les différentes zones d’élongation et de maturation de l’hypocotyle de plantules âgées de 4, 6 et 10 jours à l’aide de la RCT-PCR semi-quantitative. Cette technique nous a permis de montrer que Lupme5 est le gène le plus exprimé, mais aussi qu’il a un profil d’expression qui pourrait être lié à la rigidification de la paroi après élongation. Une construction contenant une séquence partielle de ce gène (comprenant la partie N-terminale, spécifique de LuPME5), insérée en orientation antisens, sous le contrôle du promoteur CaMV 35S, a été transférée dans le lin. Parmi les cals transgéniques antisens obtenus, certains ont présenté une baisse de l’expression de l’ARNm de Lupme5 et de l’activité PME et de la quantité de protéine révélée par Western blot. Une légère augmentation dans le pourcentage de méthylestérification de la paroi a été observée chez ces cals transgéniques, indiquant une certaine efficacité de la construction antisens
Pectin methylesterases (PME, EC. 3. 1. 1. 11) are enzymes that demethoxylate pectins in the cell wall. Numerous PME isoforms exist in higher plants; these isoforms are known to play different roles in various developmental processes. Three genes (Lupme5, Lupme3 and Lupme1) encoding PME were isolated from flax (Linum usitatissimum) hypocotyls. We purified the mature LuPME5 isoform which was found to have a very basic isoelectric point (pI 9. 5) and a molecular mass of 35 kDa. In order to understand the possible roles of this isoform in the hypocotyls, we first performed a semi-quantitative RT-PCR in order to compare the expression levels of Lupme5 with Lupme3 and Lupme1. The expression of these genes was essayed in the different elongation and maturation zones of the hypocotyls of 4, 6 and 10 days old plants. The result showed that Lupme5 is the most expressed gene and that its expression profile could be correlated with the cell wall stiffening after elongation. A construct, containing a partial specific sequence of Lupme5 (in the antisense orientation) was introduced into flax genome. The antisense transformants displayed reduction in the levels of Lupme5 mRNA expression, crude PME activity and protein content. A slight increase in the degree of methylesterification of the cell wall was observed in the antisense constructs, indicating the functional efficiency of these constructs

L’auxine est une hormone fondamentale dans le développement et la physiologie de la plante. L’obtention des plantes conditionnelles pour ABP1 a permis la mise en évidence de son importance dans la signalisation de l’auxine. Ainsi ABP1 agirait d’une part sur l’endocytose de vésicules à clathrine au niveau de la membrane plasmique et d’autre part sur la stabilité des Aux/IAAs. Ce dernier résultat suggère qu’une voie de signalisation en aval d’ABP1 permet de modifier l’homéostasie de la voie de régulation transcriptionnelle de l’auxine, la voie SCFTIR/AFBs.Mon travail de thèse a consisté à caractériser les plantes inactivées pour ABP1 lors de la croissance à l’obscurité dans la plante modèle Arabidopsis thaliana. Mon étude montre qu’ABP1 contrôle l’expansion cellulaire en jouant sur la plasticité pariétale. J’ai ainsi pu mettre en évidence une modification de la proportion de formes fucosylées des chaînes latérales des xyloglucanes, le principal hémicellulose de la paroi primaire chez Arabidopsis. Cette modification de la fucosylation des xyloglucanes requiert des changements d’expressions géniques médiés ce qui conforte l’existence d’une voie de signalisation reliant ABP1 à la voie SCFTIR/AFBs.En parallèle, j’ai mené une approche génétique de recherche de suppresseurs du phénotype lié à l’inactivation d’ABP1 à l’obscurité. Parmi les dix lignées validées, j’ai d’ores et déjà identifié le gène DCL3 comme étant impliqué dans la suppression du phénotype ss12k et mis en évidence l’implication de la voie d’extinction de gènes par l’intermédiaire de petits ARNs non codant (voie RdDM) dans le contrôle de l’expansion cellulaire
Auxin is a key hormone concerning the control of plant physiology and the impact on plant development. Conditional plants for ABP1 allowed the post embryonic studies and have contributed to demonstrate the involvement of ABP1 in a broad range of cellular and developmental responses including the clathrin-dependent endocytosis and the regulation of Aux/IAAs homeostasis. These datas revealed that an ABP1-dependent pathway is acting on transcriptional regulation by modulating the SCFTIR/AFBs signaling pathway. I took advantage of the phenotype of dark grown seedlings to study cell expansion in ABP1 loss of function background. ABP1 knockdown induced modifications of fucosylated form of xyloglucan side chains that are the main hemicellulose in Arabidopsis primary cell wall. All data converge to show that this effect results from alterations of expression of cell wall related genes via the modulation of the SCFTIR/AFBs pathway. In parallel, I used a suppressor approach to discover new signaling components downstream of ABP1. Characterisation of one of the suppressor leads to the identification of a loss of function allele of DCL3. This data demonstrates the involvement of the RNA directed DNA methylation pathway downstream of ABP1

La formation du xylème est un exemple de différentiation terminale unique chez les végétaux supérieurs qui met en jeu des processus fondamentaux tels que la division cellulaire, l'élongation, la formation d'une paroi secondaire lignifiée et la mort cellulaire programmée. Les propriétés physicochimiques des parois secondaires lignifiées du xylème conditionnent par ailleurs les propriétés du bois chez les arbres forestiers. Malgré l'importance que revêt la xylogenèse tant au plan fondamental qu'au plan appliqué, nos connaissances des mécanismes moléculaires qui sous-tendent ce processus sont encore très fragmentaires. Ces travaux de thèse se situent dans ce contexte et visaient à identifier chez l'Eucalyptus, première espèce de reboisement industriel dans le monde, des gènes potentiellement impliqués dans le contrôle génétique de la qualité du bois. Dans un premier temps, nous avons développé une approche de génomique fonctionnelle afin de sélectionner les gènes préférentiellement ou spécifiquement exprimés dans le xylème en différentiation. Dans ce but, nous avons combiné la construction d'une banque soustractive normalisée (SSH) de xylème et l'utilisation de macroarrays ce qui nous a conduits à identifier 224 EST indépendantes (ou unigènes), dont 81% présentaient une expression spécifique ou préférentielle dans le xylème. Parmi les gènes dont la fonction a pu être identifiée par recherche d'homologie dans les banques de biomolécules, près d'un tiers est associé à des mécanismes de signalisation et de biogenèse de la paroi. Ceci souligne l'importance dans la xylogenèse de l'intégration de signaux de mettre en évidence des gènes non encore identifiés. Exogènes et endogènes et de l'activation subséquente des gènes intervenant dans la biosynthèse et le remaniement de la paroi. Une forte proportion d'unigènes (44%) ne présentent pas d'homologie dans les bases de données, suggérant que l'approche développée a permis. . .