Systems biology of plants : from intraspecific genome variation to computational morphodynamics

Recently, the introduction of second generation sequencing and further advance-ments in confocal microscopy have enabled system-level studies for the functional characterization of genes. The degree of complexity intrinsic to these approaches needs the development of bioinformatics methodologies and computational models for extracting meaningful biological knowledge from the enormous amount of experi¬mental data which is continuously generated. This PhD thesis presents several novel bioinformatics methods and computational models to address specific biological questions in Plant Biology by using the plant Arabidopsis thaliana as a model system. First, a spatio-temporal qualitative analysis of quantitative transcript and protein profiles is applied to show the role of the BREVIS RADIX (BRX) protein in the auxin- cytokinin crosstalk for root meristem growth. Core of this PhD work is the functional characterization of the interplay between the BRX protein and the plant hormone auxin in the root meristem by using a computational model based on experimental evidence. Hyphotesis generated by the modelled to the discovery of a differential endocytosis pattern in the root meristem that splits the auxin transcriptional response via the plasma membrane to nucleus partitioning of BRX. This positional information system creates an auxin transcriptional pattern that deviates from the canonical auxin response and is necessary to sustain the expression of a subset of BRX-dependent auxin-responsive genes to drive root meristem growth. In the second part of this PhD thesis, we characterized the genome-wide impact of large scale deletions on four divergent Arabidopsis natural strains, through the integration of Ultra-High Throughput Sequencing data with data from genomic hybridizations on tiling arrays. Analysis of the identified deletions revealed a considerable portion of protein coding genes affected and supported a history of genomic rearrangements shaped by evolution. In the last part of the thesis, we showed that VIP3 gene in Arabidopsis has an evo-lutionary conserved role in the 3' to 5' mRNA degradation machinery, by applying a novel approach for the analysis of mRNA-Seq data from random-primed mRNA. Altogether, this PhD research contains major advancements in the study of natural genomic variation in plants and in the application of computational morphodynamics models for the functional characterization of biological pathways essential for the plant. - Récemment, l'introduction du séquençage de seconde génération et les avancées dans la microscopie confocale ont permis des études à l'échelle des différents systèmes cellulaires pour la caractérisation fonctionnelle de gènes. Le degrés de complexité intrinsèque à ces approches ont requis le développement de méthodologies bioinformatiques et de modèles mathématiques afin d'extraire de la masse de données expérimentale générée, des information biologiques significatives. Ce doctorat présente à la fois des méthodes bioinformatiques originales et des modèles mathématiques pour répondre à certaines questions spécifiques de Biologie Végétale en utilisant la plante Arabidopsis thaliana comme modèle. Premièrement, une analyse qualitative spatio-temporelle de profiles quantitatifs de transcripts et de protéines est utilisée pour montrer le rôle de la protéine BREVIS RADIX (BRX) dans le dialogue entre l'auxine et les cytokinines, des phytohormones, dans la croissance du méristème racinaire. Le noyau de ce travail de thèse est la caractérisation fonctionnelle de l'interaction entre la protéine BRX et la phytohormone auxine dans le méristème de la racine en utilisant des modèles informatiques basés sur des preuves expérimentales. Les hypothèses produites par le modèle ont mené à la découverte d'un schéma différentiel d'endocytose dans le méristème racinaire qui divise la réponse transcriptionnelle à l'auxine par le partitionnement de BRX de la membrane plasmique au noyau de la cellule. Cette information positionnelle crée une réponse transcriptionnelle à l'auxine qui dévie de la réponse canonique à l'auxine et est nécessaire pour soutenir l'expression d'un sous ensemble de gènes répondant à l'auxine et dépendant de BRX pour conduire la croissance du méristème. Dans la seconde partie de cette thèse de doctorat, nous avons caractérisé l'impact sur l'ensemble du génome des délétions à grande échelle sur quatre souches divergentes naturelles d'Arabidopsis, à travers l'intégration du séquençage à ultra-haut-débit avec l'hybridation génomique sur puces ADN. L'analyse des délétions identifiées a révélé qu'une proportion considérable de gènes codant était affectée, supportant l'idée d'un historique de réarrangement génomique modelé durant l'évolution. Dans la dernière partie de cette thèse, nous avons montré que le gène VÏP3 dans Arabidopsis a conservé un rôle évolutif dans la machinerie de dégradation des ARNm dans le sens 3' à 5', en appliquant une nouvelle approche pour l'analyse des données de séquençage d'ARNm issue de transcripts amplifiés aléatoirement. Dans son ensemble, cette recherche de doctorat contient des avancées majeures dans l'étude des variations génomiques naturelles des plantes et dans l'application de modèles morphodynamiques informatiques pour la caractérisation de réseaux biologiques essentiels à la plante. - Le développement des plantes est écrit dans leurs codes génétiques. Pour comprendre comment les plantes sont capables de s'adapter aux changements environnementaux, il est essentiel d'étudier comment leurs gènes gouvernent leur formation. Plus nous essayons de comprendre le fonctionnement d'une plante, plus nous réalisons la complexité des mécanismes biologiques, à tel point que l'utilisation d'outils et de modèles mathématiques devient indispensable. Dans ce travail, avec l'utilisation de la plante modèle Arabidopsis thalicinci nous avons résolu des problèmes biologiques spécifiques à travers le développement et l'application de méthodes informatiques concrètes. Dans un premier temps, nous avons investigué comment le gène BREVIS RADIX (BRX) régule le développement de la racine en contrôlant la réponse à deux hormones : l'auxine et la cytokinine. Nous avons employé une analyse statistique sur des mesures quantitatives de transcripts et de produits de gènes afin de démontrer que BRX joue un rôle antagonisant dans le dialogue entre ces deux hormones. Lorsque ce-dialogue moléculaire est perturbé, la racine primaire voit sa longueur dramatiquement réduite. Pour comprendre comment BRX répond à l'auxine, nous avons développé un modèle informatique basé sur des résultats expérimentaux. Les simulations successives ont mené à la découverte d'un signal positionnel qui contrôle la réponse de la racine à l'auxine par la régulation du mouvement intracellulaire de BRX. Dans la seconde partie de cette thèse, nous avons analysé le génome entier de quatre souches naturelles d'Arabidopsis et nous avons trouvé qu'une grande partie de leurs gènes étaient manquant par rapport à la souche de référence. Ce résultat indique que l'historique des modifications génomiques conduites par l'évolution détermine une disponibilité différentielle des gènes fonctionnels dans ces plantes. Dans la dernière partie de ce travail, nous avons analysé les données du transcriptome de la plante où le gène VIP3 était non fonctionnel. Ceci nous a permis de découvrir le rôle double de VIP3 dans la régulation de l'initiation de la transcription et dans la dégradation des transcripts. Ce rôle double n'avait jusqu'alors été démontrée que chez l'homme. Ce travail de doctorat supporte le développement et l'application de méthodologies informatiques comme outils inestimables pour résoudre la complexité des problèmes biologiques dans la recherche végétale. L'intégration de la biologie végétale et l'informatique est devenue de plus en plus importante pour l'avancée de nos connaissances sur le fonctionnement et le développement des plantes.

Le Sûtra des contemplations du Buddha Vie-Infinie : Essai d'interprétation textuelle et iconographique

Le "Sūtra des contemplations de Vie-Infinie" a joué un rôle déterminant dans l'histoire de la Terre pure, cette tradition qui occupe jusqu'à nos jours une place majeure dans le bouddhisme de l'Extrême-Orient. Typique de l'idéal du Grand Véhicule, ce texte fournit une méthode complexe pour visualiser le Buddha Amida et son royaume en cette vie-ci, ainsi qu'une pratique plus accessible : la récitation du nom de ce buddha (nembutsu) pour aller naître auprès de lui dès la vie prochaine. Inconnu des sources indiennes mais traduit en chinois au début du Ve siècle de notre ère, ce sūtra est depuis une cinquantaine d'annés l'objet d'un débat sur son origine véritable. Cependant, il occupe une position clef entre les traductions chinoises archaïques du "Grand Sūtra de l'agencement de la Sukhāvatī" (IIIe s.) et la floraison de l'école de la Terre pure à l'ère des Tang (VIIe s.). En outre, le "Sūtra des contemplations" se distingue comme l'une des sources importantes de l'art bouddhique sino-japonais, depuis l'Asie centrale jusqu'au Japon médiéval. Ses représentations sur les grandes fresques et bannières peintes des VIIIe et IXe siècles, découvertes dans les grottes de Dunhuang, témoignent d'un long développement iconographique, dont les étapes antérieures peuvent être retracées par l'archéologie. Le double intérêt philologique et iconographique de ce texte en fait donc un jalon déterminant dans l'enquête tentant de cerner le processus de l'acclimatation en sol chinois de cette tradition venue de l'Inde via la Route de la soie. Pour la première fois, la présente étude traite de ces deux dimensions conjointement, en fournissant une introduction détaillée et une traduction commentée du texte, doublée d'une analyse fouillée de son évolution artistique en Chine jusqu'à sa représentation classique au Japon, le « Mandala de Taima ».

Le premier historien du christianisme

Le geste de Luc, personne ne le répétera après lui. On connaît, entre le Ier et le IIIe siècle, de nombreux auteurs d'évangile : plus de quatre, si l'on tient compte des évangiles apocryphes (Évangile selon Thomas, Évangile de Pierre, Évangile des Hébreux, etc.). On connaît également, toujours de la même période, plusieurs actes d'apôtre (Actes de Paul, Actes de Jean, Actes d'André). Mais personne, dans l'Antiquité, ne renouvellera le geste de Luc : écrire, à la suite de la biographie de Jésus, l'histoire de ses premiers disciples.

Luc, un portrait d'auteur

Qui est Luc ? Qui est cet auteur que, par convention, nous appelons Luc ? Il ne dit presque rien de lui. Conformément à la tradition biblique, il s'efface derrière la parole qu'il déploie et ne livre pas son nom. À deux reprises, pourtant, il laisse affleurer son je, dans le prologue à son oeuvre où il expose le motif qui le pousse à écrire (Luc 1, 1-4). Ces quelques versets, d'une langue châtiée, au style élégant, signalent un auteur de grande culture; son éducation, à mon avis, a dû comprendre aussi bien la rhétorique grecque que l'exégèse juive.

Statut des femmes dans les communautés religieuses. L'affaire du voile des femmes à Corinthe

(Résumé de l'ouvrage) Cet ouvrage réunit un choix de contributions réalisées dans le cadre de rencontres et de colloques organisés entre 2002 et 2006 par le Séminaire d'épigraphie grecque et latine de l'Institut d'Archéologie et des Sciences de l'Antiquité de l'Université de Lausanne. En outre, un avant-propos offre la synthèse des résultats présentés dans ce volume. La participation des femmes à la vie publique est en effet l'un des domaines de recherches prioritaires du Séminaire d'épigraphie, car les milliers d'inscriptions antiques découvertes à ce jour offrent sur le sujet une foule de renseignements encore insuffisamment exploités par les historiens. L'originalité de l'ouvrage tient d'une part à l'analyse des différentes voies offertes aux femmes pour se tailler un rôle public, des plus traditionnelles comme les postes religieux, aux plus inhabituelles comme la présence de princesses et de reines sur les champs de bataille ou les « campagnes publicitaires » orchestrées pour certaines épouses de dirigeants politiques. Elle tient d'autre part à la volonté de confronter les activités publiques féminines en différents lieux du bassin méditerranéen et dans des civilisations antiques diverses : Egypte pharaonique, Grèce, royaumes hellénistiques d'Orient, Italie ou provinces occidentales de l'Empire romain.

Exposition environmentale à certains virus

Les virus sont présents dans la plupart des environnements. Grâce aux outils moléculaires, il est maintenant possible de les mettre en évidence facilement, ce qui était difficile auparavant car cela nécessitait une infrastructure relativement complexe (cultures cellulaires ou inoculation à des animaux). En 2002, à l'aide de la métagénomique, une approche expérimentale a permis de montrer la présence de > 5 000 virus différents dans 200 litres d'eau de mer (Breitbart et al., 2002). Tous ces virus étaient essentiellement de nouvelles espèces. Ainsi, les études cherchant à détecter des virus pathogènes dans des échantillons environnementaux se sont multipliées afin de mieux comprendre leurs cycles vitaux, leurs voies de contamination et leur survie dans la nature. L'homme et les animaux contractent des virus essentiellement par ingestion d'eau contaminée ou par voies manuportée et aéroportée. Certains de ces virus (i.e. virus de la grippe aviaire H5N1, SRAS) sont à l'origine de sérieux problèmes de santé publique de par : leur dissémination rapide, leur caractère zoonotique et la difficulté à traiter les personnes atteintes.Les trois articles présentés dans cette note montrent 1) les propriétés de survie étonnantes de l'adénovirus dans les eaux souterraines ; 2) la dynamique saisonnière du norovirus également dans les eaux souterraines et 3) le rôle de la toux dans la dissémination du virus de la grippe. [Auteurs]

Alimentation et transmission mère-enfant

Bien que de nombreux auteurs aient traité, dans la relation mère-enfant, l'importance de l'alimentation, (et donc du rapport à la nourriture) et l'interprétation des troubles qui peuvent en résulter, nous proposons dans cet article de constituer une vérification expérimentale d'une question spécifique: que se transmet-il entre mère et enfant dans le contexte alimentaire ? Au travers d'une recherche multidisciplinaire alliant socio-anthropologie et psychologie, nous avons constitué et étudié un recueil de données couplant représentations socioculturelles, histoires alimentaires personnelles ainsi qu'observations et analyses de la qualité des interactions alimentaires auprès d'une population de mères françaises et leur enfant (sain) âgé de 1 à 2 ans.