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.

Kyste synovial de l'épaule traité par aspiration et infiltration sous échographie : rapport de 3 cas avec pathologies différentes

Introduction: Les kystes synoviaux localisés à l'épaule sont des conditions rares résultant de tendinopathies rompues de la coiffe des rotateurs, d'une omarthrose sévère, d'arthropathies microcristallines de l'articulation acromio-claviculaire ou gléno-humérale, ou d'une atteinte secondaire à un rhumatisme inflammatoire chronique. Ils se présentent cliniquement le plus souvent sous la forme d'une tuméfaction fluctuante indolore en regard du moignon de l'épaule ou de l'articulation acromio-claviculaire. L'imagerie par échographie permet de caractériser aisément la présence de ces kystes. La prise en charge thérapeutique est généralement non invasive par aspiration-infiltration. Les cas réfractaires sont susceptibles de subir une intervention chirurgicale en fonction de l'âge et de l'état général du patient.Patients et Méthodes: Nous rapportons les cas de 3 patients avec imagerie par échographie et IRM ou Scanner. Le premier cas est celui d'un homme de 47 ans, greffé rénal, présentant une arthrite récidivante des épaules sur arthropathie microcristalline mixte. De multiples kystes synoviaux sont mis en évidence dans la musculature du supra-épineux gauche, communiquant avec l'articulation acromio-claviculaire. Le patient a bénéficié à plusieurs ponctions-infiltrations dirigées par ultrasonographie. Le deuxième cas est celui d'un patient de 32 ans connu pour une arthrite psoriasique évoluant depuis 6 ans. Il présente une importante tuméfaction en regard du biceps à gauche sur un kyste synovial provenant de l'articulation gléno-humérale. Il bénéficie également d'une ponction-infiltration dirigée par ultrason. Le troisième cas est celui d'une femme de 91 ans chez qui au status d'entrée on objective une volumineuse masse polylobée en regard de l'acromio-claviculaire, présente depuis 2002 qui n'a jamais été symptomatique. Un US, puis un CT montrent qu'il s'agit de volumineux kystes articulaires en relation avec une arthropathie sévère dégénérative et à apatite de l'acromio-claviculaire.Résultats: Les trois patients ont bénéficié d'une imagerie diagnostique par échographie complétée par une IRM ou Scanner. Tous les trois ont également subi une aspiration dirigée sous échographie. Dans le premier cas, deux aspiration-infiltration des kystes qui apportaient une évolution favorable avec diminution important des kystes. Dans le deuxième cas nous avons retrouvé un kyste après 2 aspirations et dans ce cas une intervention chirurgicale est considérée. Dans le troisième cas, asymptomatique, une résection à visée esthétique a été refusée par la patiente.Conclusion: Les kystes synoviaux localisés à l'épaule restent des conditions rares, provenant d'entités diverses. Nous rapportons le développement de kystes synoviaux de l'épaule dans une arthropathie microcristalline chez un patient greffé rénal, dans une arthrite psoriasique chez un jeune patient en poussée inflammatoire, et finalement de gros kystes asymptomatiques chroniques sur une atteinte dégénérative et microcristalline chez une patiente âgée. Le diagnostic de ces kystes peut être rapidement obtenu par échographie, permettant l'aspiration guidée avec analyse du liquide. En raison d'un fort taux de récidive malgré un traitement par aspiration-infiltration, une intervention chirurgicale de ces kystes est considérée.

Bienheureux l'homme qui se plaît dans la loi de Yahvé. Psaume 1

(Résumé de l'ouvrage) Une superbe fresque des quêtes spirituelles de l'humanité. Qui sont ces maîtres de vie, ces sages, ces mystiques qui ont façonné l'aventure spirituelle de l'humanité ? Quels sont les grands textes qu'ils ont écrits ou suscités, quelles sont les sources de leur inspiration ? Pour la première fois en un seul volume les trésors de sagesses de l'histoire de l'humanité : 100 figures spirituelles (Du Bouddha à Thérèse d'Avila, de Sénèque à Gandhi, d'Ibn 'Arabi à Simone Weil, des sages égyptiens aux lamas tibétains contemporains, des maîtres du hassidisme aux gurus de l'Inde moderne...), 200 textes de sagesse du monde entier, 100 illustrations.

La contrefaçon de billets de banque face à l'évolution des technologies d'impression

La contrefaçon de billets de banque a considérablement évolué avec l'apparition des technologies numériques de reproduction. Gouverné autrefois par des professionnels bien organisés, le phénomène de la contrefaçon n'est plus aujourd'hui l'apanage de quelques initiés mais est répandu dans une large communauté de faussaires. Les systèmes et les acteurs de la lutte contre la contrefaçon doivent s'adapter à ce nouveau modèle afin de pallier les impacts économiques, personnels et psychologiques de la contrefaçon sur la société. Au coeur des débats sociologiques et éthiques, les autorités politiques, les banques nationales, la police et les experts tentent d'endiguer le problème de façon parfois quelque peu inadéquate et obsolète. L'analyse de données statistiques permet de dégager les tendances actuelles et d'identifier les changements majeurs entre deux époques.

Hypertension pulmonaire d'origine indéterminée chez un homme de 56 ans.. [Pulmonary hypertension of undertermined origine in a man aged 56...]

The case of a patient with severe pulmonary hypertension whose etiology has remained unknown until an autopsy was performed is discussed in a symposium of pathological anatomy. This case helped to address the diagnostic and therapeutic management of pulmonary hypertension. The broad differential diagnosis of this disease requires a diagnostic strategy to be developped. Clinical reasoning leading to a probable diagnosis based on clinical biological and radiological information is not only a difficult task for the speaker but also a rich source of learning opportunities for our medical community.