Genome processing relies on the intracellular localization and dynamic assembly of higher-order nucleoprotein complexes. In bacteria, the mechanism of assembly for the most widespread partition systems, ParABS, responsible for active DNA segregation remains elusive. We have combined super-resolution, genome-wide, biochemical and modeling approaches to investigate quantitatively the formation of the nucleoprotein complex organized around the centromere-like sequences, parS. We found that the active confinement of nearly all ParB proteins around parS, observed at the single molecule resolution, relies on a network of synergistic interactions involving protein-protein and protein-DNA interactions. Our physico-mathematical modeling of ParB binding pattern revealed that ParB binds stochastically in the vicinity of parS over long distances. Based on our findings, and consistent with previous data, we propose a new model that relies on a nucleation and looping mechanism leading to the formation of a dynamic lattice for the partition complex assembly. We thus provide new bases to model the DNA segregation process. Our original assembly model may also apply to many unrelated proteins that self-assemble in superstructures through nucleation centers.

Il est bien connu que divers solides amorphes ont de nombreuses propriétés universelles. L'une d'entre elles est la variation de la conductivité thermique en fonction de la température. Cependant, le mécanisme microscopique du transfert de chaleur dans le domaine de température supérieure à 20 K est encore mal compris. Simulations numériques récentes du silicium et de la silice amorphes montrent que les modes de vibration dans la gamme de fréquences correspondante (au-dessus de plusieurs THz) sont délocalisés. En même temps ils sont complètement différents des phonons acoustiques de basse fréquence, dits « diffusions ».Dans ce travail, nous présentons un modèle stable de matrice aléatoire d'un solide amorphe. Dans ce modèle, on peut faire varier le degré de désordre allant du cristal parfait jusqu'au milieu mou extrêmement désordonné sans rigidité macroscopique. Nous montrons que les solides amorphes réels sont proches du deuxième cas limite, et que les diffusions occupent la partie dominante du spectre de vibration. La fréquence de transition entre les phonons acoustiques et diffusons est déterminée par le critère Ioffe-Regel. Fait intéressant, cette fréquence de transition coïncide pratiquement avec la position du pic Boson. Nous montrons également que la diffusivité et la densité d'états de vibration de diffusons sont pratiquement constantes en fonction de la fréquence. Par conséquent, la conductivité thermique est une fonction linéaire de la température dans le domaine allant à des températures relativement élevées, puis elle sature. Cette conclusion est en accord avec de nombreuses données expérimentales. En outre, nous considérons un modèle numérique de matériaux de type de silicium amorphe et étudions le rôle du désordre pour les vibrations longitudinales et transverses. Nous montrons aussi que la théorie des matrices aléatoires peut être appliquée avec succès pour estimer la densité d'états vibrationnels des systèmes granulaires bloqués.

Malgré son impressionnant succès, le modèle standard de la physique des particules ne rend pas compte de toutes les observations expérimentales. De plus, des interrogations théoriques intrinsèques à sa formulation demeurent et requièrent des explications plus fondamentales. Par conséquent, au lieu d'être une théorie ultra-violette, le modèle standard doit plutôt être vue comme une description effective, valide à basse énergie, d'une théorie plus fondamentale et de la nouvelle physique devrait être introduite. On considère deux approches pour introduire la nouvelle physique. Dans la première, on étend le modèle standard avec seulement quelques nouveaux états en assumant que les états plus lourds sont découplés de l'échelle électro-faible. Cette approche est principalement phénoménologique car par hypothèse, les extensions que l'on considère sont une manifestation à basse énergie d'une théorie plus complète. On se concentre en particulier sur de nouveaux fermions car ils sont une prédiction commune à un ensemble de théories au delà du modèle standard fortement motivés. L'objet principal de cette approche est d'étudier l'effet de ces nouveaux fermions à la lumière des mesures récentes des couplages du Higgs. La seconde approche est plus théorique, elle est basée sur une théorie ultra-violette. On se concentre sur le modèles de Higgs composite qui ont pour vocation de résoudre le problème de hiérarchie de l'échelle électro-faible. Les modèles de Higgs composite étant réalisés dans le cadre d'un nouveau secteur fortement couplé constitué de nouveaux fermions fondamentaux, on étudie la dynamique non-perturbative avec le modèle de Nambu et Jona-Lasinio. On dérive par exemple dans ce contexte le spectre des résonances les plus légères que l'on pourra peut-être observer dans un proche futur au LHC ou à d'autre collisionneurs.

Ce travail de thèse ce concentre sur l’étude des protéines par l’usage de haute pression. Les articles présentés ici sont précéder d’une introduction présentant les différents modèles physiques utilisés pour décrire le repliement des protéines, une introduction posant les bases de la thermodynamique, ainsi que l’origine de la stabilité thermodynamique des protéines dans leur état plies. Il y a trois sujets principaux aborder dans ce mémoire. Le premier est l’étude de la coopérativité du repliement et du paysage de repliement de la protéine à répétition PP32 (Anp32a) a travers l’utilisation de la pression a différentes températures. La seconde étude concerne l’investigation de l’origine de l’expansivité thermique des protéines pliées grâce à l’utilisation de RMN haute pression et de la protéine très bien caractérisée Staphylococcal Nuclease (SNase) et de certaine de ses mutantes. Finalement, un dernier article sur la stabilité sous pression de la variant TC5b de la mini protéine model tryptophan-cage grâce une combinaison de RMN et de simulations moléculaires tout-atomes en « replica exchange ».

BACKGROUND: Some MRI studies have noted alterations in the corpus callosum (CC) white matter integrity of individuals with mood disorders and also in patients with suicidal behavior. We investigated the specific impact of suicidal behavior on CC integrity in mood disorders.METHODS: CC structural changes were assessed by diffusion tensor imaging (DTI) in 121 women 18-50-year-old): 41 with bipolar disorder (BD), 50 with major depressive disorder (MDD) and 30 healthy controls (HC). Fractional anisotropy (FA) and DTI metrics were calculated for the genu, body and splenium of CC and compared in the three groups by MANCOVA. Then, they were re-analyzed relative to the suicide attempt history within the MDD and BD groups and to the suicide number/severity.RESULTS: FA values for the CC genu and body were lower in non-suicide attempters with BD than with MDD and in HC. Conversely, FA values for all CC regions were significantly lower in suicide attempters with BD than in HC. Finally, higher number of suicide attempts (>2) and elevated Suicidal Intent Scale score were associated with significant splenium alterations.LIMITATIONS: Limitations include the cross-sectional design (non-causal study), the potential influence of medications and concerns about the generalizability to men.CONCLUSION: Genu and body are altered in non-suicide attempters with BD, while splenium is specifically altered in suicide attempters, independently from their psychiatric status. History of suicide attempts may be a source of heterogeneity in the association between CC alterations and BD and may partially explain the variable results of previous studies.