Les Acides Aminés (AA) sont des nutriments essentiels au fonctionnement cellulaire par leur participation à la synthèse des protéines et à leur implication dans de nombreuses voies métaboliques. Les AA constituent également des molécules signales qui, selon leur disponibilité, participeront au contrôle de l'homéostasie cellulaire. Pour entrer dans la cellule et accomplir leurs fonctions, les AA sont dépendant de Transporteurs d'Acides Aminés (TAA), déterminants principaux de l'influx d'AA pour leur disponibilité cellulaire. Les TAA, au nombres de 75 chez les mammifères, sont des protéines transmembranaires appartenant à la famille des SLC, composée de plus de 400 membres différents. Cette famille constitue néanmoins l'une des familles de protéine les moins caractérisées, notamment en raison de son apparente complexité : diversité des propriétés de transport, variabilité des substrats, et multiples localisations cellulaires et tissulaires, entre autres. Cependant, la recherche médicale démontre que les dérégulations et pertes de fonctions des TAA sont associées à de nombreuses pathologies, illustrant leurs rôles fondamentaux pour le maintien de l'homéostasie cellulaire. Bien que, chez les mammifères, l'étude des fonctions des TAA dans le domaine médical soit bien établi, la complexité entourant les TAA tend à entrainer de plus faibles caractérisations chez d'autres modèles d'études et d'autres problématiques, notamment dans le cadre de la nutrition des animaux d'élevage.Cette thèse s'inscrit dans un contexte aquacole, où la filière demande aujourd'hui de nouveaux niveaux de compréhension de l'alimentation des espèces élevées pour la formulation de régimes alimentaires durables. La Truite Arc-en-Ciel (TAC), première espèce de poisson produite en France est, elle aussi, concernée. De manière à mieux comprendre chez cette espèce les mécanismes qui régissent l'homéostasie des AA, nutriments essentiels à son métabolisme, l'objectif de cette thèse était de caractériser tous les TAA chez la TAC : de leur identification in silico à l'étude de leurs régulations transcriptionnelles par les conditions nutritives. En s'appuyant sur un modèle in vitro, les lignées cellulaires, nous avons démontré que l'expression des TAA était fortement dépendante de la disponibilité en nutriments ; leurs dérégulations impactant directement le pool intracellulaire d'AA et les voies signalétiques associées comme mTORC1, régulateur majeur de l'anabolisme cellulaire et activé par la présence d'AA. L'intégration des régulations des TAA par de multiples conditions nutritives a permis l'identification de trois grand groupes de régulation, dont un fortement dépendant de la présence d'AA par des régulations dépendantes de GCN2, voie signalétique répondant à la carence en AA et orchestrant une réponse cellulaire pour faire face au stress engendré en surexprimant notamment plusieurs TAA. L'existence de tels groupes de régulation a également été validée in vivo.En associant la régulation des TAA et leurs effets sur le pool intracellulaire d'AA à de la modélisation mathématique, nous avons également proposé un modèle général des flux d'AA à travers trois grands groupes de TAA aux activités de transport potentiellement distinctes. Cette étude a permis de proposer une nouvelle méthode d'analyse des TAA, globale et physiologique, relativement aisée à mettre en œuvre et transposable à de nombreuses espèces pour divers contextes scientifiques. Enfin, cette étude démontre également des spécificités de régulation de l'homéostasie cellulaire par les AA chez la TAC, pointant sur de potentiels AA non conventionnels à l'activation de ces voies signalétiques, ce qui questionne sur l'apport en AA fonctionnellement essentiels idéal à la physiologie de la TAC et à sa croissance.