Ce travail de thèse a été consacré à la transgenèse et la différenciation neuronale des cellules souches embryonnaires. Une première partie est consacrée au développement de nouveaux outils de transgenèse basés sur un système lentiviral, permettant d'exprimer un ou plusieurs transgènes dans les cellules souches embryonnaires de manière constitutive, tissu-spécifique ou inductible. Dans une seconde partie, j'ai étudié les rôles respectifs des facteurs de transcription Sox1 et Pax6 pendant la neurogenèse précoce, en utilisant les cellules souches embryonnaires comme modèle de différenciation in vitro. Dans la dernière partie de ce travail, j'ai développé une approche de screening de molécules organiques pour découvrir des composés susceptibles d'augmenter la différenciation neuronale des cellules souches embryonnaires. Le résultat a été la découverte d'une molécule particulièrement efficace sur l'induction de la neurogenèse, et à la mise au point d'un protocole de grade clinique pour la différenciation neuronale des cellules souches embryonnaires humaines.