identifier: Adam, Cécile  (2017). Régulation de l'expression des connexines dans la différenciation de l'épithélium épididymaire  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en biologie, 223 p.

subject: appareil reproducteur mâle

subject: épididyme

subject: différenciation

subject: Gjb2

subject: Gjb1

subject: promoteur

subject: régulation transcriptionelle SP1

subject: TFAP2A

subject: androgènes

subject: male reproductive tract

subject: epididymis

subject: differentiation

subject: Gjb2

subject: Gjb1

subject: promoter

subject: transcriptional regulation

subject: androgens

subject: SP1

subject: TFAP2A.

abstract:
L’épididyme est l’organe responsable de la maturation des spermatozoïdes, son rôle est
essentiel dans l’acquisition de la fertilité masculine. Ce processus crucial est dépendant des
interactions entre les spermatozoïdes et le microenvironnement luminal de l’épididyme. La
composition de ce microenvironnement spécifique est régulée par les différents types cellulaires
présents au sein de l’épithélium de l’épididyme et évolue tout au long de cet organe. Afin de
synchroniser leurs actions, les cellules épithéliales communiquent entre elles par l’intermédiaire
des jonctions lacunaires. Les jonctions lacunaires sont composées de canaux transmembranaires entre deux
cellules adjacentes, ce qui leur permet de communiquer par la diffusion directe d’ions et de
petites molécules. Les connexines (Cxs) sont les protéines qui composent ces canaux
transmembranaires. Dans l’épididyme du rat, Gjb5 (Cx30.3), Gjb4 (Cx31.1), Gjb1 (Cx32) et
Gja1 (Cx43) sont présentes au sein de l’épithélium adulte différencié alors que Gjb2 (Cx26) est
uniquement détectable chez les jeunes animaux, lorsque l’épithélium est indifférencié. Ces
changements d’expression des Cxs modifient la sélectivité des jonctions lacunaires et
permettent aux cellules de l’épithélium de modifier leurs échanges. On observe un changement
de l’expression des Cxs pendant la différenciation du tissu, ce qui suggère un rôle clé des Cxs
dans la régulation de la différentiation de l’épithélium épididymaire. Il n’existe aucune
information sur la régulation transcriptionnelle des Cxs dans l’épididyme durant la
différenciation.L’objectif principal de ce projet était d’identifier les mécanismes impliqués dans la
régulation de l’expression des Cxs lors de la différentiation de l’épididyme. Afin d’élucider de
tels mécanismes, le promoteur de Gjb2 a été caractérisé. Les résultats ont montré que Gjb2 possède un site unique d’initiation de la transcription
au sein de l’épididyme. L’analyse de la séquence du promoteur de Gjb2 a révélé la présence de
sites de liaison possibles des facteurs de transcription SP1 (Specificity Protein 1) et TFAP2A
(Transcription Factor Activating Protein 2 Alpha). Nous avons montré que la région basale du
promoteur se situe dans les 230 pb en amont du site d’initiation de la transcription identifié. Des
expériences de mutation dirigées et de retard sur gel ont confirmé la liaison de SP1 et TFAP2A
au promoteur de Gjb2 ainsi que leurs implications dans l’activation de cette Cx. Des
expériences d’immunoprécipitation de la chromatine (ChIP) ont permis de montrer que la liaison
de ces facteurs de transcription diminue avec l’âge, ce qui corrèle avec la diminution de
l’expression de Gjb2. Ces résultats confirment le rôle activateur de SP1 et TFAP2A dans
l’expression de Gjb2 chez les jeunes individus. Nous nous sommes ensuite intéressés aux
mécanismes impliqués dans la diminution de Gjb2 lors de la différenciation. La méthylation du
promoteur de Gjb2 et le facteur KLF4 (Krüppel-like factor 4) ne sont pas impliqués dans la
diminution de la liaison de SP1 et TFAP2.  Le rôle des hormones dans la régulation des Cxs a également été évalué. À l’aide de
tissus de rats castrés et de rats castrés avec implant de testostérone, nous avons montré que
Gjb2 et Gjb1 sont régulés par les androgènes. La castration augmente les niveaux de protéines
de GJB2 et diminue ceux de la GJB1 au sein de l’épididyme. De plus, les androgènes régulent
également les niveaux protéiques de GJB4 dans l’épididyme. Nous avons également évalué le
rôle des glucocorticoïdes (hydrocortisone et dexaméthasone) et de l’oestradiol sur l’expression
de Gjb2. Nous avons montré que les glucocorticoïdes augmentent les niveaux d’ARNm de Gjb2
alors que l’oestradiol n’a pas d’effet.  Le promoteur de Gjb1 a également été étudié dans les cellules épididymaires et dans le
tissu. Nos résultats montrent que Gjb1 est transcrit par le promoteur P1 dans l’épididyme alors
qu’il est transcrit par le promoteur P2 dans les cellules RCE-1. Nous avons cloné 5kb du
promoteur de Gjb1 dans un plasmide rapporteur de luciférase afin d’étudier son activité
transcriptionnelle. Nous avons identifié des éléments de réponse aux glucocorticoïdes, aux
oestrogènes et aux androgènes sur le promoteur de Gjb1. Nos résultats suggèrent que les
androgènes jouent un rôle dans l’expression de Gjb1.  Dans l’ensemble, ces travaux permettent une meilleure compréhension des mécanismes
de régulation de l’expression des Cxs dans l’épididyme. De plus, les données générées dans
cette étude permettront de mieux comprendre les mécanismes responsables des changements
d’expression des Cxs dans d’autres tissus ainsi que dans certaines pathologies impliquant ces
deux Cxs.

The epididymis is the organ responsible for sperm maturation and plays an essential role
in the acquisition of male fertility. This critical process is dependent on interaction of
spermatozoa with the luminal microenvironment of the epididymis. The composition of this
specific microenvironment is regulated by the epithelial cells of the epididymis and changes
throughout the organ. This suggests a complex coordination of epithelial cells.  Cellular communication is crucial for cell coordination and is orchestrated by gap
junctions. These junctions form transmembrane channels between adjacent cells, which enable
them to communicate by direct exchange of ions and small molecules. Connexins (Cxs) are
proteins that form these transmembrane channels. In the adult rat epididymis, Gjb5 (Cx30.3),
Gjb4 (Cx31.1), Gjb1 (Cx32) and Gja1 (Cx43) are present while Gjb2 is only detectable in young
animals when the epithelium is undifferentiated. Change in the expression of Cxs is associated
with changes in gap junctional permeability that allow cells to modify their exchanges. During
epididymal epithelial differentiation, there is a change in the expression of Cxs, suggesting a key
role of Cxs the regulation of the differentiation of the epididymal epithelium. There is no
information on the transcriptional regulation of the Cxs in the epididymis. The main objective of this project was to identify the mechanisms involved in the
regulation of the expression of Cxs during epididymal differentiation. To elucidate these
mechanisms, the promoter of Gjb2 was first characterized.  The results showed a single transcriptional start site for Gjb2 in the epididymis. The
analysis of the sequence of the Gjb2 promoter revealed the presence of potential binding sites
for transcription factors SP1 (Specificity Protein 1) and TFAP2A (Transcription Factor Activating
Protein 2 Alpha). We have shown that the basal promoter region is located within the 230 bp
upstream of the identified initiation start site. Directed mutagenesis and EMSA experiments
confirmed the binding of TFAP2A and SP1 on the Gjb2 promoter and their role in the activation
of this Cx. ChIP experiments showed that the binding of these transcription factors decreases
with age, which correlates with the decreased expression of Gjb2. These results confirm the
activating role TFAP2A and SP1 in the transcriptional activation of Gjb2 in young animals. We
then looked at the mechanisms involved in the decrease of Gjb2 during differentiation. It
appears that the methylation of the promoter of Gjb2 and KLF4 factor (Kruppel-like factor 4) are
not involved in the decreased binding of SP1 and TFAP2 with age.  Finally, the role of hormones in the regulation of Gjb2 and Gjb1 was investigated in the
epididymis. Using tissue from orchidectomized rats and orchidectomized rats with testosterone
implants, we showed that Gjb2 and Gjb1 are regulated by androgens in the epididymis and
ventral prostate. Orchidectomy increases the protein levels of Gjb2 and decreases those of
Gjb1. Moreover, Gjb4 levels were decreased with orchidectomy. We also evaluated the role of
glucocorticoids (hydrocortisone and dexamethasone) on the expression of Gjb2 and we have
shown that glucocorticoids increase the mRNA levels of Gjb2. Estradiol did not have an effect
on Gjb2 expression.  The promoter of Gjb1 was also characterized in epididymal cells as in the tissue. Our
results show that Gjb1 is not transcribed from the same promoter in the cells and in the tissue.
In the tissue, Gjb1 is transcribed from P1 whereas in the cells it is transcribed from P2. DNA
sequence analysis showed androgen, estrogen and glucocorticoid response elements on the
promoter of Gjb1. Our results suggest that androgens are involved in the regulation of Gjb1
gene expression.  Overall, this work provides a better understanding of the mechanisms regulating the
expression of Cxs in the epididymis during the differentiation of the epithelium. Furthermore, the
data generated in this study will help to better understand the mechanisms regulating the
expression of Cxs in other tissues as well as in certain diseases that involve both Cxs.


identifier: Cloutier, Jonathan  (2017). Relation entre les deux souches bactériennes principales d’un biofilm dénitrifiant  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 92 p.

type:
Thèse
Non évalué par les pairs

abstract:
Lors d’études portant sur un biofilm provenant d'un bioprocédé de
dénitrification, il a été déterminé qu’il y avait deux souches bactériennes qui étaient
les plus abondantes en terme de proportion de la biomasse. Ces deux souches, NL23
et JAM1, ont éventuellement été désignées comme nouvelles espèces bactériennes
Hyphomicrobium nitrativorans NL23 et Methylophaga nitratireduscenticrescens
JAM1. Tandis que la souche NL23 est en mesure d'effectuer toutes les étapes de
dénitrification, la souche JAM1 est incapable de réduire le nitrite et donc ne peut pas
réduire complètement le nitrate en azote gazeux. Plusieurs facteurs dans leur
relation suggèrent une certaine coopération. Ce mémoire présente les travaux
effectués afin d’en apprendre davantage sur l’interaction entre ces deux bactéries  Dans un premier temps, des conditions optimales de co-cultures entre les deux
souches ont été développées. La caractérisation de la dynamique de consommation
du nitrate et du nitrite a démontré que les co-cultures des souches NL23 et JAM1
n’étaient pas nécessairement plus rapides pour effectuer la dénitrification que la
souche NL23 en culture pure. Par contre, des co-cultures de la souche NL23 avec un
mutant de la souche JAM1 (inactif pour réduire le nitrate) ont démontré une
dénitrification plus rapide que la souche NL23 en culture pure.La recherche a aussi permis de démontrer que la souche JAM1 apporte une
aide de croissance à la souche NL23 en conditions aérobies et une aide en réduction
de nitrate en conditions anaérobies. Par contre, il n’a pas été démontré que la
souche NL23 procure un avantage à la souche JAM1.


identifier: Fahmy, Ahmed Mohamed  (2017). L'implication de l'autophagie dans l'infection par le virus de l'hépatite C  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en virologie et immunologie, 204 p.

abstract:
L'infection par le virus de l'hépatite C (VHC) est un problème majeur de santé publique
avec plus de deux cent millions d’individus chroniquement infectés dans le monde.
Malgré le développement d'antiviraux très puissants à action directe (AAD) pour le
traitement de l'infection chronique par le VHC, il reste encore de nombreux cas de
personnes infectées. Ce nombre devrait augmenter dans les prochaines années en
raison du coût élevé de ces médicaments antiviraux qui en limite l’accès et le grand
nombre d'infections occultes. Bien que de nombreuses avancées majeures aient été
réalisées dans la compréhension de la pathogénèse et de la réplication virale, les liens
étroits entre le VHC et la cellule hôte sont encore mal compris.  L'autophagie, un mécanisme cellulaire de la cellule hôte, s'est révélée être modulée par
le VHC. L'autophagie est un mécanisme de dégradation cellulaire qui vise à recycler les
protéines ainsi que les organites qui ne sont plus nécessaires mais également à protéger
la cellule d'éventuels agents pathogènes. Nous avons montré que le VHC exploite
l'autophagie pour se répliquer. Le mécanisme par lequel le VHC détourne à son avantage
l'autophagie et/ou les composantes autophagiques est encore débattu. Dans une étude
récente au sein de notre laboratoire, nous avons montré que l'ARN-polymérase
dépendante de l'ARN du VHC (NS5B) interagit avec la protéine autophagique ATG5. De
plus, dans des cellules arborant un réplicon du VHC, la protéine ATG5 colocalise avec
un marqueur des usines de réplication membranaire du VHC, la protéine NS4B.
Finalement, le « knock-down » d’ATG5 a permis de diminuer l'ARN du virus ainsi que les
niveaux d'expressions des protéines virales.  Puisque ATG5 est une composante du complexe d'élongation de l'autophagie (ATG5-
12/16L1), l'objectif principal de ce projet de recherche est d'approfondir le rôle de ATG5-
12/16L1 dans le cycle de réplication du VHC. Dans le premier article, nous avons évalué la localisation du complexe ATG5-12/16L1
dans une infection chronique in vitro. En effet, nous avons montré que les composants
du complexe ATG5-12/16L1 colocalisent avec les composantes de la réplicase du VHC
(NS3, NS4B, NS5A et NS5B).  De plus, en utilisant la méthode de ligation de proximité « Proximity Ligation Assay»
(PLA), nous avons montré, in situ, que ATG5-12 interagit avec les composantes de la
réplicase du VHC. Bien que ATG16L1 colocalise avec la réplicase de VHC, aucune
interaction entre ATG16L1 et la réplicase du HCV n'a été observée.  Ces résultats suggèrent que l'interaction de ATG5-12/16L1 avec la réplicase virale se
produit via ATG5-12 et non pas avec ATG16L1. Contrairement à nos attentes, la protéine LC3, un marqueur autophagique, n'a pas été
recrutée avec le complexe d'élongation au site de réplication du VHC et aucune
colocalisation des protéines virales avec sa forme active (LC3II) n’a été observée. En utilisant l'expression de dominants négatifs des protéines ATG, nous avons démontré
que le conjugué ATG5-12 est nécessaire pour la réplication virale du VHC. Par ailleurs,
LC3II ne semble pas impliquée dans la réplication virale. Dans le deuxième article, nous avons étendu nos travaux afin de déterminer à quelle
étape du cycle de réplication du VHC, le complexe ATG5-12/16L1 est nécessaire.  En utilisant la méthode de «knock-down», nous avons montré que ATG5-12/16L1 est
nécessaire pour la réplication de l'ARN viral du VHC. Cependant, ATG5-12/16L1 n'est
pas nécessaire pour l'entrée du virus ou pour la formation de particules virales
infectieuses. En contraste, LC3 semble requise pour la traduction du génome viral au
début de l’infection. En purifiant les usines de réplication du VHC, nous avons détecté les composants du
complexe d'élongation par immuno-buvardage de type western. Par contre, tel
qu’anticipé, la protéine LC3 n’a pas été détecté dans ces échantillons.  Nous avons également montré que la diminution de l'expression d’ATG12 ou ATG7 est
associée à l'agrégation subcellulaire des protéines de la réplicase du VHC. L'analyse en microscopie électronique a révélé une diminution drastique du nombre et
de la taille des vésicules à double membranes qui sont des composantes majeures des
usines de réplication membranaire du VHC. Finalement, nous avons démontré une
disparition complète des vésicules multi-membranaires dans ces mêmes usines de
réplication en contexte de « knock-down » d’ATG12.  En conclusion, l'ensemble de ces résultats ont mis en évidence un nouveau rôle pour le
complexe ATG5-12/16L1 dans la réplication du génome et dans la formation des usines
de réplication membranaire du VHC.

Hepatitis C virus (HCV) infection is a major health problem that accounts for around 200
million chronic infections worldwide. Albeit the development and approval of highly potent
direct acting antivirals (DAAs) for the treatment of HCV infection, the burden of HCV
infection remains and is expected to increase in the coming years due to the high cost of
these drugs, the limited accessibility to the treatment, and the large number of occult
infections. Even though, major breakthroughs have been achieved in the understanding
of viral pathogenesis and replication, the tight link between HCV and host cell is still poorly
understood.  One host mechanism that has been shown to be modulated by HCV is autophagy.
Autophagy is a cellular degradation mechanism that functions in the recycling of
unwanted cellular proteins and organelles and to protect the cell from invading pathogens.
Uniquely, HCV was shown to exploit autophagy for the purpose of viral replication. The
mechanism by which HCV usurps autophagy and/or autophagic components is widely
argued. In a previous report, our lab revealed that HCV RNA-dependent RNA polymerase
(NS5B) interacts with the autophagy protein ATG5. Furthermore, ATG5 colocalized with
the HCV NS4B, a viral nonstructural protein that is associated with the HCV-induced
membranous web (MW), in HCV replicon cells. Silencing of ATG5 has been shown to
attenuate HCV RNA and proteins level. Since ATG5 is one component of what is called
the autophagy elongation complex (ATG5-12/16L1), the main objective of this research
project was to further investigate the role of ATG5-12/16L1 in HCV replication cycle.  In the first article, we assessed the localization of ATG5-12/16L1 complex in chronically
infected cells. Clearly, ATG5-12/16L1 components colocalized with HCV viral replicase
(NS3, NS4B, NS5A, and NS5B). In addition, we showed that ATG5-12 interacts in situ
with HCV replicase components by using proximity ligation assay (PLA). Although
ATG16L1 colocalized with HCV replicase, no interaction between ATG16L1 and the HCV
replicase was observed suggesting that the interaction of ATG5-12/16L1 with viral
replicase occurs via ATG5-12 but not ATG16L1. Surprisingly, LC3 was not recruited along
with the elongation complex to the site of HCV replication and no colocalization of LC3-II
with HCV proteins was observed. By using dominant negative forms of ATG proteins, we demonstrated that ATG5-12 conjugate, but not LC3-II formation, was vital for HCV
replication. In the second article, we extended our research to investigate at which stage of HCV
replication cycle the ATG5-12/16L1 was required. By using siRNA approach, we showed
that ATG5-12/16L1 was required for HCV RNA replication but not HCV entry or infectious
virus particle formation. In contrast, LC3 was required only for the onset of HCV genome
translation. By isolating HCV-induced membranous web, we were able to detect the
elongation complex component by using western blotting whereas LC3 was undetectable
in the isolated membranes. Interestingly, we revealed that silencing of ATG12 or ATG7,
but not LC3, has led to subcellular aggregation of the HCV replicase proteins. Electron
microscopy analysis has revealed a dramatic decrease in number and size of double
membrane vesicles, a major component of HCV MW, and a complete disappearance of
multimembrane vesicles from the MW composition upon ATG12 silencing.  In conclusion, the results represented in this thesis highlights a novel role of the ATG5-
12/16L1 in HCV genome replication and the formation of HCV MW.


identifier: Fortin, Olivier  (2017). Production de composés bioactifs par des levures et évaluation de leurs 15 propriétés biologiques envers le cancer colorectal  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 200 p.

abstract: La chimioprévention est un processus par lequel l’utilisation d’agent chimiopréventif naturel ou synthétique permet de prévenir la progression du cancer. Son importance dans la lutte contre le cancer colorectal est justifiée par le fait que cette maladie représente le troisième cancer le plus répandu au Canada malgré les différents traitements offerts et plus d’une décennie de recherche. Il a été démontré que l’alimentation est liée à l’incidence d’environ 70% des cancer colorectaux. Donc, la consommation d’agents à fort potentiel chimiopréventif pourrait conduire à une réduction de l’incidence de ce cancer. Les parois cellulaires de levures sont étudiées pour leurs différentes propriétés anticancer et immunomodulatrices en plus de démontrer un potentiel d’application dans les domaines pharmaceutiques, médical et alimentaires. Nonobstant plusieurs décennies de recherche investiguant leurs capacités thérapeutiques, relativement peu d’études ont rapporté le potentiel chimiopréventif des composantes de parois cellulaires de levures envers le cancer colorectal humain. Cette étude avait pour but de démontrer le potentiel chimiopréventif des composantes de parois cellulaires de levures en modèle in vitro et in vivo envers le cancer colorectal. En premier lieu, il a été démontré que les β-glucanes insolubles de Saccharomyces cerevisiae var. boulardii possédaient une excellente capacité à induire la quinone réductase (enzyme impliquée dans la prévention du  cancer) et démontraient une meilleure capacité à inhiber la croissance de cellules du cancer colorectal humain en comparaison aux autres extraits de S. boulardii et que ceux de Kluyveromyces marxianus. De plus, l’extrait de mannoprotéines de S. boulardii a présenté une excellente capacité antiradicalaire et antiproliférative envers les cellules cancéreuses. La quantification des polysaccharides au sein des échantillons suggère que les β-glucanes ont constitué la composante contribuant le plus significativement à l’activité biologique observée. En second lieu, le potentiel chimiopréventif de ces deux meilleurs extraits a été évalué chez des 256 rats traités au 1,2-dimethylhydrazine. Les résultats ont démontré que seuls les β-glucanes insolubles de S. boulardii étaient en mesure de réduire le nombre de lésions précancéreuses (cryptes aberrantes) considérées comme étant la première étape de la carcinogenèse du cancer colorectal. L’étude du mécanisme sous-jacent suggère une diminution du temps de transit des carcinogènes au sein du tractus digestif via une modulation de l’activité spécifique de la quinone réductase au niveau hépatique et d’une enzyme fécale (β-glucuronidase).Finalement, des huiles essentielles de Boswellia carterii (Frankincense) et de B. sacra (Sacrée) ont été ajoutées aux extraits de β-glucanes insolubles de S. boulardii afin d’évaluer la possibilité d’une synergie potentielle pour les propriétés chimiopréventives entre les types de composés. Alors que l’huile Sacrée a démontré un effet cytotoxique spécifique aux cellules cancéreuses, la combinaison entre les β-glucanes insolubles de S. boulardii a induit la perte de cette activité. De plus, l’huile Frankincense combinée aux β-glucanes insolubles a été en mesure de démontrer une induction de la quinone réductase supérieure via un effet additif en comparaison avec celle de cette même huile testée séparément. Cette étude a permis de démontrer que les β-glucanes insolubles extraient de la paroi cellulaire de S. boulardii, souche de levure considérée comme probiotique et à fort potentiel industriel, pourraient être utilisés dans la fabrication d’un produit nutraceutique ou comme ingrédient fonctionnel dans une optique de prévention du cancer colorectal humain ou même sous la forme de fibre naturelle.


identifier: Najeh, Sabrine  (2017). Développement d’un circuit logique basé sur les ARN non codants dans les bactéries  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée.

abstract:
L’ARN est capable de se replier en structures secondaires et tertiaires par la formation des paires de base canoniques et non canoniques et ce repliement est important pour le bon fonctionnement des ARN régulateurs. Cela représente un défi pour les logiciels bioinformatiques qui font la conception des ARN synthétiques qui doivent conserver la structure et fonction de l’ARN original. Dans ce projet nous avons utilisé deux nouveaux outils bio-informatiques ‘Ribosoft’ et ‘Enzymer’. L’un fait la conception des ribozymes en tête de marteau et l’autre permet la génération de nouveaux ARN de n’importe quel type. Le ribozyme en tête de marteau est un ARN noncodant auto-clivant actif en cis et en jouant sur sa séquence il peut être actif en trans pour cliver d’autres ARN d’une façon spécifique, il était utilisé dans ce projet pour développer un circuit logique qui permet le contrôle de l’expression d’un gène désiré. Le circuit est formé par des ribozymes sous le contrôle de riboswitchs. Les riboswitchs sont des ARN noncodants agissant comme des récepteurs capables de contrôler l’expression d’un gène situé en aval et leur activité est dépendante de la présence ou l’absence d’un ligand spécifique. Le rôle du riboswitch dans le circuit logique est le contrôle, via son ligand, de l’expression du ribozyme qui contrôle l’expression du gène cible.

RNA can fold into secondary and tertiary structures by the formation of canonical and non-canonical base pairs. This folding is important for the proper functioning of regulatory RNAs. This represents a challenge for bioinformatic softwares for the design of synthetic RNA that must maintain the structure and function of the original RNA. In this project, we used two new bioinformatics tools 'Ribosoft' and 'Enzymer', the first can design new hammerhead ribozymes and the other allows the generation of new RNAs of any type. The hammerhead ribozyme is a non-coding RNA with a self-cleaving activity in cis, but by modifying its sequence it can be made to act in Trans to cleave other RNAs in a specific way. The ribozyme was used in this project to develop a logic circuit that enables the control of the expression of a desired gene. The circuit is formed by riboswitches in addition to ribozymes. Riboswitches are allosteric non-coding RNAs capable of controlling the expression of a gene located upstream of them and their activity is dependent on the presence or absence of a specific ligand. The role of the riboswitch in the logic circuit is the control, via its ligand, of the expression of the ribozyme that controls the expression of the target gene.


identifier: Pédelucq, Julie  (2017). ÉTUDE DE LA PRÉSENCE, DU DEVENIR ET DE L’IMPACT DES PSY-CHOTROPES DANS LA GARONNE ESTUARIENNE (FRANCE) ET LE FLEUVE SAINT LAURENT (QUEBEC, CANADA)  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en biologie, 524 p.

subject:
psychotropes
stations d’épuration
Garonne estuarienne
fleuve Saint Laurent
toxi-cité
Elliptio complanata
Corbicula fluminea
expositions in vivo et in vitro
psychotropic drugs
waste water treatment plants
Garonne estuarine
St. Lawrence River
toxicity
Elliptio complanata
Corbicula fluminea
in vivo and in vitro exposures

abstract:
L’urbanisation croissante et la propagation des activités humaines entrainent l’augmentation de l’apport de nombreux micropolluants dans le milieu aquatique. Le compartiment aquatique est alors défini comme le réceptacle ultime de la pollution environnementale apportée par diverses sources : les effluents municipaux et industriels, les lixiviats des sites d’élimination des déchets solides, le ruissellement des eaux urbaines et des eaux des sites agricoles.  Parmi les contaminants retrouvés dans l’eau, il y a les psychotropes (benzodiazépines, antidé-presseurs, antiépileptiques, etc…) qui appartiennent à la grande famille des médicaments. Ce sont des molécules biologiquement actives, ubiquistes, qui sont principalement d’origine ur-baine, qui sont apportées continuellement dans l’environnement aquatique et qui sont fortement consommées au niveau mondial.  Depuis quelques années, les scientifiques commencent à s’intéresser à cette famille thérapeu-tique mais il existe encore un réel manque de connaissance sur l’intégralité du problème de dif-fusion des psychotropes, de leur passage en station d’épuration à leur présence dans l’environnement et enfin à leur impact sur les organismes aquatiques. Ces travaux de thèse cherchent donc à documenter ce point en se focalisant sur l’étude de la présence, du devenir et de l’impact des psychotropes dans la Garonne estuarienne (France) et le fleuve Saint Laurent (Québec, Canada). Dans un premier temps, une méthode analytique multi-résidus permettant l’analyse de 47 psy-chotropes dans les eaux usées et les eaux de surface a été développée et validée. Des échantil-lonneurs passifs de type POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Sampler) ont été calibrés et validés afin de permettre le suivi intégratif et continu des psychotropes dans les eaux de sur-face.  Dans un second temps, les effluents d’entrée et de sortie de station d’épuration des aggloméra-tions de Bordeaux en France et de Repentigny et Montréal au Québec ont été caractérisés. Les résultats de cette étude montrent que les traitements épuratoires de chacune des stations d’épurations étudiées ont une efficacité limitée pour éliminer les psychotropes dans les eaux usées. Par la suite, le suivi effectué dans la Garonne estuarienne et dans le fleuve Saint Laurent a mis en évidence la présence de psychotropes dans l’environnement qui sont majoritairement apportés par l’amont des villes de Bordeaux et Montréal. La comparaison des résultats obtenus pour la France et le Québec montre qu’il existe bien des habitudes de prescriptions et de consommations différentes entre les deux pays. Même si les procédés d’épuration sont différents entre les deux pays (traitement secondaire en France et primaire au Québec), l’efficacité d’élimination sur la famille thérapeutique des psychotropes reste insuffisante. Enfin il a été observé que le débit du milieu récepteur jouait un rôle important dans la dilution et le devenir des composés. Dans un troisième et dernier temps, des études in vitro et in vivo ont montré que certains psy-chotropes pouvaient avoir un impact toxique sur les bivalves d’eau douce étudiés (Elliptio com-planata et Corbicula fluminea) lors d’exposition de composés seuls ou en mélange à des con-centrations de l’ordre du mg.L-1 (concentrations expérimentales) et même du ng.L-1 (concentra-tions environnementales).

Increasing urbanization and human activities cause an increase of micropollutant input in the aquatic environment. The water compartment is then defined as the ultimate receptacle of envi-ronmental pollution originating from various sources: municipal and industrial wastewaters, leachates from solid waste disposal sites, waters of urban and agricultural runoff.  Among the contaminants found in the water, there are psychotropic drugs (benzodiazepines, antidepressants or antiepileptics) belonging to the family of pharmaceuticals. These are biologi-cally active molecules, ubiquitous, which are mainly of urban origin, which are continuously in-troduced into the aquatic environment and are heavily consumed around the world.  In recent years, scientists have begun to show interest for this therapeutic family, but there is still a real lack of knowledge about the full psychotropic diffusion problem; from their presence in wastewater treatment plant to their presence in the environment and finally to their impact on aquatic organisms. In this global perspective these thesis works seek to document the presence, fate and impact of psychotropic drugs in the Garonne estuarine (France) and the St. Lawrence River (Quebec, Canada). Firstly, a multi-residue analytical method for the analysis of 47 psychotropic drugs in wastewater and surface waters has been developed and validated. POCIS passive samplers were calibrated and validated for continuous integrative monitoring of psychotropic drugs in surface waters.Secondly, the treatment plant influents and effluents of Bordeaux in France and Repentigny and Montreal in Quebec have been characterized. The results of this study show that treatment pro-cesses of studied wastewater treatment plants have limited performances to remove psycho-tropic drugs in wastewaters. Thereafter, the monitoring performed in the Garonne estuarine and in the St. Lawrence River has highlighted that the presence of psychotropic drug in the environ-ment is mainly related to upstream input of Bordeaux and Montréal.  Comparison of the results obtained in the two countries surveyed show that there are many dif-ferent patterns of prescriptions and consumption between the two countries. Although the treat-ment processes are different between the two countries (secondary treatment in France and primary in Quebec), their removal efficiency is still insufficient for psychotropic drugs. Finally it was observed that the flow rate of the receiving environment plays an important role in the dilu-tion and the fate of the compounds. In a third and final stage, in vitro and in vivo studies have shown that some psychotropic drugs could have a toxic impact on the studied freshwater bivalves (Elliptio complanata and Corbicula fluminea) upon exposure alone or in mixture with concentrations in the order of mg.L-1 (tests concentrations) and even ng.L-1 (environmental concentrations).


identifier: Srei, Narin  (2017). Impact de la transmission horizontale d’un champignon entomopathogène chez le dendroctone du mélèze, Dendroctonus simplex Leconte (Coleoptera : Scolytinae)  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en biologie, 130 p.

subject:
Dendroctonus simplex
Scolytinae
champignons entomopathogènes
Hypocreales
lutte biologique
dispositif d’autodissémination
transmission horizontale
Dendroctonus simplex
Scolytinae
biological control
entomopathogenic fungi
Hypocreales
assisted autodissemination
horizontal transmission

abstract:
L’utilisation des champignons entomopathogènes contre les scolytes est une stratégie
intéressante dans le domaine de la lutte biologique en foresterie. Cependant, les méthodes
d’inoculation fongique restent un défi majeur en raison du comportement cryptique de ces
insectes. Plusieurs expériences ont été effectuées afin de sélectionner un isolat fongique
performant contre les adultes de Dendroctonus simplex et d’évaluer l’efficacité de son
inoculation à l’aide d’un dispositif d’autodissémination. De plus, la capacité de l’insecte à
détecter la présence du champignon entomopathogène et l’effet de celui-ci sur la biologie
reproductive de D. simplex ont été également évalués. Parmi les neuf isolats fongiques testés,
l’isolat INRS-242 de Beauveria bassiana a été sélectionné, puisqu’il cause une mortalité élevée
chez les adultes de D. simplex. Une fois l’insecte tombé sur la pochette fongique présente dans
le dispositif d’autodissémination, chaque adulte de D. simplex acquière une dose létale
moyenne de 2,1 x 109 conidies, induisant une mortalité de 98,0% chez la population testée. Nos
résultats confirment l’efficacité du dispositif d’autodissémination et révèlent son potentiel comme
méthode d’inoculation du champignon INRS-242 chez D. simplex. Selon les tests
chimiotactiques, les adultes de D. simplex ne sont pas en mesure de détecter la présence du
champignon INRS-242. Plus précisément, la transmission fongique entre l’individu contaminé et
celui non-contaminé a été obsevé lors du test de transmission horizontale. Cependant,
l’efficacité de la transmission varie en fonction du sexe d’individus porteurs du champignon.
Chez les parents de D. simplex, environ 95% des mâles sains ont été infectés lorsque les
femelles étaient porteuses du pathogène, alors que seulement 61% des femelles ont été
infectées lorsque les mâles ont été mis en contact avec le champignon avant leur introduction
dans les demi-bûches. De plus, les galeries de ponte et larvaires étaient moins longues et les
insectes de la nouvelle génération étaient moins abondants lorsque les femelles ont été mises
en contact avec le champignon avant de pénétrer sous l’écorce. Ces résultats suggèrent que
des efforts devraient être consentis afin de cibler davantage les femelles dans la stratégie de
lutte contre D. simplex. Cette étude novatrice portant sur la stratégie de transmission
horizontale nous a permis de mieux comprendre l’impact du champignon INRS-242 de
B. bassiana sur la biologie reproductive de l’insecte monogame subcortical D. simplex.

 The use of entomopathogenic fungi against bark beetles is an attractive strategy of biological
control in forestry. However, the methods of fungal inoculation remain a major challenge due to
their cryptic behavior. In this study, many experiments have been performed in order to select a
fungal isolate causing the highest mortality in Dendroctonus simplex adults and to evaluate the
effectiveness of fungal inoculation using an assisted autodissemination device. Moreover, the
insect’s ability in detecting the presence of the entomopathogenic fungus and the effect of the
fungus on reproductive biology of D. simplex have also been evaluated. Among the nine fungal
isolates tested, an isolate INRS-242 of Beauveria bassiana was selected as the utmost isolate
causing the highest mortality in D. simplex. Once it had fallen onto the pouch attached in the
assisted autodissemination device, each D. simplex adult loaded an average lethal dose of
2.1 x 109 conidia, which induced a mortality rate of 98.0%. Our results confirm the effectiveness
of the device and reveal its potential as inoculation method of B. bassiana INRS-242 towards
D. simplex adults. Eastern larch beetle seems not to recognize the odor of the fungus but they
may possess a chemotactic gustative capacity that allows them to discriminate the
contaminated and non-contaminated foods. However, no avoidance behavior has been
observed during experimentations. Fungal transmission has occured between the fungustreated
and fungus-free insect parents by using assisted autodissemination device. By the way,
the efficiency of the horizontale transmission varies by sex of individuals carrying the fungus
INRS-242. For D. simplex parents, about 95% of healthy males were infected while females
were carriers of pathogen, whereas only 61% of females were infected when males were in
contact with the fungus. Moreover, the infection by B. bassiana INRS-242 affects significantly on
length of egg and larval galleries as well as the total number of offspring, especially when
females were the carriers of the pathogens. Our results demonstrate the efforts should be
targeted to females D. simplex to disseminate the fungus INRS-242 to their conspecific. By
using horizontal transmission strategy, this research represents an inventive study to better
understand the impact of the fungus INRS-242 on reproductive biology of a monogamous insect
like D. simplex.


identifier: Auclair, Jean-Christian  (1977). Contribution à l'étude de la production primaire des lagunes des Îles de la Madeleine Québec et une évaluation des facteurs contrôlant l'exactitude des mesures du comptage par scintillation liquide.  Thèse.  Aix-Marseille, Université d'Aix-Marseille II, U.E.R. des Sciences de la Mer et de l'Environnement, Doctorat en sciences d'océanographie, 120 p.

subject:
production primaire
photosynthèse
carbone -14
lagunes
Iles-de-la-Madeleine
salinité
température
éléments nutritifs
nitrates
phosphates
silicates
comptage scintillation liquide

abstract:
La salinité, temperature et les concentrations en sels nutritifs
ont été mesurées deux fois par semaine au cours d'une
période de 3 mois (Juin à Août) en 1974, dans les lagunes des
Iles-de-la-Madeleine, Golfe du St. Laurent. Des mesures de
production primaire et des teneurs en chlorophylle ont été
ajoutées entre les mois de Mai et Septembre, 1975. Les concentrations
en orthophosphates et en orthosilicates ont été plus
élevées et plus variables que celles des eaux du Golfe. Les
nitrates ont été associés à l'IDE (Indice du Déplacement Effectif)
du vent et aux faibles marées de vives-eaux dans cette région.
Les teneurs en chlorophylle et la production primaire ont
été hautement correlées, et leur augmentations correspondaient
de près au augmentations en nitrates. Les valeurs de la production
se sont situées entre 4.9 mgC/m²/h à la mi-juin, augmentant
à 48.7 mgC/m²/h à la mi-juillet; pendant cette même période, la
chlorophylle a varié entre 5 µg/l et 60 µg/l.
Un aspect méthodologique de l'estimation de la production primaire
au moyen du C-14 fut également examiné. L'éxactitude des
rendements évalués des rapports des canaux de l'échantillon,
(RCE, Comptage par Scintillation Liquide) ont été determiné à
partir de la technique des 'doubles-rapports' (Bush, 1968).
Le comptage du phytoplancton en suspension, comparé.à celui
d'étalons homogènes a donné comme résultat une érreur ≤ 2% sur
les determinations finales des DPM (désintégrations/minute).
En plus, le comptage du phytoplancton sédimenté (sans suspension)
n'a pas eu d'effet sur le décalage reproductible du Spectre des
Amplitudes Impulsionaires; le RCE variant fidèlement avec l'augmentation
de l'auto-absorption et la reflection dûes aux microdébris
phytoplanctoniques non-dissouts restant sur le fond de la
fiole à scintillation.

Abstract

Salinity, temperature and nutrient concentrations were monitored
twice weekly over a three month period (June to August) in 1974
in the shallow embayements of the Magdalen Islands, Gulf of St.
Lawrence. Primary production, chlorophyll and nutrient measurements
were carried out from May to September 1975. Orthophosphate
and orthosilicate concentrations were greater and more variable
than in the open Gulf waters. Nitrates were related to the wind
EDI (Effective Displacement Index), and to the weak spring tides
in the area. Chlorophyll and production were very weIl correlated
and their increases, responded closely to the nitrate increases.
Production values ranged from a low of 4.9 mgC/m²/hr in mid-june
to a high of 48.7 mgC/m²/h in mid-july; chlorophyll varied during
the same period, from a low of 5 µg/l to a high of 60 µg/l.
A methodological aspect of the C-14 primary production technique
was also examined. The accuracy of Channels-Ratio efficiency determinations
(Liquid Scintillation Counting) were derived from
Bush's 'double-ratio' technique. Suspension counting of labelled
phytoplankton as compared to homogeneously quenched sealed standards
resulted in an error  ≤ 2% on the final DPM determinations.
Furthurmore, non-suspension counting had a non-detectable effect
on the reproducible decrease of the Pulse Height Spectrum, the
Channels-Ratio varying faithfully with increasing absorption and
back-scattering caused by the undissolved phytoplanktonic microdébris
resting on the vial floor.


identifier: El Assaf, Ahmad  (2016). Low-Cost Localization Algorithms for Wireless Sensor Networks.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en télécommunications, 175 p.

subject:
réseaux sans fil
algorithmes
WSN
capteurs

abstract:
Cette thèse propose de nouveaux algorithmes de localisation à faible coût pour les réseaux de
capteurs sans fils (“wireless sensor networks (WSNs)”). Jusqu’ici, la nature hétérogène des WSNs
a été ignorée lors de la conception de tels algorithmes. Ceci nous a motivé a développé un nouvel
algorithme adapte aux WSNs hétérogènes (HWSN)s. On a prouvé que l’algorithme proposé
est capable de localiser les capteurs avec une grande précision. En plus, on a développé dans le
cadre de cette thèse, un nouvel algorithme de localisation qui exploite en plus du nombre minimal
de sauts d’autres informations localement disponible au niveau de chaque capteur. Malgré leur
précision, les performances de ces algorithmes se détériorent rapidement dans les environnements
anisotropes plus réaliste où plusieurs obstacles (murs, personnes, immeubles, machines, etc.)
peuvent exister entre deux noeuds. Afin de résoudre ce problème, on a développé une stratégie
de sélection d’anchors fiable à faible coût. Afin d’augmenter encore plus la robustesse de nos
algorithmes, on a développé un mécanisme de correction qui tient en compte le phénomène
d”atténuation anisotrope du signal. En exploitant les réseaux de neurones artificiels (ANNs),
ce mécanisme est capable de corriger les erreurs d’estimation de distance due à ce phénomène.
Étant donné que la précision de localisation est étroitement liée aux positions des anchors, cette
thèse propose aussi une stratégie novatrice de placement optimal des anchors. En recourant à
l’optimisation par essaim de particules bien connu (“Particle swarm optimization PSO”), il a été
démontré que cette nouvelle stratégie offre des gains de précision significatifs.


identifier: Huang, Yue  (2017). Upconverting nanoparticles for integration in bioimaging and therapeutic applications.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'énergie et des matériaux, 125 p.

subject:
upcoversion
nanoparticles
bioimaging
therapeutic applications
nanoparticules
imagerie médicale
applications thérapeutiques
UCNP

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce
résumé peut être lue en PDF.
In recent years, lanthanide (Ln3+)-doped upconverting nanoparticles (UCNPs) have emerged as efficient and versatile bioimaging as well as therapeutic tools. In general, these nanoparticles can be excited with near-infrared (NIR) light and emit higher-energy photons spanning the ultraviolet (UV), visible and NIR ranges via a multiphoton process known as upconversion. The multiphoton excitation occurs through a plethora of 4f excited electronic energy states, which have long lifetimes (micro- to millisecond). Compared with conventional fluorophores, UCNPs possess several advantages including reduced autofluorescence background, remarkable tissue penetration, and low cytotoxicity. Driven by these factors, Ln3+-doped UCNPs could serve as excellent candidates for numerous biological applications. In this thesis, our work is mainly focused on the development of novel nanostructures combining UCNPs with other modalities for bioimaging and therapeutic applications.
In the first part, we develop novel hybrid nanomaterials that exploit the interesting optical properties of both UCNPs and gold nanorods (GNRs), and bring them together onto a single nanoplatform. It is well known that GNRs are good candidates for photothermal therapy (PTT) where cancer cells are destroyed by optical heating. In order to generate a temperature increase in diseased cells, GNRs absorb light causing electrons to undergo transitions from the ground state to the excited state. The electronic excitation energy subsequently results in an increase in the kinetic energy, which leads to overheating of the local environment around the light absorbing species. Therefore, local cells or tissues could be destroyed by the heat produced. In addition, UCNPs can be applied as nanothermometers based on the temperature dependent luminescence where their luminescence intensity ratios (LIR) vary as a function of temperature. Thermal sensing with UCNPs could therefore be used for controlling the photothermal treatment, which would minimize collateral damage in healthy tissues surrounding the hyperthermia target. In detail, Part I is divided into two sections based on two different nanostructures (Section I and Section II). In Section I, we developed a novel core/shell nanostructure using a multistep strategy consisting of a GNR core with an upconverting shell of NaYF4:Er3+, Yb3+ (GNR@UCNPs). The absorption of GNR was tuned to ∼660 nm, which was resonant with the upconverted red Er3+ emission emanating from the 4F9/2 excited state. Upon laser irradiation, UCNPs converted NIR light to UV/visible photons via energy transfer, which could then be absorbed by GNRs and converted into heat. Meanwhile, the intensity ratio of the upconverted green emission showed remarkable thermal sensitivity, which was used to calculate the temperature change due to rapid heat conversion from the GNR core. Doxorubicin (DOX), a model anticancer drug, was selected to load into the GNR@UCNPs. In terms of the drug release profile, it was shown that the release of DOX was significantly enhanced at lower pH and higher temperature caused by photothermal effect. This multifunctional nanocomposite, which is well suited for bioimaging and local heating, shows strong potential for use in cancer therapy.
In section II, we developed another novel multifunctional nanocomposite consisting of GNRs, silicon dioxide (SiO2), and NaGdF4:Er3+, Yb3+ UCNPs (GNR@SiO2@UCNPs), with highly integrated functionalities including luminescence imaging, PTT and photodynamic therapy (PDT) capabilities. PDT is a light-activated clinical treatment, which causes the controlled death of diseased cells, such as tumor cells. It is based on a process in which a light sensitive drug called a photosensitizer is introduced in the cells, and is subsequently excited with light at an appropriate wavelength. The absorbed energy is transferred to the molecular oxygen present in the surroundings, generating reactive oxygen species (ROS) whose presence can trigger the death of the cells. Regarding this novel nanostructure, the surface plasmon resonance (SPR) of GNRs was tuned to 980 nm, which overlapped with the Yb3+ absorption. Under exposure of laser irradiation, UCNPs and GNRs could be excited simultaneously resulting in the generation of heat by the GNR with the ability to detect the temperature increment from the NaGdF4:Er3+, Yb3+ UCNPs as above. In addition, it is worth noting that luminescence enhancement was observed when compared with bare UCNPs due to the localized field created by the GNRs. Finally, a photosensitizer, zinc phthalocyanine (ZnPc), was loaded into the mesoporous silica. Under laser irradiation, UCNPs absorbed NIR light and converted it to visible light, subsequently activating the photosensitizer to release singlet oxygen for future applications in PDT. Therefore, such multifunctional nanocomposites, which are well suited for bioimaging, photothermal and photodynamic effects and show strong potential in cancer therapy.
Part II is focused on the hybrid nanocarrier consisting NaGdF4:Er3+, Yb3+ UCNPs that were encapsulated in the aqueous core of liposomes and the potential of the obtained nanocarriers for drug delivery was shown by co-loading DOX. Liposomes, which composed of a lamellar phase lipid bilayer, are considered as good candidates for drug delivery, since their structure is similar to that of cell membranes. They can be selectively trapped by tumor tissues due to the high permeability of tumor vasculature toward liposomes in combination with the lack of proper lymphatic drainage. Therefore, liposomes have been introduced as suitable nanocarriers for UCNPs. Under 980 nm excitation, a decrease of the green upconversion emission of the UCNPs was observed when DOX was co-loaded with the UCNPs in the liposome nanocarrier. This quenching effect was assigned to the energy transfer between the donor UCNP and the acceptor DOX, and most importantly, it allowed for the spectral monitoring of the DOX loading and release from the liposome nanocarriers. Thus, the drug loading, release, and spectral monitoring properties of the obtained liposome nanocarriers were thoroughly characterized allowing us to assess their potential as bioimaging and therapeutic nanocarriers.


identifier: Jesu Raj, Joe Gerald  (2017). Bio/chemical sensing and generation of reactive oxygen species based on upconverting nanoparticles.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'énergie et des matériaux, 168 p.

subject:
nanoparticules
DNA
upconversion
biosensing
sensitive detection of ssDNA
near infrared sensing
curcumin tagged
reactive oxygen species

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce
résumé peut être lue en PDF.The intention of this thesis is to explore new applications of hybrid near-infrared (NIR)
perturbable lanthanide (Ln3+) upconverting nanoparticles (UCNPs) in the fields of DNA
biosensing and copper ion (Cu2+) chemical sensing. Furthermore, the use of these
UCNPs as well as superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) functionalized
with an organometallic iridium (Ir) complex for the generation of reactive oxygen species
(ROS), which are reactive intermediates in photodynamic therapeutic applications, is
investigated. First, we investigated DNA biosensing by synthesizing Ln3+-based,
UV/blue emitting, thulium (Tm3+) and ytterbium (Yb3+) co-doped NaYF4 UCNPs as the
energy donor upon 980 nm NIR excitation. These UV/blue emitting UCNPs were then
integrated into polymer-based nanoparticle and this polymer/upconverting nanohybrid
material was appropriately functionalized with the probe DNA sequence via its amino
end. In a separate synthesis monodispersed gold nanoparticles (AuNPs) and an Ir
complex were prepared. The presence of two carboxyl functional groups on the Ir
complex provided suitable conjugation chemistry for the covalent attachment of the
complex to the surface of AuNPs through a suitable linker molecule having a thiol
functional group. The other end of the probe DNA sequence possessing a thiol end was
directly functionalized on the AuNPs thus forming the energy acceptor nanohybrid
material. The donor UCNP/polymer nanohybrid and the acceptor AuNP/Ir nanohybrid
were brought to close proximity through the helical structure formation of the probe
DNA. This facilitates the energy transfer between the Tm3+/Yb3+ co-doped UCNPs and
the Ir complex functionalized AuNPs. Subsequent addition of target DNA sequence
resulted in the DNA hybridization and elongation thus increasing the distance between the donor and acceptor species. Since this energy transfer is distance dependent, a
highly sensitive and selective DNA nanosensor was developed that is sensitive to
picomolar concentration of target DNA and highly selective up to a single base
mismatch. Optical nanosensors based on the Tm3+/Yb3+ doping pair in a different
upconverting host crystal such as LiYF4 offers many advantages. In contrast to the
NaYF4 host matrix, LiYF4 offers more intense NIR to UV/blue upconversion. These
optical features of LiYF4 thus enable the designing of multifunctional nanoplatforms
based on LiYF4 UCNPs with combined dual-mode (that is, upconversion and
conventional luminescence) detection.
In another part of this thesis, we have integrated a naturally occurring, medicinally
important organic compound, curcumin, in combination with the Tm3+/Yb3+ co-doped
LiYF4 UCNPs. This NIR perturbable organic/inorganic nanohybrid material has been
successfully used as a chemical sensor for the detection of Cu2+ ions and showed high
sensitivity, selectivity, biocompatibility and excellent Stern-Volmer features. Energy
transfer has been achieved between the donor UCNPs and the locally decorated
curcumin as an acceptor or reporter molecule. The energy transfer has been a key
feature in sensing of Cu2+and was achieved by careful synthesis of UV/visible and NIR
emitting LiYF4:Tm3+/Yb3+ co-doped UCNPs followed by coating of a thin layer of silica
(SiO2) in order to render them water dispersible. These SiO2 coated UCNPs act as
suitable donor material when functionalized with highly biocompatible curcumin leading
to the formation of the inorganic/organic nanohybrid, which has been proven to be an
excellent material for sensing of Cu2+ ions with high selectivity. The detection limit of this
nanohybrid has been found to be 4.75 nM, which is far lower than the allowed Cu2+ limit for drinking water allowed by the United States Environmental Protection Agency
(USEPA). This curcumin tagged nanohybrid material also showed a robust selectivity
towards Cu2+ ion even in the presence of other metal ions including heavy metals.
Another section of this thesis deals with the synthesis of monodispersed LiYF4:Tm3+,
Yb3+@SiO2 UCNPs and their functionalization with varying concentrations of the Ir
complex, used in the DNA sensing chapter 3 of this thesis, on their surface. The
photophysical properties of these LiYF4:Tm3+,Yb3+@SiO2-Ir nanostructures were
investigated and it was demonstrated that upon surface functionalization with the Ir
complex, a complete quenching of the upconverted UV emission from the Tm3+ ions
was observed. Following absorption of the upconverted UV light, the Ir complex
demonstrated a capacity to generate ROS, which was measured in the presence of a
probe molecule 1,3-Diphenylisobenzofuran (DPBF). Spectroscopic studies of the
upconversion luminescence showed that the photosensitization of the Ir complex was
radiative in nature. To confirm that the generation of ROS was in fact due to
photosensitization of the Ir complex from the UCNPs, two control experiments were also
carried out. First, LiYF4:Tm3+,Yb3+@SiO2 UCNPs alone (without the Ir complex) were
studied to observe if the upconverted UV light itself was capable of generating ROS.
Second, the Ir complex alone was studied following excitation at 980 nm. In both cases,
no ROS was observed indicating that both the UCNPs and the Ir complex are required
to generate ROS. This newly developed LiYF4:Tm3+,Yb3+@SiO2-Ir nanoplatform lays the
foundation for the NIR triggered generation of ROS, which effectively eliminates the
need for low penetrating, high energy external UV excitation, normally required for such
photosensitizers. In addition we have synthesized and integrated a multi-modal
nanoprobe that consists of an Ir complex functionalized on the surface of SiO2 coated
SPIONs. This particular nanohybrid offers generation of ROS under direct UV
illumination, however, it allows for the possibility of exploiting the paramagnetic
component of the system for potential applications such as magnetically guided
targeting and magnetic resonance imaging. The production of ROS is vital in
applications with regard to surface oncology. Since the as synthesized Ir complex
exhibits intense visible emission under UV excitation, this Ir complex decorated SPIONs
system offers multiple applications such as imaging, and ROS generation hence could
be used as a multi-modal nanoprobe.


identifier: Selmi, Yassine  (2017). Prototypage radio-logiciel rapide du module sensoriel d’un nouvel émetteur-récepteur cognitif pour les réseaux sans-fil.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en télécommunications, 91 p.

subject:
5G
radio cognitive
radio-logicielle
estimation de paramètre
SNR
étalement de
Doppler
FPGA
context-awareness
cognitive radio
software defined radio
parameter estimation
Doppler spread

abstract:
Dans une infrastructure de communication radio-mobile multi-connectée, multi-technologie et
omniprésente, comme prévu pour le 5G, l’intelligence artificielle et la cognition joueront un rôle majeur.
Un objectif important des futures infrastructures mobiles est que celles-ci prennent conscience
de leur écosystème pour qu’elles puissent s’adapter à leur contexte, du lien physique aux couches
applicatives, de sorte à optimiser leurs performances selon de nombreux critères. Ce qui donne naissance
à un nouveau paradigme connu sous le nom de la radio cognitive « context-aware » (CR).
Les émetteurs-récepteurs CR (CTR) intègrent principalement un module de décision s’appuyant sur
diverses entités sensorielles, qui fournissent des informations suffisantes sur la qualité de la liaison
par l’estimation de divers paramètres du canal sans-fil. Deux paramètres importants et nécessaires
dans plusieurs architectures CTR: le rapport signal-à-bruit (SNR) et l’étalement de Doppler. Nous
proposons donc, dans ce projet une technique de prototypage rapide d’un estimateur conjoint à
maximum de vraisemblance (ML) assisté par pilotes du SNR et de l’étalement de Doppler récemment
développé par les membres de notre équipe Wireless Lab <www.wirelesslab.ca> et qui a
démontré sa capacité de surpasser les principales solutions existantes dans la littérature à la fois
en termes de précision et de complexité. Une architecture parallèle et efficace pour l’estimateur en
question a été implémentée sur une plateforme radio-logicielle à base de FPGA. Ensuite, le design
proposé a été testé en temps réel et dans des conditions de propagation réalistes, construites autour
d’un émulateur de canal ultra-puissant. Les co-simulations « Hardware-in-the-loop » (HIL) ont
été utilisées pour évaluer les performances du design proposé. En comparant les résultats obtenus
par simulations MATLAB à virgule flottante, ceux de la co-simulation HIL suggèrent une perte
négligeable même en présence de plusieurs imperfections matérielles, validant ainsi et confirmant
le potentiel de l’architecture proposée pour être intégrée dans des systèmes cognitifs de la future
génération 5G.

In a multi-connected, multi-technology, and pervasive mobile infrastructure, such as what is
being planned for 5G, artificial intelligence and cognition will play a major role. An important goal
of future mobile infrastructures is to self-adapt their characteristics to the general context, at the
physical link, as well as at network and application layers, which gives rise to a new paradigm known
as context-aware cognitive radio (CR). CR transceivers (CTRs) mostly incorporate a cognitive
engine that relies on various sensorial entities, which attempt to provide sufficient information about
the quality of the link through the estimation of various key channel parameters. Two important
parameters are required in a wide range of CTR architectures: the signal-to-noise ratio (SNR) and
the Doppler spread. Within this context, we propose a hardware rapid prototyping technique of
a joint data-aided (DA) maximum likelihood (ML) SNR and Doppler spread estimator recently
shown to outperform main state-of-the-art solutions both in terms of accuracy and complexity.
We implement this new joint DA ML estimator on an FPGA-based software defined radio (SDR)
platform using a deep-pipelined and resource-efficient design. And we validate and test the latter in
real-time under realistic propagation conditions reproduced by a high-scalability channel emulator.
Compared to its original MATLAB floating-point version, hardware-in-the-loop (HIL) co-simulation
results suggest negligible losses in performance of the proposed design despite the existence of several
hardware impairments, thereby confirming its very strong potential and attractiveness for possible
integration on future 5G CTRs.


identifier: Audet, Mélanie  (2000). Etude immunotoxicologique in vitro et in vivo chez la pygargue à tête blanche (Haliaeetus leucocephalus) et la crécerelle d'Amérique (Fa/co sparverius)  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en science, 134 p.

abstract:
ler Volet Suite à la 2ième guerre mondiale, un déclin important des populations Nord
américaines de pygargue à tête blanche fut observé. L'apparition de problèmes de
productivité, de mortalité d'embryon, de stérilité d'adulte, de perte excessive de
jeunes oisillons, de malformations et de difficultés dans l'établissement d'une
paire d'adulte fut relevée par plusieurs équipes de recherche. Cependant, nous
observons dans la littérature qu'aucune étude au niveau cellulaire n'est répertoriée
sur ces populations. Étant un paramètre immunologique représenté dans la quasitotalité
du règne animal et un mécanisme de première ligne de défense, la
phagocytose fut utilisée comme paramètre immunologique afin de comparer la
compétence du système immunitaire de 6 populations d'aiglons à tête blanche
nichant sur des sites autour des Grands Lacs et exposés in situ à différents
contaminants environnementaux. Pour ce faire, nous avons établi au sein de notre laboratoire les conditions
optimales de la phagocytose à l'aide d'hétérophile aviaire (appendice A). Une
incubation de 60 minutes avec l'antigène (billes de latex fluorescentes) permet
d'obtenir une efficacité maximale de la phagocytose en cytométrie de flux chez le
poulet domestique. La réponse phagocytaire n'est pas modifiée suite à 4 jours de
fixation cellulaire chez le poulet et la crécerelle d'Amérique. Suite à la mise au
point de la méthodologie, l'activité phagocytaire des 6 populations fut évaluée sur
le terrain. Celle-ci n'est pas influencée par le site d'échantillonnage, le sexe de
1 'oiseau, son poids, son âge ainsi que la grosseur de la portée. Ces résultats
suggèrent un état de santé généralement bon chez les aiglons nichant près des
Grands Lacs. 2e Volet Au cours des dernières années, les niveaux de mercure dans l'Est de l'Amérique
du Nord ont considérablement augmenté. Ce polluant environnemental affecte plusieurs espèces d'oiseaux et plus particulièrement les oiseaux de haut niveau
trophique comme les oiseaux de proies. Pour cette raison, le système immunitaire
d'un mpace gardé en captivité, la crécerelle d'Amérique, fut examiné in vitro à
l'aide de la transformation lymphoblastique afm de comprendre les effets néfastes
auxquels sont exposés le système immunitaire des rapaces et de déterminer leur
seuil de vulnémbilité. Tout d'abord, les conditions optimales de la transformation lymphoblastique
furent établies en utilisant le poulet comme modèle pour les espèces aviaires
tandis que la crécerelle d'Amérique fut utilisée pour vérifier la validité des
paramètres pour une espèce de mpace. Un temps total d'incubation de 88 heures
permet d'obtenir un index de stimulation maximal tandis que les concentrations
optimales des mitogènes pour le poulet : 2 J.Lg/ml de Concanavaline A (Con A), 50 Jlg/ml de
Phytohémagglutinine (PHA) et 5 Jlg/ml de Pokeweed (PWM)
pour la crécerelle : 25 Jlg/ml de Con A, entre 5 et 25 Jlg/ml de PHA et
entre 5 et 10 J.Lg/ml de PWM Suite à la mise au point de la méthodologie, les lymphocytes périphériques
sanguins (PBLs) de crécrelles ont été exposés in vitro au méthylmercure ainsi
qu'au chlorure de mercure à des concentrations se situant entre 10"9 et 104 M. À
de fortes doses, (10-6 et 10"5 M), les 2 formes de mercure ont démontré une
diminution significative de la réponse mitogénique par mpport au témoin. De
plus, aux doses de 10"5 et 104 M une inhibition quasi-totale (entre 91% et 98%) de
la prolifération lymphocytaire est observée. Les concentrations auxquelle 50%
d'inhibition de la réponse mitogénique est observée (IC50 ) pour le
méthylmercure et pour le chlorure de mercure sont respectivement 3.6 x 10-6 Met
de 8.1 x 10-6 M. De ce fait, la forme organique s'avère plus toxique que la forme
inorganique pour la crécerelle d'Amérique. Les niveaux de mercure que nous
observons dans les plumes des pygargues à tête blanche nichant autour des Grands Lacs étant du même ordre de grandeur que ceux démontrés ici, nous
permettent de croire que des signes d'immunosuppression pourraient être présents
chez ces oiseaux de proies. 3e Volet Les biphényls polychlorés (BPC) sont des contaminants environnementaux
industriels qui sont persistants, lipophlliques, bioaccumulables et omniprésents à
travers les écosystèmes aquatique et terrestre. Au cours des dernières années, la
baisse de productivité d'aiglon à tête blanche autour des Grands Lacs fut attribuée
à une forte exposition aux BPC chez ces rapaces. Ainsi, 4 paires de crécerelles d'Amérique furent exposées, via la nourriture, à un
mélange d'aroclors (1248:1254:1260) (appendice B). Ces oiseaux furent suivis
pendant trois générations. Les crécerelles ont été sacrifiées à l'hiver 2000 et la
phagocytose ainsi que la transformation lymphoblastique ont été effectuées.
Aucune différence significative entre les 3 générations pour les deux paramètres
immunologiques ne fut observée. Ainsi, nous pensons qu'un rétablissement des
fonctions immunitaires est possible lorsque 1 'exposition aux BPC s'est effectuée
depuis une longue période de temps (plus de 550 j).


identifier: Bourassa, Annie  (2000). Caractérisation des gènes enhancin et egt du granulovirus de C/wristo11eura fumiferana  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en virologie et immunologie, 117 p.

abstract:
Les objectifs de ce projet portaient sur la vérification de la présence des gènes
enhancin et egt chez le granulovirus de Choristoneura fumiferana (ChfuGV) ainsi que
le clonage, le séquençage et la caractérisation des ces gènes. Des gènes homologues à
l'enhancin de TnGV et à l'egt d'AcMNPV ont été retrouvés chez le ChfuGV. En plus de
posséder des homologies importantes avec le gène enhancin de TnGV, l'enhancin de
ChfuGV possède de fortes similarités avec d'autres gènes semblables chez certains
baculovirus. De plus, ce gène possède un motif HEXXH associé à une fonction
métalloprotéase. Le gène egt de ChfuGV possède des homologies avec les egt de
plusieurs baculovirus dont AcMNPV. Huit régions, où les homologies sont plus
importantes, sont retrouvées en comparant les séquences des egt. De plus, l'egt de
ChfuGV possède une identité plus importante (52%) avec l'egt du baculovirus LaolGV.
Les gènes egt incluant celui du ChfuGV possèdent des similarités avec les gènes codant
pour les UDP-glucuronosyltransférases, famille d'enzymes ayant une fonction similaire
auxEGT. Les connaissances obtenues lors de ce projet ont permis d'identifier et d'étudier
deux gènes du ChfuGV améliorant ainsi nos connaissances au niveau de la biologie
moléculaire de ce virus, un domaine où peu d'études ont été effectuées jusqu'à
maintenant. De plus, les données obtenues pourront éventuellement servir à
l'amélioration du ChfuGV comme agent de lutte biologique contre la tordeuse des
bourgeons de l'épinette.


identifier: Da Silva, Marie-Noël  (2000). Suivi de la souche desulfitobacterium Frappieri par hybridation in situ et cytométrie en flux  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 152 p.

abstract:
 Plusieurs souches bactériennes impliquées dans la dégradation de contaminants ont
été isolées par le groupe de microbiologie de l'environnement de l'INRS-Institut
Armand-Frappier et sont présentement à l'étude afm de les incorporer dans des
biotraitements d'effluents ou de sols contaminés. Parmi celles-ci, la souche
Desu/fitobacterium frappieri PCP-1, souche bactérienne de type Gram positive
anaérobe, participe à la déshalogénation du pentachlorophénol. Également, les
souches Sphingomonas sp. 107 et Mycobacterium sp. Jol, ayant la capacité de
transformer les hydrocarbures aromatiques polycycliques en présence d'oxygène,
et la souche 6, participant à la dégradation du phénol en anaérobie, ont été utilisées
dans les expériences préliminaires du travail de recherche. Le suivi des microorganismes
impliqués dans la biodégradation des contaminants représente un
paramètre important à considérer lors de l'application des bioprocédés. En effet,
les micro-organismes sont les principaux ouvriers impliqués dans les
biotraitements de dépollution. Il est donc important de s'assurer de la présence, du
maintien et de l'activité des micro-organismes impliqués dans la dégradation et
ainsi d'être certain que l'élimination des contaminants est reliée à l'activité
biologique.

 Dans ce projet de recherche, la teclmique d'hybridation in situ sera utilisée afin de
détecter et d'estimer les concentrations de diverses souches bactériennes
employées dans divers biotraitements. L'utilisation de sondes moléculaires
d'acides nucléiques permet de détecter de façon sensible des micro-organismes
spécifiques sans avoir à les cultiver. La technique d'hybridation in situ consiste en
la pénétration d'oligonucléotides spécifiques au gène d'ARN 168 ribosomalliés à
un fluorochrome à l'intérieur de cellules fiXées. La détection des cellules marquées
par ces sondes peut s'effectuer par microscopie ou par cytofluorométrie en flux.
Au cours de ce projet de maîtrise, cette technique a été appliquée en combinaison
avec la cytofluorométrie en flux qui permet des analyses automatisées,
quantitatives et rapides. L'application de la technique a été réalisée avec des
cultures pmes de quelques souches bactériennes et plus particulièrement avec la souche D. frappieri PCP-1. Une ftxation à la parafonnaldéhyde suivie d'une
pennéabilisation à l'hexadécyltrimethyl bromure d'ammonium ont permis
d'obtenir les meilleurs résultats avec la souche PCP-1 en effectuant une
hybridation avec une combinaison de deux sondes spécifiques (PCPI-3 et PCP1-
4 ). La technique d'hybridation in situ a été utilisée avec succès afm de suivre la
souche PCP-1, en présence de trichlorophénol, en culture pure. Aussi, il a été
possible de distinguer la souche PCP-1 de la microflore indigène et de suivre
1 'évolution et la concentration de la souche en présence d'un consortium
méthanogène et en microcosmes, toujours en présence de trichlorophénol.
Également, un milieu de culture solide permettant la culture de la souche pom la
première fois en moins de 48 heures, a été développé. Les comptes bactériens
obtenus par cytométrie se sont révélés inférieurs d'un facteur d'environ 10 par
rapport aux comptes par unités formatrices de colonies. Bien que ces expériences
aient permis l'estimation de la concentration de la souche PCP-1 en présence d'une
microflore indigène, des efforts supplémentaires devront être fournis afm de
faciliter la récupération des cellules à l'intérieur d'un microcosme et également de
contourner les faibles signaux obtenus lorsque la population visée se retrouve en
période de latence ou de faible croissance.


identifier: Fortin, Véronic  (2000). Production in vitro de TNE par des cellules mononuclées du sang de porc en présence de parvovirus poricing  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en virologie et immunologie, 119 p.

abstract:
Le parvovirus porcin (PPV) cause d'importants problèmes chez les truies
en gestation, tels que: l'avortement spontané, la momification, la mort
embryonnaire et la stérilité. Les différentes souches de PPV n'ont pas toutes la
même virulence. Par exemple, il a été démontré que la souche non-virulente
NADL-2 ne produit ces effets que chez les foetus non-immunocompétents, lors
d'une infection expérimentale dans l'utérus. Par contre, la souche virulente
Kresse est pathologique lors d'infection par voie orale et utérine, même chez les
foetus immunocompétents. Les études structure-fonction effectuées dans le
laboratoire du Dr Peter Tijssen ont permis de mettre en évidence une légère
différence structurale (cinq acides aminés) entre les souches NADL-2 et Kresse.
Il n'existe présentement aucune étude comparative de ces souches, en ce qui
concerne leur action sur le système immunitaire. Des suspensions de PBMC de
porcs ont été cultivées en présence de matériel viral vivant ou tué et la réponse
en cytokine pro-inflammatoire a été évaluée: activation du gène codant pour le
TNF (ARNm) et sécrétion de TNF dans le surnageant de culture en présence
d'un stimulateur de ces cellules (LPS) ou en son absence. Du matériel viral tué ou vivant est capable d'activer le gène codant du
TNF, même en absence LPS. Par contre, en l'absence de LPS, aucune
sécrétion de TNF n'a pu être observée. En présence de LPS, les quantités de
TNF sécrété ont varié assez considérablement d'un porc à l'autre. Ces
expériences montrent que le TNF peut être modulé par le PPV, au moins chez
certains individus, mais aucune différence entre les souches NADL-2 et Kresse
n'a pu être établie.


identifier: Lam, Thuy Diem Trinh  (1999). Purification et caractérisation de la protéine codée par le gène bxl A de Streptomyces lividans  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 153 p.

abstract:
Les streptomycètes sont des microorganismes retrouvés dans la nature et sont
capables de dégrader la biomasse végétale afin d'en tirer leur source de carbone. Une des
enzymes importantes pour la dégradation du xylane est la 13-xylosidase. En effet, cette
enzyme catalyse la dernière réaction de l'hydrolyse des xylo-oligosaccharides en xylose.
Pronovost (1991) avait isolé le gène bxlA codant pour une ~-xylosidase à partir du
plasmide piAF2. Par la suite, d'autres études ont été entreprises sur ce plasmide mais les
résultats n'étaient pas reproductibles quant à l'activité de la 13-xylosidase. Ceci était
probablement dû à l'absence d'un promoteur naturel de streptomycètes en amont du gène
bx/A. Larocque (1997) avait réalisé l'analyse génétique du plasmide et avait séquencé le
gène bx/A. Il avait ensuite effectué un alignement de séquences en acides aminés de la
protéine BxlA. Celle-ci appartient à la famille 3 des glycosyl hydrolases et montre de
1•homologie avec des 13-xylosidases et des 13-glucosidases retrouvées chez d'autres
microorganismes. Afin de déterminer si le gène bx/A codait pour une 13-xylosidase, une
13-glucosidase ou pour une enzyme ayant les deux activités, il a fallu la purifier. Par
conséquent, le but du projet était d·obtenir la protéine BxlA pure afin de la caractériser. Plusieurs tentatives pour amplifier le gène bx/A de 2.6 kpb ont échoué. Par contre.
il a été possible d'amplifier deux fragments du gène bx/A correspondant aux régions
aminée et carboxylique de la protéine BxlA. Le gène a été ensuite reconstruit et cloné de
façon homologue dans le vecteur d'expression à copie multiple, piJ702 afin de le surexprimer
pour faciliter la purification de la protéine. Des techniques de chromatographie
par FPLC et par filtration moléculaire ont permis d'obtenir une enzyme à un degré de
pureté satisfaisant malgré son instabilité. Des gels de polyacrylamide en conditions
dénaturantes ont été utilisés pour visualiser les échantillons de l'enzyme pure et ces
derniers ont révélé une protéine de 90 kDa. Ces résultats confirment la masse
moléculaire prédite par la séquence nucléotidique de BxlA. L'enzyme a été d'abord
caractérisée au niveau de son pH et de sa température optimale. Ensuite. r affinité de BxiA pour différents substrats tels que le para-nitrophényi-P-D-xylopyranoside (pPNX)
et le para-nitrophényl-P-D-glucopyranoside (pNPG) ainsi que pour les oligosaccharides
dont le xylobiose (X2), le xylotriose (X3), le xylotétraose (X4), le xylopentaose (X5), le
cellobiose (G2), le cellotriose (03), le cellotétraose (G4) et le cellopentaose (05) a été
analysée. Des essais enzymatiques effectués avec le pNPX et le pNPO ont démontré que
BxlA ne comportait qu'une activité P-xylosidasique. De plus, les expériences effectuées
sur les substrats naturels sont en accord avec les résultats obtenus avec le pNPX et le
pNPG : l'enzyme n'hydrolyse que les X2, X3, X4 et X5. Toutefois, BxiA agit plus
efficacement sur les polysaccharides à faible degré de polymérisation tels que le X2 et le
X3.


identifier: Lanthier, Martin  (1999). Étude de la biodégradation anaréobie du pentachlorophénol dans le sol par desulfitobacterium frapierie souche PCP-l  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 169 p.

abstract:
La biodégradation anaérobie du pentachlorophénol (PCP) a été étudiée dans des
bioréacteurs rotatifs composés de 200 g de sol et de 250 ml de milieu liquide. Les
bioréacteurs ont été inoculés avec Desulfitobacterium .frappieri souche PCP-1 (1 04 à 107
bactéries PCP-1/ml), une bactérie possédant la capacité de déshalogéner le PCP en 3-
monochlorophénol (3-MCP). Un suivi par PCR de cette souche dans des bioréacteurs
contaminés par différentes doses de PCP a permis de déterminer que cette souche peut
survivre pendant au moins 21 jours dans des bioréacteurs contaminés jusqu'à 500 mg de
PCP/kg de sol hwnide, soit une dose relativement élevée. Toutefois, il n'a pas été
possible d'évaluer l'effet à long terme de ces doses de PCP sur la population de bactéries
PCP-1, puisque aucun échantillon n'a été prélevé après 21 jours. La biodégradation du PCP a été possible en moins de 9 jours dans des bioréacteurs
contenant du sol MS1 ou du sol TS (des sols sablonneux ou de surface, respectivement et
non contaminés au départ) contaminés jusqu'à 189 mg de PCP/kg de sol sec. Le temps
d'agitation et la taille de l'inoculum n'ont pas affecté l'efficacité de dégradation. La flore
indigène de ces deux sols a également été capable de dégrader le PCP avec des
rendements très comparables à ceux obtenus chez les bioréacteurs inoculés avec la souche
PCP-1. La détection par PCR de D. frappieri sp. dans les bioréacteurs non inoculés
suggère que des bactéries appartenant à cette espèce sont présentes parmi la flore indigène
de ces sols, mais ne sont pas nécessairement responsables de la dégradation du PCP.
L'étape limitante de la dégradation du PCP est la déshalogénation du 3-MCP, ce dernier
étant généralement peu ou pas dégradé dans les conditions utilisées. Aucune dégradation du PCP n'a été observée dans les bioréacteurs contenant du
sol RIM (un sol sablonneux provenant d'un site industriel et déjà contaminé par une
faible dose de PCP) ou un mélange de sol ITB (un sol sablonneux contaminé par le
créosote) et MS2 (un sol sablonneux non contaminé). Dans les deux cas, la disparition
rapide du signal PCR pour la souche PCP-1 a été obtenu, suggérant que le milieu pourrait être toxique. Dans le cas des bioréacteurs contenant du sol RIM qui est un sol ayant un
contenu faible en matières organiques, une concentration de plus de 100 mg/1 de PCP a
été retrouvée dans la phase liquide, suggérant que l'adsorption du PCP à la matière
organique du sol est importante pour diminuer la toxicité du milieu. Pour sa part, le sol
ITB est fortement contaminé par le créosote et contient de fortes concentrations en
hydrocarbures aromatiques polycycliques (750 mg/kg) qui pourraient être responsables de
la toxicité et de la disparition du signal PCR de la souche PCP-1. L'enrichissement de la flore anaérobie de divers échantillons de sols a permis de
détecter par PCR le genre Desuljitobacterium dans 16 sols sur 34 et l'espèce D. frappieri
dans 17 sols sur 34. Tous les sols où ces bactéries ont été détectées proviennent de la
région de la vallée du St-Laurent (sauf une exception provenant des Laurentides),
suggérant que ces bactéries sont fréquemment retrouvées dans cette région. Aucune
corrélation n'a été remarquée entre la présence de ces bactéries et la présence de certains
polluants dans les sols testés. Des analyses de polymorphisme conformationel de l'ADN
simple brin ont permis de confirmer la présence de plusieurs souches ou espèces du genre
Desulfitobacterium parmi la flore indigène des échantillons de sol testés avec cette
technique.


identifier: Leduc, Martin  (1999). Analyse moléculaire du complexe xylanolytique de steptomyces lividans par dislocation génétique  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 156 p.

abstract:
 Streptomyces lividans est une bactérie du sol capable de dégrader la matière
lignocellulosique, dont le xylane. Étant donné la complexité du substrat, cette bactérie
produit une panoplie de protéines permettant l'hydrolyse complète du xylane. Des
expériences de dislocation génétique de certains gènes du complexe xylanolytique de S.
lividans ont été réalisées dans le but d'approfondir le rôle des protéines correspondantes.
Des plasmides intégratifs ont été construits afin de disloquer ces gènes. Peu de
transformants ont été obtenus, mais des souches ayant intégré le plasmide dans les gènes
abjB, bxlR et msiK ont été générées. La souche disloquée en abjB ne produisait plus
d'AbtB, les souches disloquées en msiK avaient une activité xylanasique réduite et le
phénotype des souches disloquées en bxlR était similaire à celui de la souche sauvage.
Des tentatives de délétion chromosomique ou de remplacement des gènes bxlA, bxlR et
bxlS suite à une double recombinaison homologue avec d'autres constructions
plasmidiques ont été infructueuses, mais on permis d'obtenir la souche R4-4 qui semble
avoir subie une amplification d'une portion de son chromosome comprenant le gène bxlA.
Cette souche avait une activité B-xylosidasique spécifique plus de cinq fois supérieure à
celle de la souche sauvage.


identifier: De Léséleuc, Louis  (2001). Étude comparative de la modulation de l'immunité par des bactéries lactiques  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en virologie et immunologie, 120 p.

abstract:
Les bactéries lactiques sont des micro-organismes utilisés dans l'industrie
alimentaire pour la fabrication de différents produits fermentés, comme le yogourt ou le
fromage. Certaines des ces bactéries sont présentes à 1 'état naturel dans le tractus gastrointestinal
et entrent en relation symbiotique avec leur hôte. Plusieurs auteurs ont attribué à
ces bactéries des rôles importants dans l'homéostasie de l'hôte. Un des rôles remplis par
ces bactéries serait la stimulation du système immunitaire. Un des préceptes établis est que
cette action modulatrice est hétérogène. La nature et l'intensité de la réponse immunitaire
varient selon l'espèce ou la souche de la bactérie impliquée.Nous avons utilisé un modèle murin in vitro afin d'effectuer une étude comparative
de 9 souches de bactéries lactiques en se basant sur leur capacité d'induire l'expression de
cytokines. Des cellules spléniques de souris C57BU6 furent cultivées en présence de 3
concentrations de bactéries lactiques inactivées. La production de TNF et d'IL-12 après
6h, et d'IFN-y et d'IL-4 après 24h, fut mesurée par dosage de l'ARN messager (par RTPCR)
et par bioessai ou par ELISA. De plus, un modèle in vivo utilisant des souris
immunosupprimées fut mis sur pied afin d'étudier un hypothétique pouvoir "d'immunorestauration"
des bactéries lactiques. Des souris irradiées furent gavées pendant 12 jours
avec un mélange de 3 souches de bactéries viables. Par la suite, la capacité de leurs
cellules spléniques à répondre à un stimulus (concanavaline A) fut mesurée par dosage de
l'IFN-y. In vitro, des différences importantes ont été observées selon la bactérie utilisée et
la dose administrée. Les bactéries L. rhamnosus ATCC 53103, L. johnsonii C4, L.
delbruckeii susp. lactis R 187, L. acidophilus R052 et S. thermophilus R083 ont démontré
une activité stimulatrice pour le TNP-a., l'lFN-'Y et l'IL-12 à toutes les concentrations de
bactéries (105
, 106
, 107 UCF/mL). L'expression du gène codant pour l'IL-4 était
négligeable dans tous les cas, suggérant une polarisation de la réponse adaptative vers un
profil Thl. À haute concentration (107 UFC/mL), la plupart des autres bactéries ont pu
stimuler la sécrétion d'IFN-y. À basse/moyenne concentrations (105-106 UFC/mL), la production d'IFN-y était proportionnelle à la concentration de bactéries et dépendante de la
sécrétion d'IL-12 telle que mesurée par ELISA après 24h. In vivo, des souris irradiées et gavées avec le mélange de bactéries lactiques n'ont
pas manifesté une capacité accrue à produire de l'IFN-y. Le niveau moyen de production
d'IFN-y provenant de splénocytes de six souris irradiées gavées avec des bactéries était
même inférieur à celui mesuré à partir des splénocytes de six souris irradiées gavées avec
une solution contrôle. Il reste à savoir si cet effet est le résultat d'une inhibition directe ou
une conséquence indirecte de l'irradiation. Notre série d'expériences nous a permis de dépeindre l'action inductrice des
bactéries lactiques sur la sécrétion des cytokines, et de discriminer les souches ou espèces
de bactéries qui auraient le meilleur potentiel d'activation lorsque administrées à un
organisme. Nos expériences ont également illustré l'importance que représente
l'élaboration d'un modèle animal pour l'évaluation des effets des bactéries lactiques sur
l'immunité in vivo.


identifier: Quiniou, Christiane  (1999). Thermostabilisation do domaine catalytique de la xylanase a de streptomyces lividans par mutagenèse dirigée  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 156 p.

abstract:
La xylanase A de Streptomyces lividans, membre de la famille 10 et du
clan GH-A des glycosyles hydrolases présente un grand intérêt dans l'industrie
des pâtes et papier, l' industrie alimentaire et l'agriculture. Cependant les
propriétés physico-chimiques de celle-ci ne correspondent pas aux exigences de
l'industrie en terme de thermostabilité.À partir d'alignements de structures primaires de la XlnA et d'enzymes
thermophile de la famillelO, les objectifs majeurs de ce projet étaient d'utiliser la
mutagenèse dirigée afin d'améliorer la thermostabilité de la XlnA et d'étudier les
facteurs contribuant à la stabilité thermique de ce type d'enzymes. Sur neuf
mutants caractérisés, 149P, MIOSL et V230Y se sont avérés posséder des
propriétés de thermostabilité améliorées. Le mutant 149P a obtenu un temps de
demi-vie en absence de substrat cinq fois supérieur à la XlnAtr sauvage à 60°C.
Ml05L a obtenu un temps de demi-vie à 60°C en présence de substrat deux fois
plus élevé que 1' enzyme sauvage. Ces trois mutants ont aussi obtenu des
augmentations de leur température de dénaturation (Tm) de 3, 2, et 1 oc
respectivement. Une approche incrémentielle a ensuite été amorcée afin de créer un effet
d'additivité sur la thermostabilité. La mutation I49P a été couplée à d'autres
mutations bénéfiques ou à tout le moins non débilitantes pour la thermostabilité.
Les doubles mutants I49P-V230Y et I49P-Ml05L se sont démarqués en
démontrant véritablement un effet d'additivité au niveau du temps de demi-vie
sans substrat (huit et cinq fois supérieurs à l'enzyme sauvage) et de la Tm (4 et 3
oc plus élevée). La position 149 s' est donc révélée importante pour la
thermostabilité et le remplacement par une praline à cet endroit a pu favoriser
énergétiquement le repliement de la protéine. Les deux autres positions MIOS et
V230 ont fait ressortir l'importance que pourraient prendre les interactions
hydrophobes dans la stabilisation de la structure de la protéine.


identifier: St-Pierre, Patrick  (1999). Oxygénation du trichodiène par un système acellulaire de fusarium culmorum  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 123 p.

abstract:
La moisissure Fusarium culmorum est reconnue pour la contamination de récoltes
céréalières et la production de trichothécènes nuisibles à la santé des humains et des
animaux. Une des méthodes possible pour contrôler ou prévenir la production biologique
de ces mycotoxines est d'inhiber la première oxygénation du trichodiène; le premier
intermédiaire spécifique à leur biosynthèse. Pour ce faire, l'objectif majeur de cette étude
était d'isoler le 2a-hydroxytrichodiène comme métabolite naturel chez cette espèce et
d'isoler la monooxygénase catalysant la première oxygénation. La technique d'acétylation avec [l'- 14C]anhydride acétique et l'utilisation du
composé synthétisé a permis d'isoler et de purifier pour la première fois le 2ahydroxytrichodiène
à partir d'un extrait du milieu de production de F. culmorum. De
plus, le 12,13-époxy-9,10-trichoène-2-ol qui est un précurseur connu des trichothécènes a
été isolé et purifié pour la première fois directement à partir de ce milieu. Afin de
déterminer l'activité enzymatique de l'oxygénation du trichodiène, le [lia, 11~-2H2]15-
3H-trichodiène synthétisé par Marie-Claude Rousseau était nécessaire. Un test
enzymatique, dépendant du NADPH et non du NADH, a démontré que l'oxygénation du
trichodiène menant au 2a-hydroxytrichodiène était retrouvée dans les microsomes. De
plus, l'ajout de FMN 10~ 1 FAD lOJ.IM dans les microsomes doublait l'activité, puis
celle-ci était augmentée d'un facteur 2 par la solubilisation des microsomes avec une
concentration finale de 0,17% du détergent Brij 35. Une électrophorèse sur gel de
polyacrylamide avec une coloration au 3,3',5,5'-tétraméthylbenzidine 1 H20 2 a révélé la
présence d'une bande bleue dans les microsomes ce qui correspond à la présence de
noyaux hème. L'utilisation d'une colonne d'affinité 2' ,5' -ADP-Sépharose 4B n'a pas
permis de récupérer l'activité de l'enzyme, ce qui laisse supposer que la réductase s'est
détachée du cytochrome P450. Ainsi, ces résultats suggèrent que l'oxygénation du
trichodiène soit catalysée par une cytochrome P450 monooxygénase contenant un
domaine FAD et FMN.


identifier: Dennie, Danielle  (1999). Spectre d'activité de déshalogénation réductrice de composés organochlorés par Desulfitobacteriumfrappieri souche PCP-1  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 169 p.

abstract:
 Desulfitobacterium fi·appieri souche PCP· 1 est une bactérie anaérobie qui peut
déshalogéner plusieurs chlorophénols en position ortho, meta et para. Le spectre
d'activité de la PCP· 1 par rapport à une grande variété de polluants organochlorés a été
étudié. La souche PCP-1 peut déchlorer le pentachloroaniline, le 2,3,5,6-
tétrachloroaniline, le pentachloronitrobenzène, le pentachloropyridine, le
pentachloroanisole, le tétrachlorovératrole, le tétrachloroguaiacol et le tétrachlorocatécol.
Ces résultats montrent qu'en plus des composés phénolés, l'enzyme peut déshalogéner
des composés portant des groupements amino ou méthoxy ainsi que des hétérocycles
contenant un azote. Toutefois, seul les composés portant un groupement hydroxyle
peuvent induire les enzymes effectuant la déshalogénation. Il a été démontré que le 2,4,5-
trichlorophénoxyacétate, Je 2,3,5-trichlorophenylacétate ainsi que le 3.5·dichloroaniline
ne sont pas déshalogénés. Finalement, des tests avec des biphényles polychlorés (BPC)
hydroxylés ont démontré que la souche a un potentiel restreint de déchloration de ces
composés, pouvant enlever un maximum de deux atomes de chlores seulement aux
congénères de BPC dont le groupement hydroxyle est en position 4.