identifier: Yu, Qian  (2015). New densoviruses, comparison of transcription strategies, recombination and contribution to 3D-structures  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Doctorat en virologie et immunologie, 259 p.

subject: itera-densovirus densovirus papillon criquet crevette limace parvovirus invertebre serpent

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.Les Parvovirus sont de petit virus icosaédriques d’un diamètre d’environ 20-25nm, contenant un génome d’ADN simple brin de 4-6kb et sont classifiés dans la famille Parvoviridae. Les Densoviruses (DNVs) sont des parvovirus infectant les invertébrés, incluant des insectes, les crevettes et les oursins et forme la sous-famille Densovirinae dans la famille des Parvoviridae. La capside des parvoviruses contient 60 protéines structurales dont certaines contiennent une extension N-terminale par rapport aux autres. De plus, la capside de plusieurs parvovirus des vertébrés et DNVs possède une activité enzymatique de phospholipase A2 (PLA2) qui permet l’évasion de la voie endosomale lors de l’entrée du virus dans la cellule, via des bris de la membrane endosomale. Lors des dernières décennies, plusieurs nouveaux parvovirus de vertébrés et invertébrés ont été découverts. Cependant les connaissances concernant leur biologie moléculaire demeurent limitées.
Cette thèse contient trois projets différents. Le premier objectif, qui était le projet majeur de cette thèse a débuté par la découverte de trois nouveaux Iteradensoviruses. Depuis 2010, nous avons reçu des échantillons de larves de papillons du céleri (black swallowtail butterfly, Papilio polyxenes) d’une ferme de Granby ainsi que des pupes de papillons monarques provenant de l’Université Cornell et Granby (Québec). Nous avions aussi en notre possession des échantillons de larves de Sibine fusca. À partir de ces échantillons, nous avons isolé et identifié trois nouveaux virus. La méthode utilisée pour leur identification est nommée DNase&RNase-SISPA. Le clonage et le séquençage des génomes de ces trois virus ont révélé une forte identité avec les membres du genre Iteradensovirus de la sous famille Densovirinae. Ces nouveaux Iteradensovirus ont été nommés Papilio polyxenes iteradensovirus (PpDV), Sibine fusca iteradensovirus (SfDV) et Danaus plexippus plexippus iteradensovirus (DppIDV).
Avec deux autres Iteradensovirus qui ont été clonés précédemment dans notre laboratoire : Casphalia extranea iteradensovirus (CeDV) and Bombyx mori iteradensovirus (BmDV), la stratégie de transcription de ces 5 iteradensovirus est déterminée dans le second projet. Nous avons montré que ces virus sont tous monosens et contiennent deux grands cadres de lectures (ORF). Le premier permet l’expression de deux protéines non structurales (NS1 et NS2) qui sont générées par des transcrits indépendants, initiés à partir de séquences ATG à seulement 10-15 nucléotides de distance. L’expression des protéines NS est contrôlée par des promoteurs chevauchants. Les deux transcrits NS utilisent le même signal de polyadénylation (poly(A)), situé en aval du motif TATA-box des gènes des protéines structurales (VPs). Les protéines VPs sont toutes générées à partir d’un seul transcrit, par un mécanisme de « leaky scanning » (traduction par balayage fuite des codons d'initiation).
Le troisième projet contient différents études sur les densovirus de criquets, incluant un travail de contribution sur la stratégie de transcription d’AdDNV et la découverte de deux nouveaux densoviruses de criquets. AdDNV appartient au genre Amibendensovirus et sa stratégie de transcription des protéines NS est identique aux autres membres de ce genre. Cependant, la stratégie de transcription des protéines VPs est unique. Les protéines structurales sont générées à partir de deux cadres de lecture fendues et emploie une stratégie d’épissage alternatif unique. Cette stratégie est non seulement unique au sein des densovirus mais des parvoviruses de vertébrés aussi. Le premier nouvel densovirus de criquet rapporté de ce projet était Acheta domesticus Mini Ambidensovirus AdMADV. Le nouvel AdMADV possède un petit génome de 4945 nucléotides ainsi que des séquences terminales inversées (ITR) de 199 nucléotides, repliées en forme de Y aux deux extrémités. L’organisation génomique est similaire par rapport aux autres ambidensovirus classiques. Un autre nouvel densovirus de criquet contient une séquence nucléotidique spéciale, où les deux séquences ont codé les protéines de NS et VP séparément. La nouvelle séquence de densovirus AdSDV de Acheta domesticus qui est le premier parvovirus en deux parties, a été rapportée d’émerger de moustiques et par la recombinaison avec AdDNV obtenu d’une activité de la phospholipase A2 qui était capable de infecter les criquets. En plus, une hypothèse de l’origine de ce nouvel virus est aussi présentée ici.
Sauf les chapitres principaux de ces trois projets, on a aussi conclu des travails de collaboration comme les projets secondaires dans l’annexe. Le premier projet inclus dans l’annexe I consistait à la détermination de la structure du densovirus AdDNV et d’un parvovirus isolés à partir de serpents (Serpine adeno-associated virus (sAAV)). Pour AdDNV, la structure de la particule mature a été déterminée par cristallographie à rayons X avec une résolution de 3.5-Å. Nous avons aussi montré que l’augmentation de la température des particules menait à l’éjection des génomes. Une structure du virion vide de résolution de 5.5 Å a été obtenue par microscopie cryo-électronique et est identique à la structure de la capside pleine, excepté pour les trois nucléotides ordonnés présent dans la structure de la capside pleine. sAAV est le seul parvovirus de reptile connu (bien que ces dernières années nous avons obtenu la séquence complète d’une seconde reptile AAV à partir de lézards dragons (Pogona), non publié). Nous avons déterminé sa structure à une résolution de 6.7-Å. En comparant cette structure avec les autres AAVs connus, certaines différences significatives ont été observées. Elles sont dues à un changement de conformation dans les régions variables VR-IV, VR-VIII et VR-IX. La comparaison des structures a montré que l’évolution des parvovirus des vertébrés et invertébrés a été effectuée indépendamment, malgré le fait que certaines caractéristiques structurales soient partagées chez tous les parvovirus. L’annexe II a contenu la séquence nucléotidique de trois nouveaux virus à ADN simple brin. Ces virus incluent Helicoverpa armigera Densovirus (HaDNV); Pseudoplusia includens Densovirus (PiDNV); et un nouveau virus à génome circulaire (Circo-Like) isolée à partir de crevettes Penaeus monodon (PmCV-1). .PmCV-1, isolées à partir de crevettes infectées par le virus PstDNV est le premier virus avec un génome
d’ADN simple brin circulaire identifié chez les
crevettes

The symbols and special characters used in the original abstract could not be transcribed due to technical problems. Please use the PDF version to read the abstract.Parvoviruses are small, isometric viruses, with a diameter of 20–25 nm, containing a linear, single-stranded DNA genome of 4–6 kb, and have been classified in the family Parvoviridae. Densoviruses (DNVs) are parvoviruses of invertebrates, infecting at least insects, shrimp, and urchins, and form a separate subfamily (Densovirinae) within the Parvoviridae family. The nonenveloped icosahedral capsids consist of 60 structural proteins some of which have N-terminal extensions. Moreover, capsids of many vertebrate parvoviruses and DNVs have a phospholipase A2 (PLA2) activity that allows them to breach the endosomal membrane barrier during cell entry. During the past few decades, many new vertebrate parvoviruses and invertebrate densoviruses have been discovered. However, research on their molecular biology characteristics is still limited.
This thesis contains three different projects. The first objective, which is also the major project of this thesis, started with the discovery of three new iteradensoviruses. Since 2010, we got some infected Papilio polyxenes (black swallowtail butterfly) larvae and some infected monarch butterfly pupae from a lab of Cornell University and a farm in Granby (Quebec), respectively. Together with an older, stored Sibine fusca larvae sample, we identified three new viruses. The method we used for identification was named DNase&RNase-SISPA. Cloning and sequencing of the genomes of those three viruses revealed high identities with members of Iteradensovirus genus of Densovirinae subfamily. These new iteradensoviruses have later been named as Papilio polyxenes iteradensovirus (PpDV), Sibine fusca iteradensovirus (SfDV) and Danaus plexippus plexippus iteradensovirus (DppIDV).
Together with the other two iteradensovirus Casphalia extranea iteradensovirus (CeDV) and Bombyx mori iteradensovirus (BmDV) which have been cloned and reported from our lab, in the second project we determined the transcription strategies of these five iteradensoviruses. We showed that all these monosense iteradensoviruses genomes contain two large reading frames (ORFs) coding for two non-structural (NS) proteins. NS1 and NS2 that are generated from individual transcripts, which initiated from either side of NS1 ATG with only 10-15 nt distance between each other. The expression of the two NS proteins is controlled by two overlapping promoters. The two NS transcripts shared the same poly(A) motif downstream of the TATA-box of VP. All the structural proteins were generated from a single VP transcript by leaky scanning.
The third project contained different studies on cricket densoviruses, which included a contribution work on the transcription strategy of AdDNV and the discovery of two novel cricket densoviruses. AdDNV belongs to the Ambidensovirus genus and its expression strategy of NS proteins is identical with the classical ambidensoviruses. However, the structural proteins (VPs) were generated from two split ORFs and employed a unique alternative splicing mechanism for expression. So far, this expression strategy is not only unique among the other densoviruses, but also among the vertebrate parvoviruses. The first novel cricket densovirus reported in this project was Acheta domesticus Mini Ambidensovirus AdMADV. The novel AdMADV has a small ambisense genome of 4945 nts and the related 199 nt inverted terminal repeats (ITRs) fold into Y-shaped hairpin structure at both telomers. However, its genome organization is identical to classical ambidensoviruses. Another novel cricket densovirus consisted of a special segmented genome, the segments of which coded separately for the NS and VP proteins.. This new Acheta domesticus segmented densovirus, AdSDV, as the first bipartite parvovirus has been reported, arose from mosquitoes and through recombination with AdDNV to obtained phospholipase A2 activity that enabled it to infect crickets. Here, we also provided a hypothesis on the origin of this new virus.
Besides the main chapters for the three projects, the thesis also includes some published side projects in the appendix. The first project included in the appendix I aimed to determine the capsid structure for AdDNV and an adeno-associated virus isolated from snakes (serpine adeno-associated virus, sAAV). For AdDNV, the 3.5-Å resolution X-ray crystal structure of the mature virus particle has been determined. It was shown that raising the temperature of the AdDNV particles caused a loss of the ssDNA genome. A 5.5-Å resolution structure of the empty virion was obtained by cryoelectron microscopy and was found to be the same as that for the full, mature virus except for the absence of the three ordered nucleotides. So far, serpine AAV (sAAV) is the only known parvovirus to infect reptiles (although recently, we got the complete sequence of a second reptile AAV from bearded dragon lizards (Pogona), unpublished). In this study, we determined the capsid structure at 6.7-Å resolution. Compared to reported structures of different serotypes of AAVs, significant differences were caused by the conformational changes within the variable regions VR-IV, VR-VIII, and VR-IX. Structural comparisons show that vertebrate and invertebrate parvoviruses have evolved independently, although there are common structural features among all parvovirus capsid proteins. Appendix II contains publications concerning the genome sequences of three novel single-stranded DNA (ssDNA) viruses. These viruses include the Helicoverpa armigera Densovirus HaDNV, Pseudoplusia includens Densovirus PiDNV, and a novel Circo-Like virus isolated from Penaeus monodon shrimp (PmCV-1). PmCV-1 was isolated from PstDNV-infected shrimps, Penaeus monodon, and was the first circular ssDNA virus that has been identified in shrimp.


identifier: Nguyen-Thi, Nhung  (2014). Investigating the structure-function-flexibility relationship of chitin- and xylan-degrading enzymes  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Doctorat en biologie, 176 p.

type:
Thèse
Non évalué par les pairs

subject: chitine xylanase polysaccharide glucoside hydrolase chitinase streptomyces

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. La dégradation enzymatique de la biomasse est un procédé biotechnologique de pointe visant la production de petites molécules hautement pertinente en synthèse organique. Ce processus a été largement étudié en raison de ses avantages en chimie verte, en plus de son application potentielle dans de nombreux domaines de la vie. Malgré l‘accumulation des connaissances au niveau des principes qui régissent la dégradation enzymatique de la biomasse, les objectifs fondamentaux et industriels de cette technologie demeurent encore sommaires. La découverte d‘enzymes efficaces et adaptées aux domaines biotechnologiques demeure un défi majeur en raison des problèmes de pureté des produits synthétisés, des faibles rendements de production enzymatique et du coût élevé des processus industriels provenant de la complexité de la biomasse de départ. Conséquemment, nous visons principalement à découvrir et à caractériser des glycoside hydrolases hautement actives et adaptées à de nombreuses applications industrielles.
Une β-N-acétylhexosaminidase (ScHEX) et une chitinase (ChiC) de Streptomyces coelicolor A3(2) possédant des activités élevées envers les chitooligomères et les chitines cristallines ont été exprimées et caractérisées avec succès. En collaboration avec un groupe de l'Université York (York, Royaume-Uni), les structures cristallines de ScHEX native et du mutant ScHEX-E314Q ont été résolues afin de comprendre le mécanisme catalytique d'hydrolyse des chitooligosaccharides. En utilisant un mélange de divers surnageants composés de ScHEX et ChiC dans un essai en présence de chitine cristalline comme substrat, le produit final GlcNAc a été obtenu avec une pureté de 95% après 8 heures d'incubation, promettant un moyen efficace pour la production industrielle de GlcNAc pur.
La flexibilité atomique chez les enzymes se révèle d'une importance cruciale dans la conversion enzymatique de polysaccharides. Il a été démontré que les mouvements moléculaires de protéines à différentes échelles de temps peuvent être impliqués dans la régulation de l'activité enzymatique, en jouant notamment un rôle essentiel dans le contrôle de la relation entre la structure et la fonction chez plusieurs systèmes enzymatiques. Pour étudier la dynamique interne et dans le but de déterminer si cette dynamique doit être considérée dans le génie enzymatique des glycoside hydrolases, des expériences de RMN ont été réalisées avec XlnB2 et XlnB2-E87A de Streptomyces lividans 66 en l'absence et en présence de ligands (xylobiose et xylopentaose). Les résultats de cristallographie révèlent que XlnB2 possède une structure conservée appelée "β-jelly-roll", ressemblant à l'architecture de la main droite. Nos données RMN montrent que, sous forme libre, les mouvements à l'échelle de temps de la catalyse enzymatique sont principalement regroupés sur la face de la cavité catalytique. Lors de la liaison aux ligands, l‘échange conformationnel émerge sur les deux faces de la cavité catalytique et dans le motif de la boucle "thumb loop", ce qui suggère un mouvement global de fermeture. D'autres résultats indiquent que l'implication des résidus de la boucle et de la cavité catalytique demeurent similaires suite à la liaison avec de courtes et longues chaînes de glucides. Ces résultats fournissent une preuve expérimentale directe validant le mécanisme d‘ouverture et de fermeture précédemment prédit par des structures cristallines et des simulations de dynamique moléculaire effectuées sur des xylanases homologues. En bref, cette étude permet de mieux comprendre la dynamique à l'échelle atomique de XlnB2, démontrant une relation directe entre la fonction et la dynamique de l'enzyme.
Les résultats recueillis dans cette thèse permettent de mieux comprendre comment les glycoside hydrolases dégradent la biomasse. D'autres études seront nécessaires pour maximiser leur activité enzymatique et leur efficacité catalytique, ainsi que pour obtenir des informations supplémentaires visant l‘amélioration par ingénierie enzymatique de biocatalyseurs efficaces dans de multiples applications industrielles.

The symbols and special characters used in the original abstract could not be transcribed due to technical problems. Please use the PDF version to read the abstract. The enzymatic degradation of biomass is an advanced biotechnological method for the production of small molecules of organic synthesis relevance. This process has been extensively studied because of its benefits in green chemistry and its potential application in many fields of life. Although much knowledge about the principles that govern the enzymatic breakdown of biomass has been gathered, fundamental and industrial goals remain unachieved. Finding efficient enzymes adapted to applied biotechnology disciplines remains a challenge due to product purity issues, yields of enzymatic production, and high costs of degrading processes due to biomass recalcitrance. As a result, we are interested in finding and characterizing highly active glycoside hydrolases aimed at numerous industrial applications.
A β-N-acetylhexosaminidase (ScHEX) and a chitinase (ChiC) from Streptomyces coelicolor A3(2) with high activity toward chitooligomers and crystalline chitins were successfully expressed and characterized. In collaboration with a group at the University of York (York, UK), crystal structures of the native ScHEX and of the mutant ScHEX-E314Q have been resolved in order to understand the catalytic mechanism of chitooligosaccharide hydrolysis. Using a mixture of supernatants from ScHEX and ChiC in an assay with crystalline chitin as substrate, GlcNAc was produced as a final product with yield of 90% after 8h of incubation, promising efficient applicability for the industrial production of pure GlcNAc.
Enzyme flexibility was found to play an important role in enzymatic conversion of polysaccharides. It has been shown that internal protein motions on various timescales can be involved in regulating enzyme activity, playing a critical role in controlling the relationship between structure and function in several enzyme systems. To study internal dynamics and to investigate whether they should be considered in glycoside hydrolase engineering, NMR experiments were carried out with XlnB2 and XlnB2-E87A from Streptomyces lividans 66 in the absence and presence of ligands (xylobiose and xylopentaose). Crystallographic results reveal that XlnB2 conserves a β-jelly-roll scaffold, with a right-hand architecture. Our NMR data show that in the free XlnB2 form, catalytic time-scale motions primarily cluster on one face of the catalytic cleft. Upon ligand binding, conformational exchange emerges on both faces of the catalytic cleft and in the thumb-loop motif, suggesting a global clamping movement. Other results indicate very similar involvement of residues located on the thumb loop and active-site cleft upon binding with short- and long-chain carbohydrates. These results provide direct experimental evidence to validate the previously postulated open-closed mechanism predicted by crystal structures and molecular dynamics simulations performed on xylanase homologues. In short, this study provides further insight into the atomic-scale dynamics of XlnB2, indicating a relationship between function and the dynamics of the enzyme.
The results collected in this thesis provide a better understanding of the glycoside hydrolase enzymes in biomass degradation. Further studies are required to optimize their enzymatic activity and catalytic efficiency, as well as to gain additional information for the proper engineering of improved biocatalysts used in several industrial applications.


identifier: Imbeault, Régis  (2015). Électrooxydation de l'ammoniaque et de l'hydrazine en milieu alcalin: Étude de catalyseurs appliqués à l'optimisation de la production d'énergie.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'énergie et des matériaux, 248 p.

subject:
électrochimie
pile à combustible
énergie
hydrazine
électrooxydation
ammoniaque
carburant

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.
Ce projet de doctorat a été consacré à l’étude de l’électrooxydation de l’ammoniaque et de
l’hydrazine en milieu alcalin. L.étude de ces composés a été effectuée pour servir de carburants
potentiels pour l’alimentation de piles à combustible. L’ammoniaque et l’hydrazine sont des
composés d’intérêt pour cette application en raison de leur densité énergétique élevée, de leur
synthèse qui s’effectue à partir de l’hydrogène et de l’azote (N2 atmosphérique), de leur facilité de
transport et de stockage, et de leur décomposition électrochimique qui génère uniquement de
l’azote et de l’eau. D’autres applications importantes telles que la conception de nouveaux
capteurs électrochimiques et la mise au point de méthodes électrochimiques de traitement des
eaux contaminées vont également bénéficier de ces recherches. L’optimisation de l’efficacité et de
la sélectivité des processus électrocatalytiques est le principal objectif du présent projet de
recherche. Cela passe d’abord par l’acquisition d’une meilleure connaissance des mécanismes
réactionnels. Cette thèse se présente sous deux volets distincts, soit les travaux consacrés à
l’ammoniaque et ceux dédiés à l’hydrazine.
Le premier volet décrit l’étude de l’électrooxydation de l’ammoniaque effectuée à partir
d’électrodes bimétalliques PtxIr100-x et AuxRh100-x fabriquées par ablation laser à faisceaux croisés
(CBPLD). Cette technique de synthèse a été utilisée afin de produire des alliages métastables et
engendrer un effet électronique pour ensuite étudier l’influence de ce dernier sur le processus
catalytique de l’oxydation de l’ammoniaque. Peu de matériaux arrivent à catalyser efficacement la
réaction d’oxydation de l’ammoniaque. Le platine et l’iridium sont les seuls à manifester le
comportement catalytique désiré, mais leurs rendements énergétiques sont extrêmement limités
en raison d’une surtension d’oxydation élevée, d’une faible cinétique de réaction et d’un rapide
empoisonnement de ces catalyseurs. Cette recherche a été entreprise avec l’objectif d’améliorer
l’efficacité de la réaction d’électrooxydation de l’ammoniaque via le design de nouveaux
matériaux catalyseurs. Il est démontré, par une analyse de caractérisation physico-chimique
détaillée, que la CBPLD est une technique efficace pour produire les alliages métastables
PtxIr100-x et AuxRh100-x et pour en contrôler la composition en modifiant la fluence des faisceaux
laser. Des alliages homogènes ont pu être fabriqués sur toute la gamme de composition 0 <
x <
00. Nous confirmons également qu’un effet électronique est engendré par la formation de ces
alliages et qu’il peut être modifié en variant leur ratio métallique. Les alliages PtxIr100-x et
AuxRh100-x ont été déposés sous forme de films minces sur des substrats de graphite et leurs
performances électrocatalytiques ont été évaluées par voltampérométrie cyclique et
chronoampérométrie dans une solution de 0,1 M NaOH + 0,1 M NH3. Ces analyses révèlent que
les alliages PtxIr100-x et AuxRh100-x n’engendrent aucune amélioration significative de la surtension
d’oxydation de l’ammoniaque ou du pic de courant généré par la réaction. Les alliages PtxIr100-x
manifestent toutefois une résistance accrue à l’empoisonnement de leur surface lors de la catalyse
de l’oxydation de l’ammoniaque. Cette résistance accrue peut être attribuée à l’effet électronique
engendré par l’alliage de Ir et Pt, mais elle peut également être le résultat d’un mécanisme
bifonctionnel entre les atomes Pt et Ir à la surface des catalyseurs. Un examen plus approfondi sur
le phénomène d’empoisonnement nous a permis de mettre au point une méthode électrochimique
in situ pour éliminer ces poisons de la surface des catalyseurs.
Le second volet de cette thèse décrit l’étude électrochimique effectuée sur l’électrooxydation de
l’hydrazine à partir de neuf différents catalyseurs métalliques purs : Pt, Pd, Ir, Rh, Ru, Au, Ag, Co
et Ni. L’hydrazine attire aujourd’hui de plus en plus l’intérêt de chercheurs et d’industries
impliqués au développement de piles à combustible. Contrairement à l’ammoniaque, la réaction
d’oxydation de l’hydrazine a une cinétique très rapide et génère de fortes densités de courant en ne
nécessitant que de faibles surtensions. Un autre important avantage de cette réaction réside dans
le fait que de nombreux métaux arrivent à la catalyser efficacement. Il a été rapporté que des
métaux de transition tels que le cobalt et le nickel présentent même de meilleures performances
électrocatalytiques que le platine. Il a toutefois été révélé que plusieurs de ces catalyseurs sont
confrontés à des limitations au niveau de leur sélectivité, ce qui a pour effet de diminuer leurs
performances. Comme les mécanismes réactionnels de l’oxydation de l’hydrazine demeurent
encore largement méconnus, nous avons entrepris une étude électrochimique visant à élucider le
comportement catalytique d’un certain nombre de métaux. Ces derniers ont été soumis à une
étude de voltampérométrie cyclique détaillée dans des solutions de 1 M NaOH et 1 M NaOH +
5 mM N2H4. Chaque métal a été examiné sur l’entière région de potentiel entre les zones de
dégagement d’hydrogène et d’oxygène. Des analyses voltampérométriques avec électrode
tournante ont également été effectuées afin de clairement mettre en évidence les potentiels
auxquels la réaction d’oxydation de l’hydrazine est contrôlée par transport de masse. Une relation
a par la suite été établie entre les performances électrocatalytiques de chaque catalyseur
métallique et leur chimie intrinsèque en surface. Cette recherche apporte des clarifications sur de
nombreux métaux, d’une façon que peu d’autres études auparavant ne l’ont fait. Il est confirmé
qu’à bas potentiel, des métaux tels que Rh, Ru, Co et Ni manifestent une activité catalytique
supérieure au platine, mais la majorité d’entre eux présentent une efficacité générale inférieure en
raison de leur sélectivité. Les meilleures performances sont obtenues avec les métaux nobles du
groupe platine. Toutefois d’autres métaux comme Au, Ag, Co et Ni manifestent des
comportements surprenants.


identifier: Roy, Claudie  (2015). Étude de catalyseurs à base de cuivre dérivés d’oxyde pour la conversion électrochimique du CO et du CO2.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'énergie et des matériaux, 120 p.

subject:
électrocatalyse
réduction du CO
réduction du CO2
cuivre
structure mésoporeuse
catalyseurs Au-Cu
ablation laser pulsée
cuivre dérivé d’oxyde
or dérivé

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.L’électroréduction du CO2 est une technique électrochimique visant la conversion du
CO2 dans le but de diminuer la quantité de CO2 émise dans l’atmosphère tout en favorisant
la formation de produits à haute valeur énergétique tels que les hydrocarbures, les alcools et
l’acide formique. La performance des catalyseurs, c’est-à-dire leur s´électivité, leur activité
et leur stabilité, est l’un des obstacles majeurs qui contribue à ralentir le développement
et le déploiement de cette technique. Dans la littérature, la formation d’oxyde métallique
à été étudiée sur plusieurs métaux et est, dans chacun des cas, bénéfique pour la réduction
du CO2 et du CO puisqu’elle permet la formation de matériaux ayant de meilleures propriétés
 catalytiques et étant plus sélectifs. Cependant, l’impact de la formation puis de la
réduction d’un oxyde sur les propriétés catalytiques de la réaction de réduction du CO2
(RRCO2) et de la réaction de réduction du CO (RRCO) est encore nébuleuse. Dans le
but d’approfondir les connaissances sur l’impact de la formation et la réduction d’oxyde
métallique sur les performances sur la RRCO2 et sur la RRCO deux types de catalyseurs
métalliques ont été étudiés. Dans un premier temps, une feuille de cuivre électropoli, un
échantillon de cuivre mésoporeux et un échantillon de cuivre mésoporeux dérivé d’oxyde
ont  été synthétisés, caractérisés puis testés pour la RRCO. Dans un deuxième temps,
des échantillons AuxCu(100−x) ont été synthétisés par ablation laser pulsée sous différente
pression d’oxygène (0, 2 et 220 mtorr O2) menant ainsi à la formation de catalyseurs
bimétalliques AuxCu(100−x) de différents degrés d’oxydation. Ces catalyseurs ont finalement
été testés pour la RRCO2.

The symbols and special characters used in the original abstract could not be transcribed due
to technical problems. Please use the PDF version to read the abstract.CO2 is a green house gas thought to be responsible for atmospheric warming. This
master thesis relates to the development of new high performance materials to convert
CO2 into value added-product such as formate, acetate, alcools and hydrocarbons using
electrochemical method. The biggest challenge in electrochemical reduction of CO2 is low
performance of the electrocatalysts (i.e., low activity, low selectivity and insufficient stability).
Many recent studies reported in the litterature showed the benefits of using oxidederived
metal as catalysts, because of their better catalytic properties for electroreduction
of CO2. However, the reasons explaining why the oxide-derived metals are better catalysts
are still unclear. The aim of this work is to study the impact of the oxide-derived metal
on the performance for electrochemical reduction of CO2 and CO. The first step of this
work is to study electroreduction of CO on copper catalysts such as electropolished copper,
mesoporous copper and oxide-derived mesoporous copper. The second part of this master
thesis is focused on the development of AuxCu(100−x) bimetallic catalysts synthetized by
pulsed laser deposition under 0, 2 and 220 mtorr O2 and the evaluation of their performance
toward CO2 electroreduction.


identifier: Moradin, Neda  (2013). Leishmania modulates phagosome fonctions by altering certain SNAREs in a GP63-dependent pathway  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en virologie et immunologie, 280 p.

subject: phagocytose

abstract:
Leishmania is the parasite responsible for the leishrnaniases. Like severa! other
intracellular pathogens, they evolved multiple strategies to escape the immune system. In
macrophages, phagosomes mature through sequential fusion and fission events with various
compartments of the endocytic pathway. This process is interrupted by Leishmania
promastigotes when they block aquisition of microbicidal molecules from late endosomes and
lysosomes while amastigotes-harboring vacuoles are hybrid compartments composed of both
endoplasmic reticulum and endocytic pathway components. The N-ethylmaleimide sensitive
factor (NSF) attachrnent receptor proteins (SNAREs) act in intracellular trafficking pathways
such as phagolysosome biogenesis. Inhibition of phagosome remodeling through different
virulenece factors including LPG and GP63 is one of the most important strategies by
Leishmania to survive and replicate in host cells.
In the first project, we showed that Leishmania cleaves V AMP8 protein which is one of
the vesicular SNAREs on phagosome membranes. We also demonstrated that V AMP8 plays a
key role in cross-presentation, which is inhibited by Leishmania through GP63-dependent
cleavage of V AMP8. It had been already shown that gp91phox is one of the crucial subunits in the
NADPH oxidase complex that regulates cross-presentation in dendritic cells. We found that
V AMP8 is necessary for the recruitment of gp91plwx on the phagosome membrane whereby the
NADPH oxidase regulates cross-presentation in dendritic cells.
In the second project, we investigated the effect of Leishmania on other SNAREs. lt is
already known that Sec22b is a regulator for cross-presentation and in this study we showed that
Sec22b (ER-SNARE) is excluded from phagosomes harbouring Leishmania in a GP63-

dependent manner. Since Sec22b is not cleaved by GP63, this exclusion is likely to be due to the
action of GP63 on cognate proteins in the Sec22b complex. We also showed that sorne Sec22b
interacting proteins such as syntaxin 4, -5 and SNAP23 are cleaved by GP63 and play a
bactericidal role in macrophages.
Altogether, we show novel mechanisms used by Leishmania to escape the immune
system through the impairment of cross-presentation by degrading key regulators of vesicular
trafficking. Also, we show that Leishmania cleaves SN AREs that regulate the bactericidal ability
of the macrophage.


identifier: Lacasse, Andrée-Anne  (2013). Maintien de l’homéostasie oxydative du trophoblaste par la mélatonine dans les grossesses compliquée par un diabète gestationnel mellitus : Mélatonine, stress oxydatif et diabète gestationnel mellitus : y a-t-il un lien?  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en sciences expérimentales de la santé, 135 p.

subject: antioxydant placenta hypoxie reoxygenation apoptose

abstract:
Durant la grossesse, les niveaux de pro-oxydant augmentent, par rapport aux femmes
non enceintes, mais cette augmentation est palliée par une augmentation des défenses
antioxydantes. Le stress oxydatif (débalancement entre les pro-oxydants et antioxydants) est
impliqué dans de nombreuses complications de la grossesse, telles que le diabète gestationnel
mellitus (DGM). L'augmentation du stress oxydatif dans les cas de DGM est entre autres due à
la glucotoxicité qui endommage les cellules endothéliales engendrant ainsi un état
d'hypoxie/réoxygénation (H/R) au niveau placentaire. La mélatonine, en plus d'être un excellent
capteur de radicaux libres, active la synthèse et l'activité des enzymes antioxydantes. Le
trophoblaste villeux placentaire humain produit la mélatonine et exprime ses récepteurs. De
nombreuses études proposent que la mélatonine joue un rôle protecteur dans le stade précoce
et avancé de diverses maladies dans laquelle la pathogenèse implique des dommages induits
par les radicaux libres, dont le DGM et la prééclampsie. Dans ce sens, notre laboratoire a
récemment démontré une diminution significative de la production de mélatonine conséquente à
la réduction de l'expression et de l'activité de l'aralkylamine N-acétyltransférase (AANAT),
l'enzyme limitant sa synthèse, ainsi qu'une diminution de l'expression de ses récepteurs MT1 et
MT2 dans les placentas de grossesses compliquées par la prééclampsie par rapport à ceux de
grossesses normotensives. Cependant, le rôle protecteur de la mélatonine dans le trophoblaste
villeux ainsi que dans la pathogenèse du DGM n'a jamais été étudié.
Mes hypothèses de recherche sont : 1) la mélatonine prévient le stress oxydatif du induit
par de I'H/R; 2) les placentas de grossesse compliquée par un DGM sont caractérisés par une
augmentation du stress oxydatif ainsi qu'une altération du système mélatonine comparée aux
placentas de grossesses normales. Les objectifs spécifiques sont : 1) déterminer in vitro la
capacité de la mélatonine à prévenir le stress oxydatif induit par de I'H/R dans les primocultures
de trophoblastes villeux; 2) comparer le niveau de stress oxydatif et l'expression des récepteurs
MT1 et MT2 de la mélatonine ainsi que des enzymes AANAT et HIOMT (hydroxyindole 0-
méthyltransférase) assurant sa synthèse dans les tissus placentaires de DGM par rapport à
ceux de grossesses normales.
Les résultats démontrent la capacité de la mélatonine à prévenir le stress oxydatif
placentaire et à maintenant l'équilibre pro-oxydant-antioxydant dans le trophoblaste villeux
humain soumis à une H/R. L'expression de l'enzyme limitant de la synthèse de la mélatonine,
AANAT, et des récepteurs MT1 et MT2, est significativement réduite dans les placentas de
DGM vs ceux de grossesses normales. Ces travaux montrent également une augmentation
significative de la génération des espèces réactives de l'oxygène (ROS) conjointement à une
diminution significative des défenses antioxydantes dans les placentas compliqués par un DGM
comparativement à ceux de grossesses normales.
En conclusion, la présente étude a permis de démontrer (1) que le système mélatonine
est exprimé dans le placenta à tous les trimestre de la grossesse et est altéré dans les
placentas de grossesses compliquées par un GDM comparés à ceux de grossesses normales;
(2) une augmentation des marqueurs de stress oxydatif et une diminution des enzymes
antioxydantes dans les placentas de GDM comparés à ceux de grossesses normales; et (3) que
la mélatonine exerce une action protectrice contre le stress oxydatif induit pas I'H/R dans le
trophoblaste villeux en primoculture. Ces travaux suggèrent que la mélatonine joue un rôle
important dans le maintien de l'homéostasie oxydative du trophoblaste villeux et qu'une
altération du système mélatonine associé à une augmentation du stress oxydatif est impliquée
dans la physiopathogenèse du DGM. Des études supplémentaires sont nécessaires pour mieux
cerner le rôle thérapeutique et diagnostic potentiel de la mélatonine dans le DGM.


identifier: Nguyen, Thi Tuyet Mai  (2013). Exploration of functional nuclear urotensin II receptors : biochemical and pharmacological characteristics, and specific tissue distribution  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Doctorat en biologie, 161 p.

subject:
urotensine II
proteine g
recepteur

abstract:
L'urotensine Il (UII) a été initialement isolée de l'urophyse de gobie et il a été rapidement
établi que le peptide possède plusieurs caractéristiques structurales similaires à celles de la
somatostatine (SRIF). Ce peptide et son paralogue, l'urotensin II-related peptide (VRP),
provoquent une vasoconstriction chez de nombreuses espèces y compris les poissons, les
amphibiens et les mammifères. L'UII et l'URP sont les ligands endogènes du récepteur à 7
domaines transmembranaires nommé UT. En plus de leurs capacités à causer la contraction et la
dilatation de tissus vasculaires, I'UII peut induire la prolifération de plusieurs types cellulaires ou
encore causer par exemple l'hypertrophie des cardiomyocytes. En fait, le système
urotensinergique est associé à de nombreuses pathologies humaines, et plus particulièrement aux
maladies cardiovasculaires et rénales. Par contre, malgré la présence marquée du système
urotensinergique dans le système nerveux central (SNC), une relation claire entre ce système et
des pathologies du SNC n'a pas encore été établie, même si une injection
intracérébroventriculaire (icv) d'UII provoque des effets centraux.
L'UT appartient à la classe A de la super famille des récepteurs couplés aux protéines G
(RCPGs), une famille de récepteurs ayant comme archétype la rhodopsine. De façon générale, il
est admis que ces récepteurs sont localisés à la membrane plasmique mais récemment, une
localisation nucléaire a été démontrée pour de nombreux RCPGs. Notamment, les récepteurs de
l'angiotensine II (Ang-11) et de l'endothéline 1 (ET-1) qui se retrouvent dans la même famille de
récepteurs qu'UT et qui partagent des fonctions similaires, ont été observés au niveau des
noyaux. Ces récepteurs nucléaires représentent donc de nouvelles cibles pharmacologiques et une
bonne compréhension de leur activité cellulaire est essentielle pour le développement d'outils
pharmacologiques adéquats.
Ce projet d'étude visait donc à démontrer la présence de récepteurs UT fonctionnels au
niveau du noyau de cellules isolées de divers organes. Nos résultats d'immunobuvardage de type
Western ont permis d'établir pour la première fois la présence de ce récepteur aux noyaux de
cellules dans les tissus du coeur et du système nerveux central chez le rat et le singe, et aussi dans
des lignées cellulaires humaines de neuroblastomes et d'astrocytes. Étonnamment, parmi tous les
ix
tissus évalués, incluant le coeur, le cerveau, la moelle épinière, les reins, les glandes surrénales, le
foie, les poumons, le pancréas et les muscles squelettiques qui expriment tous UT au niveau
membranaire, la présence de ce récepteur au noyau n'a été observée que dans le coeur et le
système nerveux central. De plus, cette régiosélectivité d'expression du récepteur UT aux noyaux
des cellules ne semblent pas être une caractéristique propre à une espèce puisque ce phénomène
a été observé chez le rat et le singe. Enfin, ces résultats ont été confirmés par
immunofluorescence par microscopie confocale avec des coupes de coeur et de cerveau de ces
deux espèces animales ainsi qu'avec des lignées cellulaires humaines. Un examen plus détaillé de
l'expression de 1 'UT dans le SNC de rat a révélé que ce récepteur était exprimé dans tous les
tissus centraux étudiés, i.e. le cortex, l'hypothalamus, l'hippocampe, le cervelet, le pons et la
moelle épinière, tant au niveau des protéines totales que nucléaires. Par la suite, des études de
liaison sur des noyaux isolés de coeur et de cerveau de rat ont permis de caractériser
pharmacologiquement ce récepteur nucléaire. Pour ce faire, les deux ligands endogènes de l'UT,
soit l'UII et l'URP, ainsi que l'urantide, un antagoniste de l'UT, et la somatostatine ont été
utilisés. Les résultats ont démontré que les ligands de l'UT, soit l'UII, l'URP et l'urantide, étaient
capables de déplacer l'UII radiomarqué lié aux sites de liaison situés sur des noyaux isolés alors
que la somatostatine n'avait pas cette capacité. L'immunobuvardage 2D a dévoilé trois isoformes
de 1 'UT dans les fractions membranaires et nucléaires de coeur ayant un même poids moléculaire
mais des points isoélectriques différents, alors que dans les extraits provenant du cerveau, il
semble que des modifications post-traductionnelles distinctes pour les récepteurs aux noyaux et à
la membrane génèrent des espèces protéiques de poids moléculaires différents. Des essais
d'initiation de la transcription utilisant de l'UII humaine et de rat, de l'URP et de l'urantide sur
des noyaux isolés de coeur et de cerveau de rat ont démontré que ces récepteurs nucléaires étaient
fonctionnels. Toutefois, les agonistes de l'UT ont modulé différemment la transcription car seule
l'UII a été capable d'initier la synthèse de novo d'ARN. La question s'est ensuite posée à savoir si
les deux peptides pouvaient atteindre leur récepteur nucléaire. Pour ce faire, des dérivés
fluorescents des deux ligands endogènes ont été préparés pour évaluer leur capacité de
pénétration cellulaire. Les résultats obtenus en microscopie confocale et par cytométrie en flux
démontrent que les deux ligands de l'UT peuvent atteindre l'espace intracellulaire, l'UII
pénètrant dans la cellule plus rapidement que l'URP, sans impliquer UT. En outre, le mécanisme
x
d'entrée de l'URP impliquerait principalement les cavéoles alors que l'UII n'utiliserait ce
mécanisme que très partiellement.
Comme mentionné ci-dessus, le système urotensinergique est associé à divers états
pathologiques, mais une relation claire avec des atteintes centrales n'a pas encore été démontrée.
Par ailleurs, dans cette étude, la présence d'UT a été clairement démontrée dans tous les tissus du
SNC, tant dans les extraits totaux que nucléaires. Or, ces tissus sont très sensibles aux conditions
hypoxiques et/ou ischémiques. Ainsi, l'influence de telles conditions sur l'expression de ce
récepteur a été étudiée sur une lignée cellulaire humaine neuroblastomale en présence ou non
d'un traitement avec l'UII ou l'URP. Nos résultats indiquent qu'une exposition au chlorure de
cobalt (pour induire des conditions hypoxiques in vitro) diminue l'expression de l'UT nucléaire
tandis que son expression totale augmente. De plus, un traitement avec l'un ou l'autre des deux
agonistes de l'UT a ramené l'expression de l'UT à un niveau basal. Clairement, la localisation
intracellulaire de ce récepteur est modulée en conditions hypoxiques et l'UII et l'URP pourraient
avoir un effet répresseur sur cette modulation.
Contrairement aux connaissances restreintes associées au SNC, le système
urotensinergique a été largement étudié en relation avec les maladies cardiovasculaires. Au cours
de cette étude, une analyse d'expression génique par micro-réseaux sur des noyaux isolés de
cardiomyocytes de rat traités avec l'UII a permis d'élargir ces connaissances en suggérant que le
récepteur nucléaire UT serait un médiateur de l'expression de certains gènes liés aux maladies
cardiaques, au diabète ainsi qu'à la prolifération cellulaire.
Globalement, notre étude suggère que les récepteurs UT fonctionnels présents au noyau
joueraient un rôle physiologique complémentaire à l'activation des récepteurs UT à la membrane
plasmique. Ces résultats offrent une nouvelle vision plus complexe du fonctionnement du
système urotensinergique et pourraient ouvrir de nouvelles voies pharmacologiques dans le
développement de stratégies pour le traitement de maladies cardiovasculaires.


identifier: Lanoix, Dave  (2013). Effet protecteur de la mélatonine sur l’homéostasie du trophoblaste villeux : implications dans la grossesse normale et compliquée par la prééclampsie.Caractérisation de la mélatonine dans le placenta humain  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Doctorat en biologie, 251 p.

subject: antioxydant placenta hypoxie reoxygenation apoptose stress oxydatif

abstract:
La mélatonine possède une importante action cytoprotectrice dans plusieurs tissus de
l'organisme. En outre, des études suggèrent qu'elle jouerait un rôle protecteur au niveau du
placenta. Mes travaux de maîtrise ont démontré que les récepteurs MT1, MT2 et RORa de la
mélatonine sont exprimés dans le tissu placentaire humain normal à terme, sans toutefois
préciser le type de cellules les exprimant. Les taux sanguins maternels de mélatonine
augmentent significativement tout au long de la grossesse, la source de cette augmentation est
inconnue, et diminuent dans les cas de prééclampsie (hypertension de grossesse associée à
une protéinurie). Cette complication obstétricale affecte 3 à 15% des grossesses et représente
une importante cause de mortalité maternelle et périnatale. Un état d'hypoxie/réoxygénation
(H/R) placentaire, induisant une altération de l'équilibre pro-oxydant-antioxydant, est à la source
de l'augmentation de l'apoptose mitochondriale du syncytiotrophoblaste caractérisant la
pathogénèse de la prééclampsie.
Notre hypothèse de recherche est que la mélatonine joue un rôle protecteur dans le
maintien de la survie du trophoblaste villeux, essentiel au bon déroulement de la grossesse, et
qu'une altération de la signalisation ou de la production placentaire de mélatonine est présente
chez la grossesse compliquée par la prééclampsie et peut ainsi participer à sa pathogénèse.
Pour vérifier cette hypothèse, nous avons répondu aux trois buts suivants: (1) Est-ce que le
placenta humain produit, de novo, de la mélatonine et est-ce que les différents types de cellules
trophoblastiques expriment ses récepteurs? (2) Est-ce que la mélatonine peut prévenir
l'apoptose mitochondriale du syncytiotrophoblaste induite par de I'H/R in vitro? et (3) Est-ce que
l'expression et/ou l'activité des enzymes responsables de la synthèse placentaire de la
mélatonine ainsi que l'expression de ses récepteurs sont altérées dans les placentas de
grossesses compliquées par la prééclampsie par rapport à la grossesse normotensive?
Les résultats de cette étude ont démontré que dans le placenta humain à terme, le
trophoblaste villeux produit de grandes quantités de mélatonine et exprime ses récepteurs. Ils
montrent également que par une action autocrine/paracrine, la mélatonine prévient
l'augmentation de l'apoptose mitochondriale et maintient l'équilibre pro-oxydant-antioxydant
chez le syncytiotrophoblaste soumis à une H/R. Enfin, ces travaux démontrent une diminution
significative de la production de mélatonine et de l'expression de ses récepteurs dans les
placentas de grossesses compliquées par la prééclampsie en comparaison à la grossesse
normotensive. La mélatonine possède donc une action bénéfique pour promouvoir la survie du
syncytiotrophoblaste, qui est diminuée dans la prééclampsie.
En conclusion, cette étude montre un premier rôle autocrine/paracrine de la mélatonine
dans le maintien de l'homéostasie du syncytiotrophoblaste dans la grossesse normale et
propose que la mélatonine puisse prévenir l'augmentation de l'apoptose du syncytiotrophoblaste
impliqué dans la pathogénèse de la prééclampsie. Dans l'ensemble, ces travaux ont permis de
mieux cerner le rôle de la mélatonine dans le placenta humain en situation normale et dans la
grossesse compliquée par la prééclampsie, et d'ouvrir la voie à un nouveau biomarqueur
potentiel de la prééclampsie et d'établir la mélatonine comme une nouvelle piste pour prévenir
ou traiter la prééclampsie.


identifier: Langlois, Marie-Pierre  (2013). Rôle du complément, de concert avec les anticorps naturels, dans les étapes précoces d'infections virales  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en virologie et immunologie, 136 p.

subject:
immunologie
immunite
virus
hepatite c
vhc
choriomeningite
lymphocytaire
lcmv
stomatite
vesiculaire
vsv

abstract:
À travers le monde, plus de 500 millions de personnes sont affectées par des infections virales
chroniques. Parmi celles-ci, on dénote celle causée par le virus de l'hépatite C (VHC). L'infection
par le VHC se démarque des autres infections virales persistantes puisque 20 à 25 % des
personnes infectées arrivent à éliminer le virus alors que, la majorité des patients vont
développer une infection chronique. Les mécanismes expliquant ce phénomène ne sont pas
encore bien connus. Cependant, plusieurs études ont permis de démontrer que l'interaction
entre le système immunitaire inné et adaptatif était importante pour le développement d'une
réponse immunitaire spécifique efficace.
Les anticorps naturels, que l'on retrouve dans la circulation sanguine d'individus sains,
représentent des effecteurs importants du système immunitaire inné. Le rôle majeur attribué
aux anticorps naturels est de reconnaître les pathogènes dans les étapes précoces d'une
infection. Dans notre laboratoire, il a été démontré qu'un répertoire d'anticorps naturels plus
diversifié permettait un recrutement plus efficace des particules virales à la rate et le
développement d'un nombre plus élevé de lymphocytes T spécifiques au virus de la
chorioméningite lymphocytaire (LCMV). Bref, en formant des complexes avec les pathogènes,
ces anticorps participent à l'activation de la réponse immunitaire adaptative. Cependant, le rôle
du complément dans ce processus est encore inconnu.
Des souris ayant des répertoires en anticorps naturels différents ont été décomplémentées et
infectées par la suite avec LCMV ou VSV (virus de la stomatite vésiculaire). Les titres viraux
obtenus à la rate étaient similaires chez les souris décomplémentées par rapport aux souris
témoins. Chez les souris possédant un répertoire plus diversifié en anticorps naturels, aucune
différence significative n'a été observée au niveau de la production d'interféron alpha (IFN-a),
de la présentation antigénique et de l'induction de la réponse immunitaire cellulaire.
Cependant, une légère diminution en anticorps neutralisants a été observée chez les souris
décomplémentées. Chez les souris possédant un répertoire moins diversifié en anticorps
naturels, une augmentation de la production d'IFN-a, de la présentation antigénique et de
l'induction de la réponse immunitaire adaptative a été observée chez les souris
décomplémentées. Nos résultats suggèrent donc des rôles opposés pour le complément en
présence ou en absence d'anticorps naturels. Les mécanismes sous-jacents à ce phénomène
pourraient contribuer à notre meilleure compréhension de l'élimination du VHC chez l'homme.


identifier: Villeneuve, Céline  (2012). Caractérisation et classification des nouvelles espèces Methylophaga nitratireducenticrescens et Methylophaga frappieri.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 68 p.

abstract:
Dans le cadre de l'étude du biofilm présent dans le bioréacteur dénitrifiant du Biodôme
de Montréal par le laboratoire du professeur Richard Villemur de l'Institut Armand-Frappier, deux
souches bactériennes ont été isolées. Une caractérisation préliminaire des souches JAM1 et
JAM7 a montrée qu'elles appartiennent au genre Methy/ophaga et que la souche JAM1 avait la
capacité de réduire le nitrate. Le présent mémoire regroupe les travaux de caractérisation de
ces deux souches bactériennes.
L'hypothèse de départ était que les souches JAM1 et JAM7 sont deux nouvelles espèces
du genre Methylophaga. L'objectif de la présente étude était de caractériser
microbiologiquement, biochimiquement et génétiquement les souches JAM1 et JAM7 pour
ensuite les classifier. Pour l'aspect microbiologique, la morphologie des cellules et des colonies
a été observée, la coloration Gram a été effectuée et la taille des cellules a été déterminée. Pour
l'aspect biochimique, trois galeries APl ont été utilisées (APl 20NE, APl ZYM et APl SOCH),
différentes sources de carbones ont été testées, et les paramètres optimaux de croissance et
les paramètres tolérés ont été évalués. La résistance à des antibiotiques a été déterminée. Pour
l'aspect génétiqùe, un arbre phylogénique des gènes de I'ARN ribosomal (ARNr) 168 avec les
espèces validées a été réalisé et le génome des 2 souches a été séquencé ainsi qu'assemblé et
annoté. Une attention particulière a été portée aux gènes impliqués dans la dénitrification pour
la souche JAM1 alors que de tels gènes n'ont pas été détectés pour la souche JAM7.
L'appartenance des souches JAM1 et JAM7 au genre Methy/ophaga a été démontré par
l'analyse du gène de I'ARNr 168 et la concordance de marqueurs chemotaxonomiques tels que
les acides gras de la membrane cellulaire, le contenu mol% G+C de l'ADN, la présence de
catalase et d'oxydase, et la voie métabolique utilisée pour métaboliser les composés à un
carbone. Pour ce qui est des acides gras de la membrane cellulaire, les 3 acides gras
majoritaires identifiés pour les 2 souches sont les mêmes, soit C1s:1w1c, C1s:o et C1a:1w6c. Ces 3
acides gras ont également été identifiés comme majoritaires chez M. alea/ica, M.
aminisulfidivorans, M. murata et M. lonarensis. Les contenus en G+C des souches JAM1 et
JAM7 .sont respectiv.ement 44.7 mol% et 47.9 mol% c.e qui .correspond à l'intervalle du genre
Methylophaga qui est de 42,4 mol% à 50 mol%. Les 2 souches sont catalase et oxydase
positives ce qui aussi le cas de toutes les espèces validées. Il a été déterminé que les 2
souches ont tous les gènes nécessaires à la voie du Ribulose-Monophosphate variant EntnerDoudoroff
qui est utilisée par les espèces validées du genre Methylophaga pour assimiler les
ii
composés à un carbone. Les souches JAM1 et JAM7 ont été identifiées comme étant de
nouvelle espèce par l'analyse de l'homologie du gène de I'ARNr 168 qui est inférieur à 97% en
comparaison avec les espèces connues du genre Methy/ophaga. Les deux souches entre elles
présentaient 97% d'homologie et ont été distinguées par l'analyse de leur génome entier. Les
noms proposés pour les souches JAM1 et JAM7 sont Methylophaga nitratireducenticrescens et
Methy/ophaga frappieri respectivement.
Les paramètres de croissance optimaux des deux souches ont été déterminés via la
croissance sur géloses, le dosage protéique de culture en milieu liquide et le suivi
spectrophotométrique de cultures liquides. Les souches JAM1 et JAM7 présentent un pH
optimal de 8 avec un écart toléré de pH 7 à 11. Elles ont un besoin pour l'ion Na+ avec une
concentration optimale de 3% NaCI ainsi qu'un écart toléré de 0,5% à 10%.
L'étude du profil de réduction du nitrate de la souche JAM1 a permis de déterminer que
la réduction du nitrate débutait en moins de 8 heures et était optimale à des concentrations de
nitrate entre 16 et 81 mM et de méthanol est entre 31 et 312 mM.
L'étude du génome de la souche JAM1 a permis de constater la présence de tous les
gènes nécessaires à une dénitrification complète du nitrate en azote gazeux, sauf le gène nirK
qui a été trouvé tronqué. La complémentation de la souche JAM1 avec un gène nirK fonctionnel
pourrait permettre d'obtenir une souche prometteuse pour un processus de dénitrification en
eaux salée étant donné qu'elle est adaptée pour croître dans cet environnement. Le rôle de la
souche JAM7 au sein du biofilm reste à déterminer. Elle pourrait contribuer à la formation du
biofilm en produisant des exopolysaccharides et se maintenir à l'aide des traces d'oxygène.


identifier: Opimba, Raïma-Marlyse  (2014). Efficacité du dénombrement des cellules sécrétrices d’interféron-y et d’interleukine 2 pour la détection d’une sensibilisation chez des travailleurs exposés au béryllium.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en sciences expérimentales de la santé, 105 p.

subject: test prolifération lymphocyte elispot belpt berylliose

abstract:
L'objectif du projet était d'évaluer l'efficacité d'une méthode alternative de détection
d'une sensibilisation au béryllium chez des travailleurs exposés. Le béryllium présente
plusieurs utilisations en industrie. Son ajout aux alliages améliore leur dureté, conductivité
et résistance à la corrosion. L'exposition répétée de travailleurs à des poussières contenant
du béryllium peut mener au développement de la bérylliose, une maladie respiratoire à
progression lente caractérisée par la présence de granulomes au niveau des poumons. Elle
résulte d'une détection du béryllium comme un antigène par le système immunitaire d'une
personne. Celle-ci est alors considérée comme sensibilisée au béryllium et à risque de
développer la maladie. Pour dépister une sensibilisation, la méthode de référence consiste
à déceler la présence de lymphocytes T CD4+ spécifiques au béryllium. Pour ce faire, un
échantillon de sang est prélevé pour en isoler les cellules mononucléaires de la circulation
périphérique (PBMCs). Ces cellules sont ensuite mises en culture en présence de sels de
béryllium pour déterminer si cela stimule leur prolifération. Ce test est appelé le test de
prolifération lymphocytaire au béryllium (BeLPT). L'exactitude et la sensibilité du BeLPT
sont acceptables, mais une détection plus précoce d'une sensibilisation permettrait une
meilleure prévention chez les travailleurs exposés. Une technique alternative consiste à
mesurer la quantité de cellules sécrétrices de cytokines suite à une stimulation au
béryllium. Cela s'effectue par la technique de l'ELISpot en ciblant les cellules T CD4+
produisant de l'interféron-y (IFN-y) et de l'interleukine-2 (IL-2). L'ELISpot permettrait de
détecter la présence de lymphocytes T mémoire effecteurs spécifiques au béryllium. Ceuxci
produisent des cytokines, mais prolifèrent peu lorsqu'ils sont stimulés.
Pour le projet, la méthode de I'ELISpot fut comparée au BeLPT pour déterminer
l'efficacité de l'ELISpot et établir si les deux tests pourraient se complémenter pour
améliorer l'efficacité de détection d'une sensibilisation au béryllium. Pour ce faire, des
échantillons de sang prélevés de travailleurs d'une fonderie ont été analysés. Les PBMCs
étaient isolées et mises en culture en présence de sulfate de béryllium (BeS04). Une plaque
servait à mesurer la prolifération cellulaire à l'aide de la thymidine tritiée, et deux plaques
ELISpot permettaient de dénombrer les cellules sécrétrices d'IFN-y et IL-2 respectivement.
ii
Pour le BeLPT, les résultats sont exprimés par l'indice de stimulation (SI), qui est le rapport
entre les coups par minute mesurés chez les cellules stimulées divisés par le compte pour
les cellules non stimulées. Deux contrôles positifs furent utilisés, la phytohémaglutinine
(PHA) et Candida albicans. Au total, 12 travailleurs ont ainsi pu être analysés.
En comparant les résultats obtenus, on a constaté que la technique de l'ELISpot
présente davantage de variabilité interindividus en comparaison au BeLPT. Cette
variabilité s'observe également dans les valeurs mesurées pour les contrôles positifs.
L'efficacité des contrôles positifs est comparable. Pour 8 des 12 travailleurs, le BeLPT et les
ELISpot étaient tous les deux normaux. 2 travailleurs présentaient une valeur plus élevée
que le contrôle pour la production soit d'IFN-y ou d'IL-2 en présence de béryllium, tout en
montrant un BeLPT normal. Le fait qu'il s'agissait seulement d'une valeur anormale indique
une incertitude, que le BeLPT vient confirmer. Un travailleur a présenté une valeur de SI
anormale, alors que les résultats pour les ELISpot étaient normaux. Pour un travailleur,
nous avons mesuré deux valeurs anormales pour le dénombrement des cellules sécrétrices
d'IFN-y, alors que le BeLPT était normal, mais présentait des valeurs de SI relativement
élevées. Ce résultat indique que le test ELISpot pourrait permettre d'améliorer la détection,
car il indique la nécessité d'un suivi plus étroit de ce travailleur.
Le test ELISpot pour l'IL-2 devra être optimisé, mais nos résultats confirment tout de
même la pertinence d'une étude comparant l'ELISpot et les résultats du BeLPT pour une
cohorte de travailleurs plus grande. Cela pourrait permettre de déterminer quelles
quantités de cellules productrices d'IFN-y ou IL-2 correspond à l'identification d'une
sensibilisation au béryllium, ou à un diagnostic de la bérylliose. Puisque le dosage ELISpot
et BeLPT mesurent différentes fonctions des cellules, il est également possible que ces tests
puissent avoir des rôles complémentaires pour la surveillance de la maladie.


identifier: Pitt, Jessyca  (2013). Pharmacologie intracrine du système urotensinergique.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en sciences expérimentales de la santé, 90 p.

subject:
urotensine II
humain
reception

abstract:
L'urotensine II humaine (UIIh ), un peptide de Il acides aminés, est identifiée à ce jour comme le
plus puissant vasoconstricteur. Son peptide paralogue, l'urotensin II-related peptide (VRP), est
formé de huit résidus dont sept d'entre eux sont identiques à ceux retrouvés dans l'urotensine Il.
L'UII et l'URP se lient a un seul et même récepteur: le GPR14 ou UT. Ces trois éléments,
composant le système urotensinergique, sont présents chez plusieurs espèces de poissons et
d'amphibiens, de même que chez les mammifères. Leur transcrit est retrouvé chez l'homme et le
rat dans presque tous les organes, particulièrement au niveau du système nerveux central et du
système cardiovasculaire. Cependant, l'expression de chaque élément de ce système varie l'un
par rapport à l'autre et ce, d'un organe à l'autre. De plus, des études récentes ont démontré la
présence du récepteur UT au niveau du noyau de certains types cellulaires dont les
cardiomyocytes. Cette découverte a permis d'observer l'existence d'une fonction intranucléaire
pour ce système et de réorienter conséquemment l'appréciation globale de son rôle
physiologique.
À la lumière de ces informations, le but de ce travail a été d'étudier le système urotensinergique
nucléaire. Pour ce faire, nous avons d'abord synthétisé les peptides concernés. En second lieu,
nous avons sélectionné un modèle cellulaire de cardiomyoctes de rat ainsi qu'un modèle ex vivo
de coeur de rat. Nous avons vérifié dans ces modèles la présence du récepteur UT dans la cellule
totale, ainsi qu'au noyau, par l'utilisation de l'immunobuvardage de type Western. Nous nous
sommes par la suite intéressés à identifier, au moyen d'inhibiteurs spécifiques, des voies de
signalisation intranucléaire impliquées dans l'activation du récepteur de l'urotensine II. Nous
avons également utilisé la méthode d'initiation de la transcription pour vérifier si les récepteurs
nucléaires sont fonctionnels et finalement, nous avons amorcé une étude de l'activation du
calcium nucléaire sur des cellules intactes à l'aide d'un peptide cagé.
Dans un premier temps, les résultats obtenus lors de la production des peptides montrent que la
synthèse peptidique a été satisfaisante. De plus, les immunobuvardages de type Western ont
montré la présence du récepteur dans la cellule et au noyau sur les modèles d'étude sélectionnés.
111
Aussi, les tests d'initiation de la transcription ont provoqué sur les deux modèles une forte
amorce de la transcription d' ARN messager avec l'urotensine II, alors qu'une élévation moins
importante a été observée avec l'URP. Finalement, à l'aide de molécules inhibitrices, nous avons
pu démontrer l'implication de voies de signalisation majeures dans les cellules.
Pour conclure, le travail effectué a apporté des éclaircissements sur la pharmacologie du système
urotensinergique. Le fait de constater une différence entre les réponses obtenues par les deux
peptides supporte l'hypothèse qu'ils ont la capacité de médier des effets physiologiques distincts.
De plus, la connaissance d'un fonctionnement de nature intracrine, impliquant diverses voies de
signalisation, apporte de nouveaux éléments pour établir la pharmacologie du système
urotensinergique et développer ultimement des dérivés affichant des propriétés thérapeutiques.


identifier: Frenette-Giasson, Geneviève  (2015). Une démarche de monitoring et d'évaluation d'un projet ou d'un ensemble de projets dans une perspective de développement durable  Rapport-stage.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en études urbaines, 97 p.

subject:
Monitoring
évaluation
impacts
projet
plan
développement durable
approche systémique
approche des capitaux
analyse multicritères
signes vitaux
points charnières
action collective

abstract:
Ce rapport de stage présente une démarche de monitoring et d’évaluation de projet ou d’un ensemble de projets (plan) qui se veut à la fois simple et souple d’utilisation pour des praticiens non experts de l’évaluation. Elle s’inscrit dans une perspective de développement durable et repose sur une lecture systémique. Elle utilise notamment une approche par capitaux et s’appuie sur des outils d’analyse multicritères simplifiés. Elle se concentre sur certains signes vitaux identifiés à travers un exercice d’analyse collective réalisé par les parties prenantes d’un projet ou d’un ensemble de projets. Les variations dans la mesure des indicateurs associés aux signes vitaux constituent des points charnières qui font l’objet d’une évaluation particulière. Cette évaluation, faite collectivement, permet d’apporter des ajustements, si besoin, dans les stratégies et les actions déployées. La démarche de monitoring et d’évaluation proposée permet d’accompagner les différentes étapes d’un projet, du choix des options à son évaluation finale, en passant par sa planification et sa mise en oeuvre.

This reports presents, for a project or a set of projects (plan), a process of monitoring and evaluation simultaneously simple and flexible in its use for non-experts practitioners in evaluation. It fits in a perspective of sustainable development and lies on a systemic reading. The model uses particularly a capital-approach and relies on simplified multi-criteria analysis tools. The approach focuses on some vital signs identified thanks to a collective analysis process executed by the party involved in a project or a whole of projects. The variations, within measuring indicators, associated to vital signs constitute turning points that come in for a specific evaluation. Done collectively, this assessment allows for adjustments, if need be, in the strategies and actions deployed. The proposed monitoring and evaluation process allows to support different steps of a project, from the choice of options to its final assessment, through its planning and implementation.


identifier: Gingras, Marie-Ève  (2015). La socialisation politique des jeunes en situation de vulnérabilité : un cas de mobilisation des connaissances au Centre 16-18 de St-Hubert  Essai.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en pratiques de recherche et action publique, 167 p.

subject:
jeunes
raccrocheurs
socialisation politique
participation politique
engagement
mobilisation des connaissances
recherche partenariale
école citoyenne

abstract:
Cet essai propose un retour sur un stage de mobilisation des connaissances effectué dans le cadre de la maîtrise en Pratiques de recherche et action publique de l’Institut national de la recherche scientifique-Centre Urbanisation Culture Société (INRS-UCS). Le projet de recherche partenariale portait sur la socialisation politique des jeunes en situation de vulnérabilité.
Pour aborder ces thématiques, une délégation de sept raccrocheurs inscrits au Centre 16-18 a été formée afin de participer à l’École d’hiver 2014, organisée par l’Institut du Nouveau Monde (INM). Le projet a été financé par le Forum jeunesse Longueuil. Afin d’étudier les spécificités de la participation de ce type de jeunes, deux groupes de discussion et des séances d’observation ont été menés. Cet essai présente le contexte général dans lequel le stage s’est développé ainsi que les résultats de recherche qui en découlent. Nous verrons, entre autres, que la participation de ce type de jeunes dépend grandement des activités et de l’encadrement proposés. L’essai présente aussi un retour sur les aspects spécifiques à la démarche partenariale, notamment sur la mobilisation et la concertation des organisations, sur la gestion du financement et sur le rôle parfois ambigu de l’agent d’interface. Enfin, l’essai recense différentes conceptions de la mobilisation des connaissances ainsi qu’une réflexion critique sur celles-ci.


identifier: Salamé, Dounia  (2015). Entre mutations et continuités : pratiques de l'espace dans un camp de réfugiés en reconstruction  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en études urbaines, 219 p.

subject:
Camps de réfugiés palestiniens
reconstruction
pratiques spatiales
production de
l’espace
quotidien
processus participatif
ethnographie
Palestinian refugee camp
rebuilding
spatial practices
production of space
everyday life
participatory process
ethnography

abstract:
Ce mémoire propose d’aborder la reconstruction d’un espace urbain détruit par la guerre à
travers une lecture des pratiques quotidiennes de l’espace. Avec la destruction d’un quartier ou
d’une ville suite à une guerre ou une catastrophe naturelle, ce sont plus que des bâtiments et
des murs qui tombent. L’histoire des lieux, le quotidien des personnes qui y vivaient et leurs
relations sont également à reconstruire. De plus, la gravité de la destruction est souvent à la
mesure des inégalités sociales ou politiques que subissaient déjà les populations victimes.
Ainsi, la reconstruction d’un espace urbain détruit comporte un grand nombre d’enjeux qui
dépassent la simple reconstruction physique de bâtiments et d’infrastructures.
Il s’agit donc de s’interroger sur le rôle que les pratiques de l’espace au quotidien peuvent avoir
dans la reconstruction d’un espace de vie à travers une étude ethnographique du camp de
réfugiés palestiniens de Nahr el-Bared au Liban. L’observation participante et les entrevues
menées à Nahr el-Bared démontrent que les pratiques de l’espace au quotidien permettent aux
habitants du camp de produire de nouveau un espace qui se trouve dans la continuité du camp
détruit, un espace affirmant leur identité palestinienne et leur attachement à certaines valeurs et
pratiques. Cependant, il apparaît également qu’il y a un rapport de transformation mutuelle entre
la reconstruction et les pratiques : l’espace en mutation renouvelle les pratiques quotidiennes
dans le camp et les pratiques elles-mêmes transforment à leur tour l’espace du camp.

This thesis tackles the question of the rebuilding of an urban space through the analysis of the
everyday practices of its inhabitants. After the destruction of a city or part of it after a war or
natural disaster, there is more to rebuild than walls and buildings. Its history and the everyday
lives and relationships of its inhabitants also need to be rebuilt. Often also, the seriousness of
the destruction is equal to the social and political inequity affecting the concerned population.
Several issues are therefore at stake when rebuilding an urban space, beyond the simple
reconstruction of buildings and infrastructure.
This research focuses on the role carried by everyday spatial practices in the rebuilding of a
space through an ethnographic study of the refugee camp of Nahr el-Bared (Lebanon).
Participant observation and semi-directed interviews in Nahr el-Bared showed that everyday
spatial practices allow inhabitants of the camp to produce a space that finds itself in continuity
with the demolished camp. Three types of practices are identified: those the inhabitants use to
re-appropriate the camp, those that serve the purpose of reproducing old practices and those
that renew the space of the camp. The practices and the space appear to be in mutual influence,
insofar as the renewed practices change the camps and the transformed space changes the
practices that adapt to it.


identifier: Frenette, Jean-François  (2015). Rural and small town (non) development in Canada: Internal migration and local development between 2001 and 2006  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en études urbaines, 169 p.

subject:
Développement rural
migration
Canada
rural development
migration
Canada

abstract:
Cette thèse de doctorat explore le phénomène de la migration urbaine-rurale et les liens entre le développement rural et la migration. Plus précisément, nous analysons les effets des caractéristiques individuelles et locales sur la propension à migrer vers des bassins d’emplois ruraux canadiens entre 2001 et 2006. Nous examinons ensuite cette « attraction du milieu » en analysant les flux migratoires de différents groupes d'âge vers les communautés rurales, certaines étant plus dotées en attraits que d'autres, tout en contrôlant l’effet des facteurs traditionnels géographiques et économiques. Enfin, nous nous posons la question à savoir si l'émergence de la migration urbaine-rurale, la migration des retraités, les économies d'habitation ou la migration de longue distance peuvent potentiellement aider "certaines" collectivités rurales éloignées au Canada à survivre au long terme malgré le déclin des possibilités d'emploi et de leur base d'exportation ou de commerce.

This doctoral thesis explores the phenomenon of urban-rural migration and the general linkages between rural development and migration. More specifically, we analyze the effects of individual and local characteristics on the propensity to migrate toward Canadian rural labour markets between 2001 and 2006. We then examine this “attraction to place” by analyzing migration flows from different age groups to rural communities, some being more endowed than others in terms of assets, while controlling for traditional geographic and economic factors. Finally, we ask if the emergence of urban-rural migration, retirement migration, residential economies or long-distance commuter can potentially help “some” smaller rural-remote Canadian communities survive in the long-run despite the decline in employment opportunities and their lack of export or trade base.


identifier: Sena, Noumonvi Y. Guillaume  (2015). Spatialisation multi-échelles de l’équivalent en eau de la neige (EEN) à l’est du Canada.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 206 p.

subject:
spatialisation
variabilité spatiale
stations nivométriques
échelle régionale
échelle locale
couvert nival
eau
neige
Canada

abstract:
Dans l’est du Canada (Québec et Labrador), l’accumulation de neige est la plus élevée
après celle de la cordillère occidentale. De tous les paramètres physiques du couvert
nival, l’équivalent en eau de la neige est le plus important en raison de son rôle sur la
production hydroélectrique, les inondations printanières, les prévisions hydrologiques,
etc. Dans sa configuration actuelle, le réseau de stations nivométrique est opérationnel
pour des objectifs bien précis, mais offre une vision partielle de la variabilité spatiale du
couvert nival ce qui ne permet pas de bien la représenter à l’échelle du territoire. Par
ailleurs, les algorithmes de spatialisation (orientées processus, orientée données,
hybrides, etc.) produisent des données en dehors des mesures du réseau. Aussi, la
télédétection a obtenu des succès sur la présence ou non de la neige, mais elle est
éprouvée par la complexité de la variabilité spatiale du couvert nival.
L’objectif de cette étude consiste premièrement, à segmenter le territoire d’étude en
zones géographiques aux structures homogènes. Il s’agit de délimiter objectivement les
structures de la variabilité spatiale de l’EEN à l’échelle locale et régionale sur la base
des processus sous-jacents correspondants, deuxièmement, de procéder à une
analyse critique du réseau nivométrique actuel par rapport aux structures de la
variabilité spatiale de l’EEN et finalement, de proposer une méthode de spatialisation
multi-échelles qui prend en compte les structures spatiales.
Les résultats de la segmentation spatiale démontrent à l’échelle régionale (10 km),
l’existence de six zones géographiques aux structures spatiales homogènes
différenciées par l’orientation, les formes du relief et l’influence de l’océan. À l’échelle
locale (300 m), les résultats de la segmentation spatiale montent dans les zones, des
unités locales marquées par les rôles des formes topographiques (pente, versant
concave, orientation etc.) dans le conditionnement et le maintien de la neige au sol.
À l’échelle régionale, l’analyse du réseau de stations nivométriques actuel par rapport
aux structures montre que dans les quatre zones (B, D, E et F), la variabilité spatiale de
l’EEN peut être modélisée par les stations et les structures (variances, portées,
variations à petites échelles) sont différentes d’une région à une autre. Par ailleurs, à
cette échelle d’observation, le réseau de stations présente une distribution spatiale
acceptable. Par contre, à l’échelle locale, le nombre très faible de stations ne permet
pas d’évaluer la capacité du réseau à modéliser la variabilité spatiale de l’EEN. De plus,
les stations sont inégalement réparties, ce qui renforce la redondance des données des
stations. Aussi, plus de 23% de la superficie du territoire d’étude sont dépourvues de
stations.
À l’échelle régionale, le modèle de régression, exploitant les métavariables régionales
et ajusté par les résidus de la zone E, explique 68% de la variance de l’EEN. À l’échelle
locale, l’estimation locale de l’EEN, obtenue par l’estimation régionale ajustée par les
résidus locaux estimés en fonction des métavariables locales, explique une variance de
89% et améliore la variance régionale de 21% avec une valeur de Nash de 0,9.
La cartographie de l’EEN, à l’échelle régionale, confirme les rôles des principaux
facteurs physiographiques régionaux (altitude, distance à l’océan etc.) dans la variabilité
spatiale de la neige. À l’échelle locale, la cartographie de l’EEN démontre les rôles des
facteurs physiographiques (courbure concave des versants, pente, adret, etc.) dans
l’accumulation et le maintien de la neige au sol.


identifier: Gomez, Patricia  (2015). Approche par bassin versant pour caractériser les causes de dégradation de la qualité de l'eau du lac Baie d'Or.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 234 p.

subject:
eutrophisation
trophique
nutriment
modélisation hydrologique
lac
qualité
eau
bassin versant
Baie d’Or

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.  La gestion des lacs situés dans les régions habitées présente un défi pour les intervenants de l’eau. Ces plans d’eau sont soumis à de fortes pressions anthropiques, pouvant conduire à leur eutrophisation prématurée. Ce projet de maitrise porte sur le cas du lac Baie d'Or, situé à Lévis, et présentant des signes d’eutrophisation depuis plusieurs années. Diverses démarches ont été entreprises par la Ville de Lévis afin d’améliorer la qualité de l’eau de ce lac, qui présente un enjeu social important. Cette problématique n’étant pas encore résolue, la Ville de Lévis désirait avoir une meilleure connaissance du lac et ses tributaires avant d’investir dans des nouvelles mesures d’intervention.
Le processus d’eutrophisation du lac Baie d’Or n’a jamais été évalué selon une approche par bassin versant. Ce projet de maîtrise a pour objectif de déterminer, grâce à une approche multidisciplinaire, la provenance des principales sources de nutriments arrivant au lac et leur impact relatif sur le processus d’eutrophisation. De plus, il présente un avis scientifique sur les mesures d’intervention envisagées par la Ville de Lévis ayant le plus de chances d’améliorer la qualité de l’eau. Cette approche inclut une caractérisation de la qualité de l’eau des tributaires et de l’état trophique du lac, une modélisation hydrologique du bassin versant et une estimation de la charge externe en phosphore total (PT) et en matières en suspension (MES).
Les résultats confirment que le lac Baie d’Or est dans un état avancé d'eutrophisation, montrant les caractéristiques d’un lac hypereutrophe, telles qu’une teneur élevée en PT (en moyenne 323 μg l-1) et en chlorophylle-a (en moyenne 170 μg l-1), ainsi qu’une faible transparence (en moyenne 21,5 cm pour la profondeur de Secchi). Ils indiquent également que la dégradation de ce plan d’eau est principalement due à la charge externe qui dépasse amplement la capacité de support du lac. La modélisation hydrologique suggère que le milieu agricole est responsable de la plus grande partie de cette charge (76 % des MES et 61 % du PT), mais les apports urbains demeurent significatifs (respectivement 24 et 39 % des apports totaux). La restauration du lac Baie d’Or s’avère donc complexe, car d’après les estimations, une réduction de plus de 90 % de la charge actuelle en phosphore serait nécessaire afin d’amener le lac à un état mésotrophe. Compte tenu des caractéristiques du lac Baie d’Or et des causes à l’origine de sa dégradation, la restauration de ce plan d’eau pourrait s’étaler sur plusieurs années. Bien que certaines mesures puissent être mises en place dans le lac pour atténuer les signes d’eutrophisation, elles ne permettront pas d’arrêter le processus accéléré d’eutrophisation en cours. Seule une intervention sur l'ensemble du bassin versant permettra de réduire de façon durable l’exportation de phosphore et d’autres polluants vers le lac et d'améliorer la qualité de l'eau.

The symbols and special characters used in the original abstract could not be transcribed due
to technical problems. Please use the PDF version to read the abstract.The management of lakes located near populated areas is a big challenge for all stakeholders. These lakes are submitted to elevated anthropic pressures, which lead to premature eutrophication. This master’s project focuses on Baie d'Or lake, located in Levis, which started showing signs of eutrophication some years ago. In order to improve the water quality of the lake, different actions have been taken by the city of Levis. However, the problem has not yet been solved, and the city wants to have deeper knowledge of the lake and its tributaries before investing in new treatment measures.
The eutrophication process for this lake has never been evaluated at the watershed scale. The main goal of this master’s project is to determine, using a multidisciplinary approach, the main sources of nutrients and their impact on the eutrophication process. This paper also presents a scientific opinion on the intervention measures that the city has considered and which have more chances to improve the water quality. This approach includes a characterization of the tributary water quality and the trophic status of the lake, as well as the hydrological modeling of the watershed and an estimate of the external load in total phosphorus (TP) and total suspended solids (TSS).
The results confirmed the advanced eutrophication status of the lake. In fact, this lake shows the characteristics of an hypereutrophic lake, with high concentrations of TP (in average 323 μg l-1) and chlorophyll-a (in average 170 μg l-1), as well as a low transparency (in average: 21,5 cm for the Secchi depth). The results also indicate that the degradation of this lake is mainly due to the external load which exceeds its support capacity. Application of the hydrological model suggests that the agricultural sector is responsible for the largest part of the load (76 % of TSS and 61 % of TP). Nonetheless, the urban contribution remains significant (26 % and 39 % of total inputs). The restoration of this lake is a complex challenge, as according to estimates, a reduction of more than 90% of the current loading of phosphorus would be needed to restore the lake to a mesotrophic status. Given the characteristics of Baie d'Or lake and the causes of its degradation, its restoration could spread out over several years. Although some measures could be set up in situ to minimize signs of eutrophication, they will not stop the current and accelerated degradation process. Only an intervention over the whole watershed will allow a sustainable reduction in phosphorus and other pollutants exported towards the lake and, hence improve its water quality.


identifier: Muma, Mushombe  (2015). Modélisation hydrologique d’un micro-bassin agricole drainé : analyse des performances de modèles couplant eaux de surface et eaux souterraines.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 289 p.

subject: modélisation hydrologique

subject: modèle CATHY

subject: analyse de sensibilité

subject: FAST99

subject: Sobol2002

subject: drainage souterrain

subject: couplage des eaux de surface et eaux souterraines

subject: domaine d’écoulement

subject: transpiration des cultures

subject: modèle de distribution de densité

subject: racinaire

subject: modèle DRAINMOD

abstract:
Dans leur forte connexion à l’eau, les humains ne cessent d’améliorer leur compréhension des
processus hydrologiques afin de mieux planifier, développer et gérer les ressources en eau.
L’atteinte de ces objectifs nécessite une bonne compréhension du fonctionnement des systèmes
hydrologiques.
Le but ultime de cette recherche était d’analyser l’impact des drains souterrains agricoles sur le
fonctionnement hydrologique d’un petit bassin versant au moyen d’une modélisation
hydrologique tridimensionnelle (3D) sous deux aspects. Le premier aspect a concerné la
modélisation des processus hydrologiques à l’échelle du micro-bassin et le second a été celui de
simuler les débits écoulés à la sortie d’un système de drainage souterrain artificiel à l’échelle
d’une parcelle.
Étant donné que le modèle tridimensionnel est complexe (caractérisé par plusieurs paramètres),
une analyse de sensibilité globale du modèle hydrologique CATHY a été réalisée afin d’identifier
les propriétés hydrodynamiques (paramètres) du sol qui influencent le plus l’écoulement aux
systèmes de drainage souterrain agricole et celui sortant du micro-bassin. Cette analyse,
constituant le premier objectif de la thèse, a été menée avant la modélisation des processus
hydrologiques du micro-bassin (deuxième objectif). Afin d’atteindre le premier objectif, deux
méthodes d’analyse de sensibilité globale fondées sur le principe de décomposition de la
variance, à savoir les méthodes FAST99 et Sobol2002, ont été utilisées. Les résultats obtenus ont
permis d’observer que la conductivité hydraulique horizontale à saturation dans les couches sous
les drains était la propriété hydrodynamique la plus influente sur les variables de sortie. Cette
étude a ainsi démontré que des efforts devraient être mis sur la caractérisation de l’anisotropie du
sol, car celle-ci n’est pas à négliger lors d’une modélisation hydrologique tridimensionnelle.
Le deuxième objectif, qui abordait les processus hydrologiques à l’échelle du micro-bassin au
moyen du modèle CATHY, a permis de vérifier si ce modèle pouvait reproduire les effets du
drainage souterrain sur les écoulements et d’utiliser le modèle pour mieux comprendre l’impact
des propriétés hydrodynamiques des sols sur l’hydrologie du micro-bassin du Bras d’Henri
(Québec). Les écoulements simulés par CATHY corroboraient bien les approches traditionnelles
de design du drainage souterrain. Ils étaient aussi fidèles aux écoulements mesurés à l’exutoire du
micro-bassin pour des années aux précipitations élevées.
Du fait que dans la version originale du modèle CATHY, le prélèvement de l’eau du sol par
l’évapotranspiration se fait uniquement à la surface du milieu poreux, avant d’aborder le second
aspect de cette thèse qui consiste à comparer la simulation des débits écoulés à un système de
drainage par les modèles CATHY et DRAINMOD (modèle à base physique unidimensionnel
largement utilisé à travers le monde pour simuler l’hydrologie des sols artificiellement drainés,
équipé du processus d’évapotranspiration), un module racinaire d’extraction de l’eau dans le
modèle CATHY a été introduit afin d’y améliorer la représentation du processus
d’évapotranspiration (troisième objectif). Pour ce faire, quatre modèles empiriques verticaux de
distribution de densité racinaire, appliqués à deux cultures annuelles (maïs, Zea mays, et soja,
Glycine max) très souvent en alternance sur un champ sélectionné dans le micro-bassin, ont été
étudiés. Ceci a permis d’évaluer l’effet d’extraction de l’eau du sol par des cultures sur la
variation du volume emmagasiné cumulé, le volume net cumulé à la limite du domaine
d’écoulement et aux systèmes de drainage souterrain. Les résultats ont révélé que le module
racinaire d’extraction de l’eau du sol induisait entre autres la réduction de la quantité d’eau
sortant à la limite du domaine d’écoulement et de celle aux réseaux de drainage, et
l’augmentation de celle sortant du milieu poreux.
Enfin, le quatrième objectif de la thèse visait à évaluer la capacité du modèle CATHY à simuler
les écoulements mesurés à la sortie d’un réseau de drainage agricole d’une parcelle du micro-bassin.
Ce modèle a été évalué et comparé au modèle DRAINMOD. Les résultats ont montré que
les performances de deux modèles étaient faibles au cours des périodes aux écoulements mesurés
faibles. Une bonne performance a été observée pour des périodes aux écoulements mesurés plus
élevés, et sans nul doute, DRAINMOD a produit des meilleurs résultats. L’analyse de l’impact de
la conductivité hydraulique à saturation latérale de chaque couche sur l’écoulement sortant du
système de drainage a montré que la couche de sol sous les drains souterrains était la plus
influente aux deux modèles.

In their strong connection to water, humans continue to improve their understanding of
hydrological processes to better plan, develop and manage water resources. Achieving these
goals requires a good understanding of hydrological systems dynamic.
The ultimate goal of this research was to analyze the impact of agricultural tile drainage on the
hydrological functioning of a small watershed using a three-dimensional hydrologic modeling
(3D) in two aspects. The first one concerned the hydrological processes modeling at the micro-watershed
scale and the second one was to simulate the tile-drain flows at a plot scale.
Given that the 3D model is complex (involvement of several parameters), a global sensitivity
analysis of CATHY hydrological model was conducted to identify soil hydrodynamic properties
(parameters) that influence mostly: the tile-drain flows from agricultural subsurface drainage
systems and the edge-of-micro-watershed flows. As first objective of the thesis, this analysis was
done prior to micro-watershed hydrological processes modeling (second objective). To achieve
the first objective, two global sensitivity analysis variance-based methods, namely FAST99
Sobol2002, were used. The results indicated that the lateral saturated hydraulic conductivity of
the layers underlying the tile drainage systems was the most influential parameter with respect to
output variables. Thus, characterization of soil anisotropy should not be neglected when applying
a three-dimensional hydrological model.
The second objective which got into the micro-watershed hydrological processes using CATHY
model allowed checking whether the model could reproduce the effects of the subsurface
agricultural drainage on streamflows and further to use the model for a better understand of the
impact of soil hydrodynamic properties on the micro-watershed hydrology. Streamflows
simulated by CATHY were consistent with the traditional subsurface drainage approaches. They
corroborated as well as with the measured streamflows at the edge-of-micro-watershed.
Due to the fact that in its original form, the process of evapotranspiration in CATHY model is
represented as a boundary condition at the soil surface, before embarking into the second aspect
of this thesis, which consisted to compare CATHY and DRAINMOD (one-dimensional
physically-based model widely used around the world to simulate the hydrology of artificially
drained soils, equipped with the evapotranspiration process) to simulate tile-drain flows of a plot
within the micro-watershed, the approach was to introduce a root water uptake module in the
CATHY model to improve the representation of evapotranspiration process (third objective) . To
accomplish this objective, four empirical vertical root density distribution models, applied to two
common annual crops very often alternately on a selected field in the micro-watershed (corn, Zea
mays and soybean, Glycine max) were used. This allowed the evaluation of the effect of soil
water uptake by crops on the cumulative volume of storage change, and the cumulative net flow
volume at the flow domain boundary and to the tile-drain systems. The results revealed that the
root water uptake module decreased the amount of water at the flow domain boundary and to the
tile-drain systems, and increased the amount of water leaving the porous media among others.
Finally, the fourth objective of the thesis was to evaluate the ability of CATHY to simulate tile-drain
flows of a plot in the agricultural micro-watershed. This hydrological model was evaluated
and compared to DRAINMOD. The results showed that the performances of both models were
low during periods with low measured tile-drain flows. A good performance was observed for
periods of higher measured tile-drain flows, and undoubtedly DRAINMOD produced better
results. The analysis of the impact of the lateral saturated hydraulic conductivity of each soil
layer on the tile-drain system flow confirmed that the soil layer underlying the tile-drain system
was the most influential for both models.