Optimisation de la cryo microscopie électronique pour les études des minicercles d'ADN

RESUME : Bien que les propriétés physiques de la structure de l'ADN aient été intensivement étudiées pendant plus de 50 ans il y a encore beaucoup de questions importantes qui attendent des réponses. Par exemple, qu'arrive-t-il à la structure de la double hélice d'ADN nue (sans protéines liées) lorsqu'elle est fortement courbée, de la même manière que dans les nucléosomes? Cet ADN nu est-il facilement plié (il reste dans le régime élastique) ou réduit-il la contrainte de flexion en formant des sites hyperflexibles «kinks» (il sort du régime élastique en cassant l'empilement des paires de bases à certains endroits) ? La microscopie électronique peut fournir une réponse à cette question par visualisation directe des minicercles d'ADN de la longueur d'un tour de nucléosome (environ 90 paires de bases). Pour que la réponse soit scientifiquement valide, on doit observer les molécules d'ADN lorsqu'elles sont en suspension dans la solution d'intérêt et sans que des colorations, produits chimiques ou fixatifs n'aient été ajoutés, étant donné que ceux-ci peuvent changer les propriétés de l'ADN. La technique de la cryo-microscopie électronique (cryo-EM) développée par le groupe de Jacques Dubochet au début des années 80, permet la visualisation directe des molécules d'ADN suspendues dans des couche minces vitrifiées de solutions aqueuses. Toutefois, le faible contraste qui caractérise la cryo-EM combinée avec la très petite taille des minicercles d'ADN rendent nécessaire l'optimisation de plusieurs étapes, aussi bien dans la préparation des échantillons que dans le processus d'acquisition d'images afin d'obtenir deux clichés stéréo qui permettent la reconstruction 3-D des minicercles d'ADN. Dans la première partie de ma thèse, je décris l'optimisation de certains paramètres pour la cryoEM et des processus d'acquisition d'image utilisant comme objets de test des plasmides et d'autres molécules d'ADN. Dans la deuxième partie, je .décris comment j'ai construit les minicercles d'ADN de 94 bp et comment j'ai introduit des modifications structurelles comme des coupures ou des lacunes. Dans la troisième partie, je décris l'analyse des reconstructions des rninicercles d'ADN. Cette analyse, appuyée par des tests biochimiques, indique fortement que des molécules d'ADN sont capables de former de petites molécules circulaires de 94 bp sans dépasser les limites d'élasticité, indiquant que les minicercles adoptent une forme circulaire régulière où la flexion est redistribuée le long la molécule. ABSTRACT : Although physical properties of DNA structure have been intensively studied for over 50 years there are still many important questions that need to be answered. For example, what happens to protein-free double-stranded DNA when it is strongly bent, as in DNA forming nucleosomes? Is such protein-free DNA smoothly bent (i.e. it remains within elastic limits of DNA rigidity) or does it release its bending stress by forming sharp kinks (i.e. it exits the elastic regime and breaks the stacking between neighbouring base-pairs in localized regions)? Electron microscopy can provide an answer to this question by directly visualizing DNA minicircles that have the size of nucleosome gyres (ca 90 bp). For the answer to be scientifically valid, one needs to observe DNA molecules while they are still suspended in the solution of interest and no staining chemicals or fixatives have been added since these can change the properties of the DNA. CryoEM techniques developed by Jacques Dubochet's group beginning in the 1980's permit direct visualization of DNA molecules suspended in cryo-vitrified layers of aqueous solutions. However, a relatively weak contrast of cryo-EM preparations combined with the very small size of the DNA minicircles made it necessary to optimize many of the steps and parameters of the cryo-EM specimen preparation and image acquisition processes in order to obtain stereo-pairs of images that permit the 3-D reconstruction of the observed DNA minicircles. In the first part of my thesis I describe the optimization of the cryo-EM preparation and the image acquisition processes using plasmid size DNA molecules as a test object. In the second part, I describe how I formed the 94 by DNA minicircles and how I introduced structural modifications like nicks or gaps. In the third part, I describe the cryo-EM analysis of the constructed DNA minicircles. That analysis, supported by biochemical tests, strongly indicates that DNA minicircles as small as 94 by remain within the elastic limits of DNA structure, i.e. the minicircles adopt a regular circular shape where bending is redistributed along the molecules.

La métropolisation des universités en Suisse. Le cas du bassin lémanique

Avec l'exemple de la coopération interuniversitaire sur le bassin lémanique (cantons de Genève et de Vaud), cet article vise à montrer comment les universités en Suisse ont été en quelque sorte « reterritorialisées » dans des espaces métropolitains/régionaux (supra-cantonaux) et nationaux au cours de ces vingt dernières années dans le double contexte des transformations des sciences et des dynamiques territoriales à l'oeuvre à différentes échelles. Les incitations financières de l'Etat central (la Confédération) ont joué un rôle déterminant dans les recompositions territoriales découlant de cette politique universitaire.

Obésité en Suisse: percentiles d'indice de masse corporelle (IMC) d'une population d'enfants et d'adolescents nés en 1980 à Lausanne et écart avec les normes suisses (1955)

OBJECTIVES: The objective of this study is to calculate the percentiles of BMI of a cohort of 1,203 children and adolescents, representing the 95% of the pupils of the school, born in 1980 followed longitudinally between 5 and 16 years. We compare these percentiles with those of the first swiss study, calculated on a cohort born in 1954-1956. METHODS: The percentiles were calculated with the method of Cole, on the basis of weight and height measured during the controls by the school health service, at a non-periodic mean interval of 14 months. RESULTS: The gap between the BMI percentiles of the two cohorts is near zero for the third percentiles, weak but progressively growing with age up to two units of BMI for the 50th percentiles. For the percentiles 97 the difference, straight away present at five years, grows regularly up to 11 years, and remains thereafter for the girls at 4.3 units of BMI, while growing more up to 6.8 units of BMI at 15 years for the boys. The percentages of children and adolescents of the present study with overweight, in accordance with the thresholds of Cole, constant for the girls at 14%, increase for the five to 11.5 years old boys from 13.4% to 17.6% for the 11.5 to 16 years old. The percentage of obesity is 2.7% for the girls, and increase for the same categories for the boys from a percentage of 1.7% to 2.3% for the boys. CONCLUSIONS: The changes during this quarter of century are important, especially for the boys. We can postulate thereafter a very early change in the energy balance. A chronic increase of the food supply, linked or not with a decrease of the physical activity, would be an explanation.