Regional and urban air quality modelling under a climate change scenario

The better understanding of the interactions between climate change and air quality is an emerging priority for research and policy. Climate change will bring changes in the climate system, which will affect the concentration and dispersion of air pollutants. The main objective of the current study is to assess the impacts of climate change on air quality in 2050 over Portugal and Porto urban area. First, an evaluation and characterization of the air quality over mainland Portugal was performed for the period between 2002 and 2012. The results show that NO2, PM10 and O3 are the critical pollutants in Portugal. Also, the influence of meteorology on O3, NO2 and PM10 levels was investigate in the national main urban areas (Porto and Lisboa) and was verified that O3 has a statistically significant relationship with temperature in most of the components. The results also indicate that emission control strategies are primary regulators for NO2 and PM10 levels. After, understanding the national air quality problems and the influence that meteorology had in the historical air quality levels, the air quality modelling system WRF-CAMx was tested and the required inputs for the simulations were prepared to fulfil the main goal of this work. For the required air quality modelling inputs, an Emission Projections under RCP scenarios (EmiPro-RCP) model was developed to assist the estimation of future emission inventories for GHG and common air pollutants. Also, the current emissions were estimated for Portugal with a higher detailed disaggregation to improve the performance of the air quality simulations. The air quality modelling system WRF/CAMx was tested and evaluated over Portugal and Porto urban area and the results point out that is an adequate tool for the analysis of air quality under climate change. For this purpose, regional simulations of air quality during historical period and future (2045-2050) were conducted with CAMx version 6.0 to evaluate the impacts of simulated future climate and anthropogenic emission projections on air quality over the study area. The climate and the emission projections were produced under the RCP8.5 scenario. The results from the simulations point out, that if the anthropogenic emissions keep the same in 2050, the concentrations of NO2, PM10 and O3 will increase in Portugal. When, besides the climate change effects, is consider the projected anthropogenic emissions the annual mean concentrations of NO2 decrease significantly in Portugal and Porto urban area, and on the contrary the annual mean PM10 concentrations increases in Portugal and decrease in Porto urban area. The O3 results are mainly caused by the reduction of ozone precursors, getting the higher reductions in urban areas and increases in the surrounding areas. All the analysis performed for both simulations for Porto urban area support that, for PM10 and O3, there will be an increase in the occurrence of extreme values, surpassing the annual legislated parameters and having more daily exceedances. This study constitutes an innovative scientific tool to help in future air quality management in order to mitigate future climate change impacts on air quality.

O azeite na alimentação humana

O azeite virgem é o sumo resultante da azeitona (fruto da Oliveira, Olea Europea L.) que conserva o sabor, aroma e todas as propriedades do fruto do qual tem origem, pelo que, possui características organolépticas particulares, colocando-o num lugar cimeiro entre as gorduras (Cenzano et al., 1988; March, 1994). É, além disso, a única gordura vegetal que pode ser consumida directamente, virgem e crua (Gonçalves Ferreira, 1994; March, 1994). O seu valor calórico é de 9 Kcal/g, a mesma proporção de qualquer outra gordura, animal ou vegetal (Gonçalves Ferreira, 1994; Peres, 1994).

Biocompatibilidade de resinas acrílicas para base e reembasamento de próteses após períodos de imersão em soluções desinfetantes: análise do metabolismo celular

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Realistic Traffic Scenarios Using a Census Methodology: Vila Real Case Study

This paper presents the first phase of the redevelopment of the Electric Vehicle Scenario Simulator (EVeSSi) tool. A new methodology to generate traffic demand scenarios for the Simulation of Urban MObility (SUMO) tool for urban traffic simulation is described. This methodology is based on a Portugal census database to generate a synthetic population for a given area under study. A realistic case study of a Portuguese city, Vila Real, is assessed. For this area the road network was created along with a synthetic population and public transport. The traffic results were obtained and an electric buses fleet was evaluated assuming that the actual fleet would be replaced in a near future. The energy requirements to charge the electric fleet overnight were estimated in order to evaluate the impacts that it would cause in the local electricity network.

An intelligent clustering scheme for distributed intrusion detection in vehicular cloud computing

In recent years, vehicular cloud computing (VCC) has emerged as a new technology which is being used in wide range of applications in the area of multimedia-based healthcare applications. In VCC, vehicles act as the intelligent machines which can be used to collect and transfer the healthcare data to the local, or global sites for storage, and computation purposes, as vehicles are having comparatively limited storage and computation power for handling the multimedia files. However, due to the dynamic changes in topology, and lack of centralized monitoring points, this information can be altered, or misused. These security breaches can result in disastrous consequences such as-loss of life or financial frauds. Therefore, to address these issues, a learning automata-assisted distributive intrusion detection system is designed based on clustering. Although there exist a number of applications where the proposed scheme can be applied but, we have taken multimedia-based healthcare application for illustration of the proposed scheme. In the proposed scheme, learning automata (LA) are assumed to be stationed on the vehicles which take clustering decisions intelligently and select one of the members of the group as a cluster-head. The cluster-heads then assist in efficient storage and dissemination of information through a cloud-based infrastructure. To secure the proposed scheme from malicious activities, standard cryptographic technique is used in which the auotmaton learns from the environment and takes adaptive decisions for identification of any malicious activity in the network. A reward and penalty is given by the stochastic environment where an automaton performs its actions so that it updates its action probability vector after getting the reinforcement signal from the environment. The proposed scheme was evaluated using extensive simulations on ns-2 with SUMO. The results obtained indicate that the proposed scheme yields an improvement of 10 % in detection rate of malicious nodes when compared with the existing schemes.

New molecularly-imprinted polymer for carnitine and its application as ionophore in potentiometric selective membranes

Carnitine (CRT) is a biological metabolite found in urine that contributes in assessingseveral disease conditions, including cancer. Novel quick screening procedures for CRT are therefore fundamental. This work proposes a novel potentiometric device where molecularly imprinted polymers (MIPs) were used as ionophores. The host-tailored sites were imprinted on a polymeric network assembled by radical polymerization of methacrylic acid (MAA) and trimethylpropane trimethacrylate (TRIM). Non-imprinted polymers (NIPs) were produced as control by removing the template from the reaction media. The selective membrane was prepared by dispersing MIP or NIP particles in plasticizer and poly(vinyl chloride), PVC, and casting this mixture over a solid contact support made of graphite. The composition of the selective membrane was investigated with regard to kind/amount of sensory material (MIP or NIP), and the need for a lipophilic additive. Overall, MIP sensors with additive exhibited the best performance, with near-Nernstian response down to ~ 1 × 10− 4 mol L− 1, at pH 5, and a detection limitof ~ 8 × 10− 5 mol L− 1. Suitable selectivity was found for all membranes, assessed by the matched potential method against some of the most common species in urine (urea, sodium, creatinine, sulfate, fructose and hemoglobin). CRT selective membranes including MIP materials were applied successfully to the potentiometric determination of CRT in urine samples.

Lounais-Suomen pohjavesien toimenpideohjelma vuoteen 2015

Kaikissa EU-maissa on laadittu ensimmäiset vesienhoitosuunnitelmat, joiden avulla tavoitellaan pinta- ja pohjavesien hyvää tilaa vuonna 2015. Pohjavesin osalta tavoitteena on pohjavesien hyvä kemiallinen ja määrällinen tila. Vesienhoito on osa koko Euroopan laajuista, vesipolitiikan puitedirektiiviin pohjautuvaa työtä. Kokemäenjoen-Saaristomeren-Selkämeren vesienhoitoalueelle laaditussa vesienhoitosuunnitelmassa asetettujen tavoitteiden saavuttamiseksi on Lounais-Suomen alueen pohjavesille laadittu toimenpideohjelma. Lisäksi alueelle on laadittu kaksi pintavesien hoidon toimenpideohjelmaa, joista toinen Varsinais-Suomeen ja toinen Satakuntaan. Lounais-Suomen pohjavesien toimenpideohjelmaan vuoteen 2015 on koottu tiedot pohjavettä heikentävistä toiminnoista, riskipohjavesialueista ja selvityskohteista sekä pohjavesien määrällisestä ja kemiallisesta tilasta. Toimenpideohjelmassa esitetään myös tärkeimmät toimenpiteet, joiden avulla pohjavesien määrällinen ja kemiallinen hyvä tila pyritään saavuttamaan ja ylläpitämään vuoteen 2015 mennessä. Pohjavesien osalta tarkastelu kohdistuu vedenhankinnan kannalta tärkeisiin pohjavesialueisiin (luokka I) ja vedenhankintaan soveltuviin pohjavesialueisiin (luokka II). Lounais-Suomessa pohjavesialueita on yhteensä 295, joista I-luokan alueita on 219 kappaletta ja II-luokan alueita 76 kappaletta. Toimenpideohjelmassa tarkastellaan tarkemmin pohjavesialueita, joilla pohjaveden tila on heikentynyt tai hyvä tila on uhattuna ihmistoiminnasta johtuen. Lounais-Suomen alueella merkittävimmät pohjavettä vaarantavat ja muuttavat toiminnot ovat teollisuus ja yritystoiminta, pilaantuneet maa-alueet, liikenne ja tienpito sekä asutus ja maankäyttö. Myös maa-ainesten otolla, maa- ja metsätaloudella sekä vedenotolla ja tekopohjaveden muodostamisella voi olla pohjaveden laatua heikentäviä vaikutuksia. Riskialueiksi nimettiin 34 pohjavesialuetta, selvityskohteiksi 48 ja seurantakohteiksi 5 pohjavesialuetta. Huonoon tilaan on kemiallisen tilan arvioinnin kautta luokiteltu 9 pohjavesialuetta, joiden ongelmat johtuvat mm. torjunta-aineista, kloridista, liuottimista, polttonesteiden lisäaineista ja raskasmetalleista. Pohjavesien määrällinen tila on kaikilla Lounais-Suomen pohjavesialueilla hyvä. Kemiallisen hyvän tilan saavuttaminen ja sen ylläpitäminen vaativat toimenpiteitä, joista tärkeimpiä ovat riskitoimintojen ohjaaminen pohjavesialueiden ulkopuolelle, pohjavesien suojelusuunnitelmat, pilaantuneiden maa-alueiden tutkimukset ja kunnostukset sekä tiealueiden pohjavesisuojausten rakentaminen. Pohjavesien hyvää kemiallista tilaa ei saavuteta kaikilla pohjavesialueilla vuoteen 2015 mennessä, vaikka esitetyt toimenpiteet toteutettaisiin. Toimenpideohjelma tarkistetaan kuuden vuoden välein, jolloin arvioidaan uudestaan pohjavesien tila ja toimet pohjavesien hyvän tilan saavuttamiseksi.

Kalajoen vesistöalueen tulvariskien hallintasuunnitelma

Laki tulvariskien hallinnasta (620/2010) tuli voimaan vuonna 2010, jonka jälkeen Pohjois-Pohjanmaalla tehtiin kaikille vesistöille tulvariskien alustava arviointi. Näiden arviointien perusteella Maa- ja metsätalousministeriö nimesi Pohjois-Pohjanmaalle kaksi merkittävää tulvariskialuetta (Kalajoen vesistöalueella Alavieskan ja Ylivieskan väli sekä Iijoen vesistöalueella Pudasjärven keskusta) yhdessä 19 muun alueen kanssa. Merkittäville tulvariskialueille laadittiin tulvavaara- ja tulvariskikartat sekä tulvariskien hallintasuunnitelmat. Näiden lisäksi Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus nimesi 15 muuta tulvariskialuetta, joista Pyhäjoen, Siikajoen ja Kiiminkijoen vesistöalueille ollaan tekemässä myös tulvariskien hallintasuunnitelmat. Tämä hallintasuunnitelma on laadittu Pohjois-Pohjanmaan elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskuksen ympäristö- ja luonnonvarat vastuualueella Kalajoen vesistöalueen tulvaryhmän ohjauksessa vuosille 2016–2021. Tulvaryhmä nimesi hallintasuunnitelman tavoitteet sekä toimenpiteet, joilla tavoitteet tullaan saavuttamaan. Suurin osa toimenpiteistä on jo nykyisin tehtäviä toimenpiteitä, joita kunnat, ELY-keskus, pelastuslaitokset ym. tekevät ennen ja jälkeen tulvan sekä tulvan aikana. Esimerkiksi tällaisia toimenpiteitä ovat vesistön säännöstely, erilaiset valmiustoimet sekä tulvatilannetyö. Muita toimenpiteitä ovat esimerkiksi asukkaiden tulvatietoisuuden lisääminen, millä tarkoitetaan sitä, että asukkaat ovat tietoisia tulvavaarasta ja osaavat suojata omaisuuttaan sekä sitä, että asukkaita tiedotetaan vahinkoa aiheuttavasta tulvasta mahdollisimman varhain. Tähän liittyy myös se, että asutusta suojaavia penkereitä pidetään kunnossa. Kalajoen varrella sijaitseville pelloille voisi mahdollisesti johtaa tulvavesiä, jos harvinainen tulva uhkaa asutuksia. Toimenpiteiden vastuutahot vastaavat ensisijaisesti toimenpiteiden toteuttamisen käynnistämisestä. ELY-keskuksen tehtävänä on omalta osaltaan huolehtia siitä, että vastuutahot pysyvät suunnitellussa aikataulussa. Lisäksi ELY-keskus yhdessä tulvaryhmän kanssa huolehtii toimenpiteiden seurannasta sekä niiden päivittämisestä. Tulvaryhmän tehtävänä on vuosien 2016–2021 aikana jakaa ja välittää tietoa siitä, mitä vesistössä ja sen varrella tapahtuu, sekä ylläpitää tulvariskien hallinnan kannalta keskeisten toimijoiden välistä yhteistyötä.

Iijoen vesistöalueen tulvariskien hallintasuunnitelma

Laki tulvariskien hallinnasta (620/2010) tuli voimaan vuonna 2010, jonka jälkeen Pohjois-Pohjanmaalla tehtiin kaikille vesistöille tulvariskien alustava arviointi. Näiden arviointien perusteella Maa- ja metsätalousministeriö nimesi Pohjois-Pohjanmaalle kaksi merkittävää tulvariskialuetta (Kalajoen vesistöalueella Alavieskan ja Ylivieskan väli sekä Iijoen vesistöalueella Pudasjärven keskusta) yhdessä 19 muun alueen kanssa. Merkittäville tulvariskialueille laadittiin tulvavaara- ja tulvariskikartat sekä tulvariskien hallintasuunnitelmat. Näiden lisäksi Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus nimesi 15 muuta tulvariskialuetta, joista Pyhäjoen, Siikajoen ja Kiiminkijoen vesistöalueille ollaan tekemässä myös tulvariskien hallintasuunnitelmat. Tämä hallintasuunnitelma on laadittu Pohjois-Pohjanmaan elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskuksen ympäristö- ja luonnonvarat vastuualueella Iijoen vesistöalueen tulvaryhmän ohjauksessa vuosille 2016–2021. Tulvaryhmä nimesi hallintasuunnitelman tavoitteet sekä toimenpiteet, joilla tavoitteet tullaan saavuttamaan. Pudasjärven keskustassa tavoitteet toteutuvat jo nykyisillä toimenpiteillä ja niiden tehostamisella, koska keskustaan on rakennettu penkereitä suojaamaan asutusta tulvilta. Nykyisiin toimenpiteisiin luetaan esimerkiksi penkereiden kunnossapito, vesistön säännöstely, erilaiset valmiustoimet sekä tulvatilannetyö. Muita toimenpiteitä ovat esimerkiksi asukkaiden tulvatietoisuuden lisääminen, millä tarkoitetaan sitä, että asukkaat ovat tietoisia tulvavaarasta ja osaavat suojata omaisuuttaan sekä sitä, että asukkaita tiedotetaan vahinkoa aiheuttavasta tulvasta mahdollisimman varhain. Tähän liittyy myös se, että viranomaisille on käytössään aina ajantasainen vesistömalli, jonka avulla voidaan ennustaa mahdollisia tulvia. Toimenpiteiden vastuutahot vastaavat ensisijaisesti toimenpiteiden toteuttamisen käynnistämisestä. ELY-keskuksen tehtävänä on omalta osaltaan huolehtia siitä, että vastuutahot pysyvät suunnitellussa aikataulussa. Lisäksi ELY-keskus yhdessä tulvaryhmän kanssa huolehtii toimenpiteiden seurannasta sekä niiden päivittämisestä. Tulvaryhmän tehtävänä on vuosien 2016–2021 aikana jakaa ja välittää tietoa siitä, mitä vesistössä ja sen varrella tapahtuu, sekä ylläpitää tulvariskien hallinnan kannalta keskeisten toimijoiden välistä yhteistyötä.

Vesien tila hyväksi yhdessä : Keski-Suomen vesienhoidon toimenpideohjelma vuosille 2016-2021

Vesienhoidon tavoitteena on saada pinta- ja pohjavedet vähintään hyvään tilaan ja estää hyvälaatuisten vesien tilan heikkeneminen. Tavoitteiden saavuttamiseksi on laadittu vesienhoitosuunnitelmat ja niiden tausta-aineistona olevat yksityiskohtaisemmat toimenpideohjelmat. Keski-Suomen vesienhoidon toimenpideohjelma vuosille 2016–2021 tarkentaa Kymijoen-Suomenlahden ja Kokemäenjoen-Saaristomeren-Selkämeren-vesienhoitosuunnitelmia Keski-Suomen osalta. Toimenpideohjelmassa on kuvattu Keski-Suomen pinta- ja pohjavesien nykytila, vesiä muuttavat tekijät, vesien parantamistarpeet sekä esitetty tarvittavat toimenpiteet vesien tilan parantamiseksi ja ylläpitämiseksi. Toimenpideohjelmassa on arvioitu yli 460 pintavesimuodostuman tila sekä 45 pohjavesialueen pohjaveden tila. Maakunnan luokiteltujen järvien pinta-alasta 22 % on erinomaisia, 71 % hyviä ja 7 % alle hyvän tilan. Luokiteltujen jokien pituudesta 7 % on erinomaisia, 41 % hyviä ja 52 % alle hyvän tilan. Ekologista tilaa heikentää erityisesti hajakuormitus, joka on pääosin peräisin maa-ja metsätaloudesta ja haja-asutuksesta. Paikoitellen myös pistekuormitus heikentää vesientilaa. Joet ovat järviä huonommassa tilassa muun muassa ihmistoiminnan aiheuttamien rakenteellisten ja hydrologisten muutosten vuoksi. Hyvässä kemiallisessa tilassa on 40 % järvipinta-alasta ja 41 % jokipituudesta. Huono kemiallinen tila johtuu kalojen elohopeasta, jonka on arvioitu olevan peräisin pääosin ilman kautta tulevasta laskeumasta. Maakunnassa on luokiteltu 239 I ja II luokan pohjavesialuetta. Pohjaveden kemiallista tai määrällistä tilaa uhkaavaa toimintaa on arvioitu olevan 45 pohjavesialueella. Näistä riskinalaisiksi on todettu 28 pohjavesialuetta, joista huonotilaisiksi on arvioitu 24 ja hyvätilaisiksi 4. Kaikilla huonotilaisilla pohjavesialueilla huonon tilan aiheuttaa pohjaveden kemiallinen tila. Teollisuus- ja yritystoiminta ja näiden synnyttämät pilaantuneet alueet, liikenne ja tienpito sekä maatalous aiheuttavat merkittävimmät uhkat pohjavedelle. Lisäselvityksiä riskinalaisuudesta ja tilasta on tarpeen tehdä 17 pohjavesialueella Maa- ja metsätalouden vesienhoitotoimenpiteillä pyritään erityisesti ravinne- ja kiintoainekuormituksen vähentämiseen. Esimerkiksi maatalouden suojavyöhykkeitä ja kosteikkoja on esitetty nyt selvästi enemmän kuin 1. kaudella. Kunnostusojituksen vesiensuojelua tehostetaan perusvesiensuojelutason lisäksi muun muassa putkipadoilla ja vanhojen ojitusten aiheuttamia eroosiohaittoja torjutaan erillishankkeiden kautta. Pistekuormituksen vähentämiskesi esitetään muun muassa kahdeksan jätevedenpuhdistamon perusparantamista sekä turvetuotannon vesiensuojelua tehostetaan viidesosalla olemassa olevasta turvetuotantopinta-alasta. Vesistöjen rakentamiseen, säännöstelyyn ja kunnostukseen liittyviä toimenpiteitä on esitetty yhteensä 22 jokimuodostumalle ja 14 järvelle.. Pohjavesialueilla keskeisiä vesienhoitotoimenpiteitä ovat erityisesti pilaantuneiden alueiden kunnostukset, teiden talvisuolauksen vähentäminen ja suolaa vähemmän haitallisen aineen käyttöönotto sekä pohjavesisuojausten rakentaminen liikennealleille ja -väylille. Toimenpideohjelma on valmisteltu yhteistyössä vesienhoidon yhteistyöryhmän kanssa. Kansalaisia, viranomaisia ja sidosryhmiä on kuultu useissa suunnittelun eri vaiheissa

Maatalousalueiden luonnon monimuotoisuuden ja kosteikkojen yleissuunnitelma ; Ranua ja Posio

Luonnon monimuotoisuuden ja kosteikkojen (LUMO) yleissuunnittelu on maa- ja metsätalousministeriön rahoittama valtakunnallinen hankekokonaisuus, jonka tarkoituksena on parantaa maaseutuympäristöjen vesistönsuojelua sekä auttaa arvostamaan, säilyttämään ja palauttamaan luonnon monimuotoisuuden ja maiseman kannalta tärkeitä kohteita. Posiolle ja Ranualle suunnittelua haluttiin kohdentaa, koska seudulle on virinnyt uutta maaseutuyrittäjyyttä ja toisaalta alueilta on tullut viime vuosina vähän erityistukihakemuksia. Sijainti herkällä latvavesien alueella oli myös suunnittelualueen valinnan perusteena. Tässä suunnitelmassa kartoitetut kohteet vaihtelevat jokivarsien ja sisävesien rantojen rehevistä niityistä vanhoihin hakamaihin ja metsälaitumiin. Vesistönsuojelun näkökulmasta pelloilta tapahtuvaa huuhtoumaa voidaan merkittävästi pienentää hoitamalla nykyiselläänkin varsin leveitä reunavyöhykkeitä sekä tulvapeltoja ja -niittyjä. Pienilläkin vesienhoitotoimilla kuten ojan tukkimisella tai uoman leventämisellä ja laskeutusaltaiden rakentamisella voidaan edistää suunnittelualueen vesiensuojelua. Suunnitelmaan valittiin 113 kohdealuetta, joista suurin osa on muodostettu yhdistämällä useampia erillisiä tai luontotyypiltään erilaisia kohteita. Pinta-alat vaihtelevat aarien ketolaikuista useiden hehtaarien niittyihin. Suunnitelma tehtiin yhteistyössä kyläyhdistysten, maanviljelijöiden ja asukkaiden kanssa. Pensoittuneiden jokivarsien ja kylien viljelysmaisemien avaamiseksi tarvitaan nyt aktiivisia hoitotoimia. Posiolla ja Ranualla on erinomaisia maisemanhoitajia erityisesti nautakarjatiloilla. Tässä yleissuunnitelmassa esitetyille kohteille voidaan hakea maatalousluonnon monimuotoisuuden ja maiseman edistämiseen tarkoitettuja sopimuksia sekä kosteikkojen hoitosopimusta. Tulvaherkille tai kalteville vesistöön rajautuville peltolohkoille voi perustaa lohkotoimenpiteenä suojavyöhykkeen, mikäli viljelijä on tehnyt ympäristösitoumuksen. Kosteikkojen perustamiseen ja arvokkaiden perinnemaisemien ja luonnonlaitumien alkukunnostukseen voi hakea ei-tuotannollista investointia.

La monnaie en droit : nature d'une abstraction outre fondée : essai dialectique et logique sur la dualité dans la catégoricité juridique et sur l'abstraction d'hérédité monétaire

"Thèse présentée à la Faculté des études supérieures en vue de l'obtention du grade de Docteur en droit (LL.D.)"

Interactions protéiques et relation dynamique entre phosphorylation / sumoylation / ubiquitination des protéines TIF1α, β et PML: détection in vivo par BRET

Trois protéines de la famille TRIM (Motif TRIpartite), TIF1α, β (Transcriptional Intermediary Factor 1) et PML (ProMyelocytic Leukaemia¬), font l’objet de cette étude. TIF1α est connu comme un coactivateur des récepteurs nucléaires et TIF1β comme le corépresseur universel des protéines KRAB-multidoigt de zinc dont le prototype étudié ici est ZNF74. PML possède divers rôles dont le plus caractérisé est celui d’être l’organisateur principal et essentiel des PML-NBs (PML-Nuclear Bodies), des macrostructures nucléaires très dynamiques regroupant et coordonnant plus de 40 protéines. Il est à noter que la fonction de TIF1α, β et PML est régulée par une modification post-traductionnelle, la sumoylation, qui implique le couplage covalent de la petite protéine SUMO (Small Ubiquitin like MOdifier) à des lysines de ces trois protéines cibles. Cette thèse propose de développer des méthodes utilisant le BRET (Bioluminescence Resonance Energy Transfert) afin de détecter dans des cellules vivantes et en temps réel des interactions non-covalentes de protéines nucléaires mais aussi leur couplage covalent à SUMO. En effet, le BRET n’a jamais été exploré jusqu’alors pour étudier les interactions non-covalentes et covalentes de protéines nucléaires. L’étude de l’interaction de protéines transcriptionnellement actives est parfois difficile par des méthodes classiques du fait de leur grande propension à agréger (famille TRIM) ou de leur association à la matrice nucléaire (ZNF74). L’homo et l’hétérodimérisation de TIF1α, β ainsi que leur interaction avec ZNF74 sont ici testées sur des protéines entières dans des cellules vivantes de mammifères répondant aux résultats conflictuels de la littérature et démontrant que le BRET peut être avantageusement utilisé comme alternative aux essais plus classiques basés sur la transcription. Du fait de l’hétérodimérisation confirmée de TIF1α et β, le premier article présenté ouvre la possibilité d’une relation étroite entre les récepteurs nucléaires et les protéines KRAB- multidoigt de zinc. Des études précédentes ont démontré que la sumoylation de PML est impliquée dans sa dégradation induite par l’As2O3 et dépendante de RNF4, une E3 ubiquitine ligase ayant pour substrat des chaînes de SUMO (polySUMO). Dans le second article, grâce au développement d’une nouvelle application du BRET pour la détection d’interactions covalentes et non-covalentes avec SUMO (BRETSUMO), nous établissons un nouveau lien entre la sumoylation de PML et sa dégradation. Nous confirmons que le recrutement de RNF4 dépend de SUMO mais démontrons également l’implication du SBD (Sumo Binding Domain) de PML dans sa dégradation induite par l’As2O3 et/ou RNF4. De plus, nous démontrons que des sérines, au sein du SBD de PML, qui sont connues comme des cibles de phosphorylation par la voie de la kinase CK2, régulent les interactions non-covalentes de ce SBD mettant en évidence, pour la première fois, que les interactions avec un SBD peuvent dépendre d’un évènement de phosphorylation (“SBD phospho-switch”). Nos résultats nous amènent à proposer l’hypothèse que le recrutement de PML sumoylé au niveau des PML-NBs via son SBD, favorise le recrutement d’une autre activité E3 ubiquitine ligase, outre celle de RNF4, PML étant lui-même un potentiel candidat. Ceci suggère l’existence d’une nouvelle relation dynamique entre phosphorylation, sumoylation et ubiquitination de PML. Finalement, il est suggéré que PML est dégradé par deux voies différentes dépendantes de l’ubiquitine et du protéasome; la voie de CK2 et la voie de RNF4. Enfin une étude sur la sumoylation de TIF1β est également présentée en annexe. Cette étude caractérise les 6 lysines cibles de SUMO sur TIF1β et démontre que la sumoylation est nécessaire à l’activité répressive de TIF1β mais n’est pas impliquée dans son homodimérisation ou son interaction avec la boîte KRAB. La sumoylation est cependant nécessaire au recrutement d’histones déacétylases, dépendante de son homodimérisation et de l’intégrité du domaine PHD. Alors que l’on ne connaît pas de régulateur physiologique de la sumoylation outre les enzymes directement impliquées dans la machinerie de sumoylation, nous mettons en évidence que la sumoylation de TIF1β est positivement régulée par son interaction avec le domaine KRAB et suggérons que ces facteurs transcriptionnels recrutent TIF1β à l’ADN au niveau de promoteur et augmentent son activité répressive en favorisant sa sumoylation.

Towards the nanomechanical actuation and controlled assembly of nanomaterials using charge-transfer reactions in electroactive self-assembled monolayers

Les microcantileviers fonctionnalisés offrent une plateforme idéale pour la nano- et micro-mécanique et pour le développement de (bio-) capteurs tres sensible. Le principe d’opération consiste dans des évènements physicochimiques qui se passent du côté fonctionnalisé du microcantilevier induisant une différence de stress de surface entre les deux côtés du cantilevier qui cause une déflexion verticale du levier. Par contre, les facteurs et les phénomènes interfacials qui régissent la nature et l'intensité du stress de surface sont encore méconnus. Pour éclaircir ce phénomène, la première partie de cette thèse porte sur l'étude des réactions de microcantileviers qui sont recouverts d'or et fonctionnalisés par une monocouche auto-assemblée (MAA) électroactive. La formation d'une MAA de ferrocènylundécanethiol (FcC11SH) à la surface d'or d'un microcantilevier est le modèle utilisé pour mieux comprendre le stress de surface induit par l’électrochimie. Les résultats obtenus démontrent qu'une transformation rédox de la MAA de FcC11SH crée un stress de surface qui résulte dans une déflexion verticale du microcantilevier. Dépendamment de la flexibilité du microcantilevier, cette déflexion peut varier de quelques nanomètres à quelques micromètres. L’oxydation de cette MAA de FcC11SH dans un environnement d'ions perchlorate génère un changement de stress de surface compressive. Les résultats indiquent que la déflexion du microcantilevier est due à une tension latérale provenant d'une réorientation et d'une expansion moléculaire lors du transfért de charge et de pairage d’anions. Pour vérifier cette hypothèse, les mêmes expériences ont été répéteés avec des microcantileviers qui ont été couverts d'une MAA mixte, où les groupements électroactifs de ferrocène sont isolés par des alkylthiols inactifs. Lorsqu’un potentiel est appliqué, un courant est détecté mais le microcantilevier ne signale aucune déflexion. Ces résultats confirment que la déflexion du microcantilevier est due à une pression latérale provenant du ferrocènium qui se réorganise et qui crée une pression sur ses pairs avoisinants plutôt que du couplage d’anions. L’amplitude de la déflexion verticale du microcantilevier dépend de la structure moléculaire de la MAA et du le type d’anion utilisés lors de la réaction électrochimique. Dans la prochaine partie de la thèse, l’électrochimie et la spectroscopie de résonance de plasmon en surface ont été combinées pour arriver à une description de l’adsorption et de l’agrégation des n-alkyl sulfates à l’interface FcC11SAu/électrolyte. À toutes les concentrations de solution, les molécules d'agent tensio-actif sont empilées perpendiculairement à la surface d'électrode sous forme de monocouche condensé entrecroisé. Cependant, la densité du film spécifiquement adsorbé s'est avérée être affectée par l'état d'organisation des agents tensio-actifs en solution. À faible concentration, où les molécules d'agent tensio-actif sont présentes en tant que monomères solvatés, les monomères peuvent facilement s'adapter à l’évolution de la concentration en surface du ferrocènium lors du balayage du potential. Cependant, lorsque les molécules sont présentes en solution en tant que micelles une densité plus faible d'agent tensio-actif a été trouvée en raison de l'incapacité de répondre effectivement à la surface de ferrocenium générée dynamiquement.

Régulation de l'activité transcriptionnelle du récepteur nucléaire FXR par la ghréline et les modifications post-traductionnelles

Le récepteur X des farnésoïdes (FXR) fait partie de la superfamille des récepteurs nucléaires et agit comme un facteur de transcription suite à la liaison d’un ligand spécifique. Le récepteur FXR, activé par les acides biliaires, joue un rôle essentiel dans le métabolisme des lipides et du glucose en plus de réguler l’homéostasie des acides biliaires. Notre laboratoire a récemment mis en évidence une nouvelle voie de régulation du récepteur PPARγ en réponse au récepteur de la ghréline. En effet, la ghréline induit l’activation transcriptionnelle de PPARγ via une cascade de signalisation impliquant les kinases Erk1/2 et Akt, supportant un rôle périphérique de la ghréline dans les pathologies associées au syndrome métabolique. Il est de plus en plus reconnu que la cascade métabolique impliquant PPARγ fait également intervenir un autre récepteur nucléaire, FXR. Dans ce travail, nous montrons que la ghréline induit l’activation transcriptionnelle de FXR de manière dose-dépendante et induit également la phosphorylation du récepteur sur ses résidus sérine. En utilisant des constructions tronquées ABC et CDEF de FXR, nous avons démontré que la ghréline régule l’activité de FXR via les domaines d’activation AF-1 et AF-2. L’effet de la ghréline et du ligand sélectif GW4064 sur l’induction de FXR est additif. De plus, nous avons démontré que FXR est la cible d’une autre modification post-traductionnelle, soit la sumoylation. En effet, FXR est un substrat cellulaire des protéines SUMO-1 et SUMO-3 et la sumoylation du récepteur est ligand-indépendante. SUMO-1 et SUMO-3 induisent l’activation transcriptionnelle de FXR de façon dose-dépendante. Nos résultats indiquent que la lysine 122 est le site prédominant de sumoylation par SUMO-1, quoiqu’un mécanisme de coopération semble exister entre les différents sites de sumoylation de FXR. Avec son rôle émergeant dans plusieurs voies du métabolisme lipidique, l’identification de modulateurs de FXR s’avère être une approche fort prometteuse pour faire face à plusieurs pathologies associées au syndrome métabolique et au diabète de type 2.