Évaluation neurobiologique des souris spontanément hypertendues : Du vieillissement à la génomique comparative

Le but de cette thèse est premièrement d’évaluer l’effet du vieillissement sur les fonctions psychomotrices des souches de souris sélectionnées génétiquement en fonction de leur tension artérielle (TA); deuxièmement, de localiser les déterminants génétiques des phénotypes psychophysiologiques à partir de souches recombinantes congéniques (RCS). Ces travaux ont mené à la publication de 4 articles. Le premier article décrit l’évaluation des fonctions psychomotrices des souches avec une tension artérielle élevée (HBP), basse (LBP) et normale (NBP). La performance aux épreuves d’exploration, d’habiletés motrices et d’apprentissage spatial, a été mesurée sur deux cohortes âgées respectivement de 12 mois et de trois mois. Indépendamment de l’âge, les HBPs sont hyperactives dans l’open-field (OF), mais pas dans le test d’exploration de trous. Inversement, les LBP explorent moins d’espaces que les NBP et, à trois mois seulement, sont hypoactives dans l’OF. Par ailleurs, les HBPs et les LBP présentent des déficits précoces de coordination motrice et des fonctions visuo-motrices. Le second article concerne l’évaluation longitudinale de la coordination motrice, de l’anxiété et de l’apprentissage spatial des souches HBP, LBP et NBP, à l’âge de deux mois et de 12 mois. Le vieillissement accentue l’hyperactivité des HBPs dans l’OF. Par contre, l’hypoactivité des souris LBP est détectable seulement à l’âge de deux mois. Indépendamment de l’âge, les souris HBP et LBP montrent une perception réduite du danger dans l’épreuve d’anxiété et des dysfonctions visuo-motrices au labyrinthe aquatique. Enfin, des déficits précoces de coordination motrice se manifestent seulement chez les HBPs. Il reste à déterminer si les déficits observés sont liés à des déterminants génétiques indépendants ou secondaires aux altérations de la tension artérielle. Le troisième article présente la comparaison entre les souches consanguines A/J et C57Bl/6J (B6) aux épreuves de l’OF, de la planche à trous, du labyrinthe aquatique et du cintre (coordination motrice). Les B6 explore d’avantage l’OF et la planche à trous. Les B6 sont moins rapides sur le cintre, mais supérieurs aux A/J dans le labyrinthe aquatique, avec une plate-forme invisible ou visible. Ces résultats démontrent l’implication de déterminants génétiques. Cette thèse se termine par un quatrième article sur la localisation des déterminants génétiques de la susceptibilité au stress dans les RCS, dérivées de A/J et B6, et présentant un agencement spécifique de 12.5% du génome. La réactivité émotionnelle est évaluée dans l’OF et le plus-maze; la réponse de stress est mesurée par radio télémétrie de la température interne pendant le stress d’immobilisation (SI) sous diète régulière et riche en sel; l’excrétion des électrolytes urinaires est dosée après 24 heures de diète salée. Les loci les plus significatifs sont situés dans les régions suivantes: de l’émotionalité dans l’OF (Emo1) sur le chr. 1 (LOD=4.6) correspondant à la région homologue impliquée dans la cohorte d’hypertension familiale du Saguenay; de la dopa décarboxylase (ddc) sur le chr. 11 pour l’émergence du plus-maze (LOD=4.7); de la protéine liant l’endotoxine (lbp) sur le chr. 2 pour l’hypothermie initiale en réponse au SI (LOD=4); et de HSP90 sur le chr. 12 pour l’excrétion de Ca++ (LOD=4.6). Des banques de données sont ensuite interrogées pour recenser les polymorphismes des régions régulatrices ou codantes des gènes candidats chez les souches ancestrales A/J et B6, dont les séquences sont disponibles pour le génome entier. Des utilitaires web permettent de dévoiler les changements dans la structure secondaire de l’ARNm, l’interférence avec des microARN ou avec d’autres motifs de liaison. Plusieurs SNPs fonctionnels ont été identifiés pour le QTL du chr. 1, particulièrement dans les éléments de régulation; ceux-ci impliquant des gènes reliés avec les réponses inflammatoire/immunitaire ou avec le système cardiovasculaire. La quantification par la PCR confirme une régulation à la baisse d’atp1a2 dans le cœur et le cerveau des souches susceptibles à l’anxiété. Ces résultats confirment l’intrication des altérations de la susceptibilité au stress et de la régulation de la TA.

Identification of blood pressure genes in the Dahl salt-sensitive hypertension model

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Identification of blood pressure genes in the Dahl salt-sensitive hypertension model

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le traité de Lisbonne et la politique de défense : la coopération structurée permanente

La coopération structurée permanente (CSP) est un « élément » introduit par le traité de Lisbonne en matière de défense. Cette nouvelle coopération est difficile de compréhension, c’est l’une des raisons pour laquelle elle est passée inaperçue jusqu’à présent. La CSP s’adresse aux pays « qui remplissent des critères plus élevés de capacités militaires » et qui entendent s’unir sur la base d’« objectifs agrées concernant le niveau des dépenses d’investissement en matière d’équipements de défense ». La structure du contenu de la CSP est floue et reste encore à être défini. Cependant, la CSP présente trois caractéristiques étonnantes pour une initiative qui concerne la défense. Tout d’abord, la CSP est unique et permanente. Ensuite, la CSP sera instituée à la majorité qualifiée. Cela s’applique aussi en cas d’exclusion d’un participant. Enfin, le traité n’établit aucun quota minimum relatif au nombre d’adhérents. De façon générale, ces trois particularités semblent avoir été mises en œuvre dans le but de créer un mécanisme encourageant les États membres à augmenter leurs dépenses dans le domaine militaire, au moins en ce qui concerne les investissements et la recherche. La CSP aura donc pour objectif de créer une Europe à deux vitesses. Cependant, plusieurs États ont critiqué cette hypothèse. Ceci a donné lieu à un débat sur le niveau d’inclusivité de la CSP et sur ses paramètres d’adhésion. Il y a une réelle confusion autour de la CSP. Les dispositions qui la définissent semblent être le fruit d’une bataille diplomatique. A première vue, une CSP trop inclusive risquerait d’alourdir la machine administrative de la politique de sécurité et de défense, déjà complexe, sans y apporter de nouvelles perspectives. A l’inverse, un projet plus exclusif pourrait offrir une réelle valeur à l’Union européenne, à la condition qu’il ne reste pas enfermé dans un domaine simplement capacitaire. Par exemple, si l’on confère à la CSP une dimension opérationnelle, par conséquent une dimension politique. Pour mettre en application ce projet plus exclusif, il faudrait surmonter certains dogmes qui planent sur le politique de sécurité et de défense.

Caractérisation biochimique du complexe Smc5-6

Les membres de la famille SMC (Structural Maintenance of Chromosomes), présents dans tous les domaines de la vie, sont impliqués dans des processus allant de la cohésion des chromatides-sœurs jusqu’à la réparation de l’ADN. Chacun des membres de cette famille, composée de 6 membres (Smc1 à Smc6), s’associe avec un autre membre ainsi qu’à des sous-unités non-SMC pour former 3 complexes : cohésine, condensine et Smc5-6. L’implication du complexe Smc5-6 dans plusieurs aspects du maintien de l’intégrité génomique est bien démontrée. Néanmoins, une question fondamentale concernant ce complexe demeure encore sans réponse: comment peut-il être impliqué dans autant d’aspects de la vie d’une cellule? Encore à ce jour, il est difficile de répondre à cette question en raison du manque d’information disponible au sujet des activités biochimiques de ce complexe. C’est pourquoi l’objectif de ce travail consiste en la caractérisation biochimique du complexe Smc5-6. La biochimie de cohésine et condensine suggère diverses possibilités en ce qui a trait aux activités biochimiques du complexe Smc5-6. La première étape de mon projet fut donc d’élaborer une procédure pour la purification de Smc5 et Smc6 après surexpression en levure. Après plusieurs expériences, il apparut clair que les deux protéines possèdent une activité de liaison à l’ADN simple brin (ADNsb) ainsi qu’à l’ADN double brins (ADNdb) et que, même si les protéines peuvent se lier aux deux types d’ADN, elles possèdent une plus grande affinité pour l’ADNsb. De plus, ces expériences permirent de démontrer que l’interaction entre Smc5 ou Smc6 et l’ADNsb est très stable, alors que l’interaction avec l’ADNdb ne l’est pas. Suite à l’obtention de ces résultats, la seconde étape fut la détermination de la ou des partie(s) de Smc5 et Smc6 permettant la liaison à l’ADN. Pour répondre à cette question, une dissection moléculaire fut réalisée, suivi d’une caractérisation des différents domaines constituants Smc5 et Smc6. De cette façon, il fut possible de démontrer qu’il existe deux sites de liaison à l’ADN sur Smc5 et Smc6 ; le premier site se trouvant dans le domaine «hinge» ainsi que dans la région adjacente du domaine «coiled-coil» et le second au niveau de la tête ATPase des deux protéines. Bien que les deux domaines puissent lier l’ADNsb, il fut démontré qu’une différence majeure existe au niveau de leur affinité pour ce type d’ADN. En effet, le domaine «hinge» possède une affinité plus forte pour l’ADNsb que la tête ATPase. De plus, cette dernière est incapable de lier l’ADNdb alors que le domaine «hinge» le peut. L’identification des sites de liaison à l’ADN sur Smc5 et Smc6 permettra de créer de nouveaux mutants possédant un défaut dans la liaison à l’ADN. Ainsi, l’étude du complexe Smc5-6 durant la réparation de l’ADN in vivo sera facilité.

Convergence Of A Specialized Root Trait In Plants From Nutrient-impoverished Soils: Phosphorus-acquisition Strategy In A Nonmycorrhizal Cactus.

In old, phosphorus (P)-impoverished habitats, root specializations such as cluster roots efficiently mobilize and acquire P by releasing large amounts of carboxylates in the rhizosphere. These specialized roots are rarely mycorrhizal. We investigated whether Discocactus placentiformis (Cactaceae), a common species in nutrient-poor campos rupestres over white sands, operates in the same way as other root specializations. Discocactus placentiformis showed no mycorrhizal colonization, but exhibited a sand-binding root specialization with rhizosheath formation. We first provide circumstantial evidence for carboxylate exudation in field material, based on its very high shoot manganese (Mn) concentrations, and then firm evidence, based on exudate analysis. We identified predominantly oxalic acid, but also malic, citric, lactic, succinic, fumaric, and malonic acids. When grown in nutrient solution with P concentrations ranging from 0 to 100 μM, we observed an increase in total carboxylate exudation with decreasing P supply, showing that P deficiency stimulated carboxylate release. Additionally, we tested P solubilization by citric, malic and oxalic acids, and found that they solubilized P from the strongly P-sorbing soil in its native habitat, when the acids were added in combination and in relatively low concentrations. We conclude that the sand-binding root specialization in this nonmycorrhizal cactus functions similar to that of cluster roots, which efficiently enhance P acquisition in other habitats with very low P availability.

Genome wide scan for quantitative trait loci affecting tick resistance in cattle (Bos taurus x Bos indicus)

Background : In tropical countries, losses caused by bovine tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus infestation have a tremendous economic impact on cattle production systems. Genetic variation between Bos taurus and Bos indicus to tick resistance and molecular biology tools might allow for the identification of molecular markers linked to resistance traits that could be used as an auxiliary tool in selection programs. The objective of this work was to identify QTL associated with tick resistance/susceptibility in a bovine F2 population derived from the Gyr (Bos indicus) x Holstein (Bos taurus) cross. Results: Through a whole genome scan with microsatellite markers, we were able to map six genomic regions associated with bovine tick resistance. For most QTL, we have found that depending on the tick evaluation season (dry and rainy) different sets of genes could be involved in the resistance mechanism. We identified dry season specific QTL on BTA 2 and 10, rainy season specific QTL on BTA 5, 11 and 27. We also found a highly significant genome wide QTL for both dry and rainy seasons in the central region of BTA 23. Conclusions: The experimental F2 population derived from Gyr x Holstein cross successfully allowed the identification of six highly significant QTL associated with tick resistance in cattle. QTL located on BTA 23 might be related with the bovine histocompatibility complex. Further investigation of these QTL will help to isolate candidate genes involved with tick resistance in cattle.

Multi-trait and random regression mature weight heritability and breeding value estimates in Nelore cattle

Mature weight breeding values were estimated using a multi-trait animal model (MM) and a random regression animal model (RRM). Data consisted of 82 064 weight records from 8 145 animals, recorded from birth to eight years of age. Weights at standard ages were considered in the MM. All models included contemporary groups as fixed effects, and age of dam (linear and quadratic effects) and animal age as covariates. In the RRM, mean trends were modelled through a cubic regression on orthogonal polynomials of animal age and genetic maternal and direct and maternal permanent environmental effects were also included as random. Legendre polynomials of orders 4, 3, 6 and 3 were used for animal and maternal genetic and permanent environmental effects, respectively, considering five classes of residual variances. Mature weight (five years) direct heritability estimates were 0.35 (MM) and 0.38 (RRM). Rank correlation between sires' breeding values estimated by MM and RRM was 0.82. However, selecting the top 2% (12) or 10% (62) of the young sires based on the MM predicted breeding values, respectively 71% and 80% of the same sires would be selected if RRM estimates were used instead. The RRM modelled the changes in the (co) variances with age adequately and larger breeding value accuracies can be expected using this model.

Quantitative Trait Loci Mapping and The Genetic Basis of Heterosis in Maize and Rice

Despite its importance to agriculture, the genetic basis of heterosis is still not well understood. The main competing hypotheses include dominance, overdominance, and epistasis. NC design III is an experimental design that. has been used for estimating the average degree of dominance of quantitative trait 106 (QTL) and also for studying heterosis. In this study, we first develop a multiple-interval mapping (MIM) model for design III that provides a platform to estimate the number, genomic positions, augmented additive and dominance effects, and epistatic interactions of QTL. The model can be used for parents with any generation of selling. We apply the method to two data sets, one for maize and one for rice. Our results show that heterosis in maize is mainly due to dominant gene action, although overdominance of individual QTL could not completely be ruled out due to the mapping resolution and limitations of NC design III. For rice, the estimated QTL dominant effects could not explain the observed heterosis. There is evidence that additive X additive epistatic effects of QTL could be the main cause for the heterosis in rice. The difference in the genetic basis of heterosis seems to be related to open or self pollination of the two species. The MIM model for NC design III is implemented in Windows QTL Cartographer, a freely distributed software.

No evidence of female choice for a condition-dependent trait in the agamid lizard, Ctenophorus ornatus

Female choice has rarely been documented in reptiles. In this study we examined the variation, condition-dependence and female preference for a range of male morphological and colour traits in the agamid lizard, Ctenophorus ornatus. Colour traits were measured with reflectance spectrophotometry which allows the accurate quantification of colour traits independent of the human visual system. All the colour traits varied greatly in brightness but only the throat showed high variation in the spectral shape. For the morphological traits, chest patch size showed the highest amount of variation and was also condition-dependent. Males with a larger chest patch also had a patch which was a darker black. Female mate choice trials were conducted on male chest patch size and body size, which is the trait females have preferred in other lizard species. Females showed no preference, measured as spatial association, for larger males or males with bigger chest patches. In post-hoc tests females did not prefer males with brighter throats or darker chests, Our findings suggest that females show no spatial discrimination between males on the basis of a range of traits most expected to influence female choice.

Abnormal Left and Right Amygdala-Orbitofrontal Cortical Functional Connectivity to Emotional Faces: State Versus Trait Vulnerability Markers of Depression in Bipolar Disorder

Background: Amygdala-orbitofrontal cortical (OFC) functional connectivity (FC) to emotional stimuli and relationships with white matter remain little examined in bipolar disorder individuals (BD). Methods: Thirty-one BD (type 1; n = 17 remitted; n = 14 depressed) and 24 age- and gender-ratio-matched healthy individuals (HC) viewed neutral, mild, and intense happy or sad emotional faces in two experiments. The FC was computed as linear and nonlinear dependence measures between amygdala and OFC time series. Effects of group, laterality, and emotion intensity upon amygdala-OFC FC and amygdala-OFC FC white matter fractional anisotropy (FA) relationships were examined. Results: The BD versus HC showed significantly greater right amygdala-OFC FC (p <= .001) in the sad experiment and significantly reduced bilateral amygdala-OFC FC (p = .007) in the happy experiment. Depressed but not remitted female BD versus female HC showed significantly greater left amygdala-OFC FC (p = .001) to all faces in the sad experiment and reduced bilateral amygdala-OFC FC to intense happy faces (p = .01). There was a significant nonlinear relationship (p = .001) between left amygdala-OFC FC to sad faces and FA in HC. In BD, antidepressants were associated with significantly reduced left amygdala-OFC FC to mild sad faces (p = .001). Conclusions: In BD, abnormally elevated right amygdala-OFC FC to sad stimuli might represent a trait vulnerability for depression, whereas abnormally elevated left amygdala-OFC FC to sad stimuli and abnormally reduced amygdala-OFC FC to intense happy stimuli might represent a depression state marker. Abnormal FC measures might normalize with antidepressant medications in BD. Nonlinear amygdala-OFC FC-FA relationships in BID and HC require further study.

Anterior cingulate volumes associated with trait impulsivity in individuals with bipolar disorder

Objective: Impulsivity is associated with the clinical outcome and likelihood of risky behaviors among bipolar disorder (BD) patients. Our previous study showed an inverse relationship between impulsivity and orbitofrontal cortex (OFC) volume in healthy subjects. We hypothesized that BD patients would show an inverse relationship between impulsivity and volumes of the OFC, anterior cingulate cortex (ACC), medial prefrontal cortex, and amygdala, which have been implicated in the pathophysiology of BD. Methods: Sixty-three BD patients were studied (mean +/- SD age = 38.2 +/- 11.5 years; 79% female). The Barratt Impulsiveness Scale (BIS), version 11A, was used to assess trait impulsivity. Images were processed using SPM2 and an optimized voxel-based morphometry protocol. We examined the correlations between BIS scores and the gray matter (GM) and white matter (WM) volumes of the prespecified regions. Results: Left rostral ACC GM volume was inversely correlated with the BIS total score (t = 3.95, p(corrected) = 0.003) and the BIS motor score (t = 5.22, p(corrected) < 0.001). In contrast to our hypothesis, OFC volumes were not significantly associated with impulsivity in BD. No WM volume of any structure was significantly correlated with impulsivity. No statistical association between any clinical variable and the rostral ACC GM volumes reached significance. Conclusions: Based on our previous findings and the current results, impulsivity may have a different neural representation in BD and healthy subjects, and the ACC may be involved in the pathophysiology of abnormal impulsivity regulation in BD patients.

Reduced gray matter volume in ventral prefrontal cortex but not amygdala in bipolar disorder: Significant effects of gender and trait anxiety

Neuroimaging studies in bipolar disorder report gray matter volume (GMV) abnormalities in neural regions implicated in emotion regulation. This includes a reduction in ventral/orbital medial prefrontal cortex (OMPFC) GMV and, inconsistently, increases in amygdala GMV. We aimed to examine OMPFC and amygdala GMV in bipolar disorder type 1 patients (BPI) versus healthy control participants (HC), and the potential confounding effects of gender, clinical and illness history variables and psychotropic medication upon any group differences that were demonstrated in OMPFC and amygdala GMV Images were acquired from 27 BPI (17 euthymic, 10 depressed) and 28 age- and gender-matched HC in a 3T Siemens scanner. Data were analyzed with SPM5 using voxel-based morphometry (VBM) to assess main effects of diagnostic group and gender upon whole brain (WB) GMV. Post-hoc analyses were subsequently performed using SPSS to examine the extent to which clinical and illness history variables and psychotropic medication contributed to GMV abnormalities in BPI in a priori and non-a priori regions has demonstrated by the above VBM analyses. BPI showed reduced GMV in bilateral posteromedial rectal gyrus (PMRG), but no abnormalities in amygdala GMV. BPI also showed reduced GMV in two non-a priori regions: left parahippocampal gyrus and left putamen. For left PMRG GMV, there was a significant group by gender by trait anxiety interaction. GMV was significantly reduced in male low-trait anxiety BPI versus male low-trait anxiety HC, and in high-versus low-trait anxiety male BPI. Our results show that in BPI there were significant effects of gender and trait-anxiety, with male BPI and those high in trait-anxiety showing reduced left PMRG GMV. PMRG is part of medial prefrontal network implicated in visceromotor and emotion regulation. (C) 2008 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Older adults' trait ratings of three age groups around the Pacific rim

In this paper, we assess the traits that older adultsassociate with younger, middle-aged, and older adults in fivePacific Rim nations from Western and Eastern cultural traditions(Australia, People's Republic of China (PRC), Hong Kong,Philippines, Thailand). We find cross-cultural trends whichreplicate patterns found in the US context. In most cultures,attractiveness, strength, activity, liberalism, health, andflexibility are seen to decline with increasing age. Kindnessassessments are positively associated with age across cultures. Mixed patterns are found with assessments of wisdom andgenerosity, with respondents from the PRC and Hong Kong beingnotably more negative about increasing age than otherrespondents. Implications for the aging process across culturesare discussed, and suggestions made for future research.