L’étude des stratégies de séparations préparatrices de protéines par électrophorèse capillaire

La protéomique est un sujet d'intérêt puisque l'étude des fonctions et des structures de protéines est essentiel à la compréhension du fonctionnement d'un organisme donné. Ce projet se situe dans la catégorie des études structurales, ou plus précisément, la séquence primaire en acides aminés pour l’identification d’une protéine. La détermination des protéines commence par l'extraction d'un mélange protéique issu d'un tissu ou d'un fluide biologique pouvant contenir plus de 1000 protéines différentes. Ensuite, des techniques analytiques comme l’électrophorèse en gel polyacrylamide en deux dimensions (2D-SDS-PAGE), qui visent à séparer ce mélange en fonction du point isoélectrique et de la masse molaire des protéines, sont utilisées pour isoler les protéines et pour permettre leur identification par chromatographie liquide and spectrométrie de masse (MS), typiquement. Ce projet s'inspire de ce processus et propose que l'étape de fractionnement de l'extrait protéique avec la 2D-SDS-PAGE soit remplacé ou supporté par de multiples fractionnements en parallèle par électrophorèse capillaire (CE) quasi-multidimensionnelle. Les fractions obtenues, contenant une protéine seule ou un mélange de protéines moins complexe que l’extrait du départ, pourraient ensuite être soumises à des identifications de protéines par cartographie peptidique et cartographie protéique à l’aide des techniques de séparations analytiques et de la MS. Pour obtenir la carte peptidique d'un échantillon, il est nécessaire de procéder à la protéolyse enzymatique ou chimique des protéines purifiées et de séparer les fragments peptidiques issus de cette digestion. Les cartes peptidiques ainsi générées peuvent ensuite être comparées à des échantillons témoins ou les masses exactes des peptides enzymatiques sont soumises à des moteurs de recherche comme MASCOT™, ce qui permet l’identification des protéines en interrogeant les bases de données génomiques. Les avantages exploitables de la CE, par rapport à la 2D-SDS-PAGE, sont sa haute efficacité de séparation, sa rapidité d'analyse et sa facilité d'automatisation. L’un des défis à surmonter est la faible quantité de masse de protéines disponible après analyses en CE, due partiellement à l'adsorption des protéines sur la paroi du capillaire, mais due majoritairement au faible volume d'échantillon en CE. Pour augmenter ce volume, un capillaire de 75 µm était utilisé. Aussi, le volume de la fraction collectée était diminué de 1000 à 100 µL et les fractions étaient accumulées 10 fois; c’est-à-dire que 10 produits de séparations étaient contenu dans chaque fraction. D'un autre côté, l'adsorption de protéines se traduit par la variation de l'aire d'un pic et du temps de migration d'une protéine donnée ce qui influence la reproductibilité de la séparation, un aspect très important puisque 10 séparations cumulatives sont nécessaires pour la collecte de fractions. De nombreuses approches existent pour diminuer ce problème (e.g. les extrêmes de pH de l’électrolyte de fond, les revêtements dynamique ou permanent du capillaire, etc.), mais dans ce mémoire, les études de revêtement portaient sur le bromure de N,N-didodecyl-N,N-dimethylammonium (DDAB), un surfactant qui forme un revêtement semi-permanent sur la paroi du capillaire. La grande majorité du mémoire visait à obtenir une séparation reproductible d'un mélange protéique standard préparé en laboratoire (contenant l’albumine de sérum de bovin, l'anhydrase carbonique, l’α-lactalbumine et la β-lactoglobulin) par CE avec le revêtement DDAB. Les études portées sur le revêtement montraient qu'il était nécessaire de régénérer le revêtement entre chaque injection du mélange de protéines dans les conditions étudiées : la collecte de 5 fractions de 6 min chacune à travers une séparation de 30 min, suivant le processus de régénération du DDAB, et tout ça répété 10 fois. Cependant, l’analyse en CE-UV et en HPLC-MS des fractions collectées ne montraient pas les protéines attendues puisqu'elles semblaient être en-dessous de la limite de détection. De plus, une analyse en MS montrait que le DDAB s’accumule dans les fractions collectées dû à sa désorption de la paroi du capillaire. Pour confirmer que les efforts pour recueillir une quantité de masse de protéine étaient suffisants, la méthode de CE avec détection par fluorescence induite par laser (CE-LIF) était utilisée pour séparer et collecter la protéine, albumine marquée de fluorescéine isothiocyanate (FITC), sans l'utilisation du revêtement DDAB. Ces analyses montraient que l'albumine-FITC était, en fait, présente dans la fraction collecté. La cartographie peptidique a été ensuite réalisée avec succès en employant l’enzyme chymotrypsine pour la digestion et CE-LIF pour obtenir la carte peptidique.

Invertebrates from the Low Head Member (Polonez Cove Formation, Oligocene) at Vaureal Peak, King George Island, West Antarctica

Eight taxa of marine invertebrates, including two new bivalve species, are described from the Low Head Member of the Polonez Cove Formation (latest early Oligocene) cropping out in the Vaureal Peak area, King George Island, West Antarctica. The fossil assemblage includes representatives of Brachiopoda (genera Neothyris sp. and Liothyrella sp.), Bivalvia (Adamussium auristriatum sp. nov., ?Adamussium cf. A. alanbeui Jonkers, and Limatula (Antarctolima) ferraziana sp. nov.), Bryozoa, Polychaeta (serpulid tubes) and Echinodermata. Specimens occur in debris flows deposits of the Low Head Member, as part of a fan delta setting in a high energy, shallow marine environment. Liothyrella sp., Adamussium auristriatum sp. nov. and Limatula ferraziana sp. nov. are among the oldest records for these genera in King George Island. In spite of their restrict number and diversification, bivalves and brachiopods from this study display an overall dispersal pattern that roughly fits in the clockwise circulation of marine currents around Antarctica accomplished in two steps. The first followed the opening of the Tasmanian Gateway at the Eocene/Oligocene boundary, along the eastern margin of Antarctica, and the second took place in post-Palaeogene time, following the Drake Passage opening between Antarctic Peninsula and South America, along the western margin of Antarctica.

Mineral XRD peak areas and ratios of ODP Site 184-1146 clays, South China Sea

Site 1146 (19°27.40'N, 116°16.37'E) was drilled in ~2092 m water depth in a rift basin on the continental slope of the South China Sea. A total of 607 m of sediment was cored in Hole 1146A, and a composite section from three holes extends down to 640 meters composite depth (mcd). Three stratigraphic sedimentary units were recognized at this site: late Pliocene to Pleistocene nannofossil clay (Unit I), middle Miocene to late Pliocene foraminifer and nannofossil clay mixed sediment (Unit II), and early to middle Miocene nannofossil clay (Unit III). This study reports the mineralogy from the late Miocene through early Pleistocene, 150-440 mcd.

Peak areas and heights for minerals of ODP Leg 113-696B (Table 1)

Seismic data acquired over the eastern shelf and margin of the South Orkney microcontinent, Antarctica, have shown a high-amplitude reflection lying at a sub-bottom two-way traveltime (TWT) of 0.5-0.8 s. There appear to be two causes for the reflection which apply in different parts of the shelf. The more widespread cause of the reflection is a break-up unconformity associated with the opening of Jane Basin to the east. This is clearly seen where reflections in the underlying sequence are discordant. In contrast, in Eotvos Basin and the southeastern part of Bouguer Basin, the high-amplitude reflection in places cuts across bedding and is interpreted to be caused by silica diagenesis. A post-cruise analysis of core samples from Site 696 in Eotvos Basin by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) revealed the presence of a silica diagenetic front at 520-530 mbsf. The position of the unconformity at this site is uncertain, but probably coincides with a change of detrital input near 548 mbsf. Fluctuations of physical properties related to the depth of the diagenetic front are difficult to separate from those related to the variation of detrital composition over the same depth interval. Correlation of the drilling record with the seismic record is difficult but with a synthetic seismogram it is demonstrated that diagenesis is the probable cause of the high-amplitude reflection. In Bouguer Basin at Site 695 the depth of the high-amplitude reflection was not reached by drilling; however, the reflection is probably also caused by silica diagenesis because of the biogenic silica-rich composition of the sediments cored. The estimated temperatures and ages of the sediments at the depths of the high-amplitude reflections at Sites 695 and 696 compare favorably with similar data from other diagenetic fronts of the world. The high-amplitude reflection in Bouguer Basin is commonly of inverse polarity, possibly caused either by interference between reflections from several closely-spaced reflecting layers, such as chert horizons, or by free gas trapped near the diagenetic front.

(Table 1) Ice flux, polynya area and sea-ice drift speed in the Kara Sea during winter (Jan-Apr) 1997-2001

The Shelf Seas of the Arctic are known for their large sea-ice production. This paper presents a comprehensive view of the Kara Sea sea-ice cover from high-resolution numerical modeling and space-borne microwave radiometry. As given by the latter the average polynya area in the Kara Sea takes a value of 21.2 × 10**3 km**2 ± 9.1 × 10**3 km**2 for winters (Jan.-Apr.) 1996/97 to 2000/01, being as high as 32.0 × 10**3 km**2 in 1999/2000 and below 12 × 10**3 km**2 in 1998/99. Day-to-day variations of the Kara Sea polynya area can be as high as 50 × 10**3 km**2. For the seasons 1996/97 to 2000/01 the modeled cumulative winter ice-volume flux out of the Kara Sea varied between 100 km**3/a and 350 km**3/a. Modeled high (low) ice export coincides with a high (low) average and cumulative polynya area, and with a low (high) sea-ice compactness in the Kara Sea from remote sensing data, and with a high (low) sea-ice drift speed across its northern boundary derived from independent model data for the winters 1996/97 to 2000/01.