Structural studies and gabbro mylonitization within the Barton Bay Deformation Zone, Geraldton, Ontario /

Structures related to ductile siMple shear parallel to the Bankf ield-Tonbill Fault, define a 5km wide zone, the Barton Bay Deformation Zone. Structures present within this zone Include; simple shear fabrics S, C and C , asymmetric Z shaped folds with rotated axes, boudinage and pinch and swell structures and a subhorlzontal extension llneation. The most highly deformed rock is a gabbro mylonite which occurs in the fault zone. The deformation of this gabbro has been traced in stages from a protomylonite to an ultramylonite In which feldspar and chlorite grainslze has been reduced from over 100 microns to as little as 5 microns. Evidence from the mylonite and the surrounding structure indicates that deformation within the Barton Bay Deformation Zone is related to a regional simple shear zone, the Bankf ield-Tombill Fault. Movement along this shear zone was in a south over north oblique strike slip fashion with a dextral sense of displacement.

Regional variations of deformation mechanisms in the Lorrain Quartzite near Whitefish Falls, Ontario, Canada /

The quartzite microfabric found in the Lorrain Formation was studied across the La Cloche syncline, along a regional north-south transect along highway 6, near Whitefish Falls, Ontario. The complete stratigraphic sequence across the syncline is preserved, and is present on each fold limb. The lithostratigraphic units with the smallest grains size and lowest mica content are located close to the core of the fold, while coarser grained mica and feldspar rich units are situated at the northern and southern most extent of the transect. Deformation mechanisms vary with lithology and with position across the fold. Pressure solution appears to be the dominant deformation mechanism in the feldspathic, micaceous and ferruginous units. In the finer grained, mica poor white medium grained and cherty sandstone units, grain boundary migration (GBM) characteristics show dominance over those of pressure solution and show high amounts of fracturing which cut migrated boundaries and therefore post date GBM. All samples across the fold display a preferred orientation of quartz c-axes. The senses of asymmetry of fabrics are found to be similar across the syncline, with the exception of the ferruginous sandstone unit. Formation of these similar fabrics synmietries can not be the result of strain related to first order folding. The mica content appears to be related to the percentage of quartz lost due to pressure solution as a result of strain; the more mica present, the less quartz was lost. Calculations based on the shape of initial grains suggest that conservatively 30% of the quartz volume has been dissolved out of the Lorrain quartzite, and potentially migrated hundreds of meters to other members of the Huronian Supergroup as there was no meso or macroscopic evidence observed in outcrop.

Structural analysis of the Paint Lake Deformation Zone, Northern Ontario /

The Paint Lake Deformation Zone (PLDZ), located within the Superior Province of Canada, demarcates a major structural and lithological break between the Onaman-Tashota Terrane to the north and the Beardmore-Geraldton Belt to the south. The PLDZ is an east-west trending lineament, approximately 50 km in length and up to 1 km in width, comprised of an early ductile component termed the Paint Lake Shear Zone and a late brittle component known as the Paint Lake Fault. Structures associated with PLDZ development including S-, C- and C'-fabrics, stretching lineations, slickensides, C-C' intersection lineations, Z-folds and kinkbands indicate that simple shear deformation dominated during a NW-SE compressional event. Movement along the PLDZ was in a dextral sense consisting of an early differential motion with southside- down and a later strike-slip motion. Although the locus of the PLDZ may in part be lithologically controlled, mylonitization which accompanied shear zone development is not dependent on the lithological type. Conglomerate, intermediate and mafic volcanic units exhibit similar mesoscopic and microscopic structures where transected by the PLDZ. Field mapping, supported by thin section analysis, defines five strain domains increasing in intensity of deformation from shear zone boundary to centre. A change in the dominant microstructural deformation mechanism from dislocation creep to diffusion creep is observed with increasing strain during mylonitization. C'-fabric development is temporally associated with this change. A decrease in the angular relationship between C- and C'-fabrics is observed upon attaining maximum strain intensity. Strain profiling of the PLDZ demonstrates the presence of an outer primary strain gradient which exhibits a simple profile and an inner secondary strain gradient which exhibits a more complex profile. Regionally metamorphosed lithologies of lower greenschist facies outside the PLDZ were subjected to retrograde metamorphism during deformation within the PLDZ.

Structural, stratigraphic and geochemical studies of the Horwood Peninsula - Gander Bay Area, Northeast Newfoundland /

The Horwood Peninsula - Gander Bay area is located at NE Newfoundland in the Botwood Zone (Williams et a1., 1974) or in the Dunnage Zone (Williams, 1979) of the Central Mobile Belt of the Newfoundland Appalachians. The area is underlain by Middle Ordovician to possible Lower Silurian rocks of the Davidsville and Indian Islands Groups, respectively. Three conformable formations named informally : the Mafic Volcanic Formation, the Greywacke and Siltstone Formation and the Black Slate Formation, have been recognized in the Davidsville Group. The Greywacke and the Black Slate Formations pass locally into a Melange Formation. From consideration of regional structure and abundant locally-derived mafic volcanic olisto- 1iths in the melange, it is considered to have originated by gravity sliding rather than thrusting. Four formations have been recognized in the Indian Islands Group. They mainly contain silty slate and phyllite, grey cherty siltstone, green to red micaceous siltstone and limestone horizons. Repetition of lithological units by F1 folding are well-demonstrated in one of formations in this Group. The major structure in this Group on the Horwood Peninsula is interpreted to be a synclinal complex. The lithology of this Group is different from the Botwood Group to the west and is probably Late Ordovician and/or Early Silurian in age. The effects of soft-sediment deformation can be seen from the lower part of the Davidsville Group to the middle part of the Indian Islands Group indicating continuous and/or episodic slumping and sliding activities throughout the whole area. However, no siginificant depOSitional and tectonic break that could be assigned to the Taconian Orogeny has been recognized in this study. Three periods of tectonic deformation were produced by the Acadian Orogeny. Double boudinage in thin dikes indicates a southeast-northwest sub-horizontal compression and main northeast-southwest sub-horizontal extension during the D1 deformation. A penetrative, axial planar slaty cleavage (Sl) and tight to isocJ.ina1 F1 folds are products of this deformation. The D2 and D3 deformations formed S2 and S3 fabrics associated with crenulations and kink bands which are well-shown in the slates and phyllites of the Indian Islands Group. The D2 and D3 deformations are the products of vertical and northeast-southwest horizontal shortening respectively. The inferred fault between the Ordovician slates (Davidsville Group) and the siltstones (Indian Islands Group) suggested by Williams (1963, 1964b, 1972, 1978) is absent. Formations can be followed without displacement across this inferred fault. Chemically, the pillow lavas, mafic agglomerates, tuff beds and diabase dikes are subdivided into three rock suites : (a) basaltic komatiite (Beaver Cove Assemblage), (b) tholeiitic basalt (diabase dikes), (c) alkaline basalt (Shoal Bay Assemblage). The high Ti02 , MgO, Ni contents and bimodal characteristic of the basaltic komatiite in the area are comparable to the Svartenhuk Peninsula at Baffin Bay and are interpreted to be the result of an abortive volcano-tectonic rift-zone in a rear-arc basin. Modal and chemical analyses of greywackes and siltstones show the trend of maturity of these rocks increasing from poorly sorted Ordovician greywackes to fairly well-sorted Silurian siltstones. Rock fragments in greywackes indicate source areas consisting of plagiogranite, low grade metamorphic rocks and ultramafic rocks. Rare sedimentary structures in both Groups indicate a southeasterly provenance. Trace element analyses of greywackes also reveal a possible island-arc affinity.

Microstructural and geochemical investigation of North American lower-middle Paleozoic trilobites and recent arthropods

Trilobites ¥tere collected from Ordovician and Devonian formations of Ontario} New York} Ohio} Oklahoma} and Indiana. Diversity was generally low} but 19..?telllS and Ph..~tY>ps ¥tere the most abundant species from the Ordovician and Devonian} respectively. Recent marine arthropods ¥tere collected from the Atlantic shore of the middle Florida Keys} and from the Pacific and lagoonal waters at Cape Beale} B. C. Fresh-water arthropods were collected along the shore of the Severn River in northcentral Ontario. Cuticles ¥tere analyzed for major} minor and trace elements, 180 and 13C isotopes, as ¥tell as examined by scanning electron micr?scope to identify original and diagenetic fabrics. Examination of trilobite cuticles by scanning electron microscope revealed several microstructures consistent with those observed in Recent arthropods. Microstructures} such as setae and tegumental gland duct openings} in like sized Lim/IllS and Isoteline trilobites may indicate common ancestral origins for these organisms, or simply parallel cuticle evolutions. The dendritic microstructure, originally' thought to be a diagenetic indicator, was found in Recent specimens and therefore its presence in trilobites may be suggestive of the delicate nature of diagenesis in trilobites. The absence of other primary microstructures in trilobites may indicate alteration, taxonomic control} or that there is some inherent feature of S EM examination which may' not allow detection of some features} while others are apparently visit·le onl~1 under SH.·1. The region of the cuticle sampled for examination is also a major influence in detecting pristine microstructures, as not all areas of trilobite and Recent arthropod cuticles will have microstructures identifiable in a SEM study. Subtleties in the process of alteration, however} ma~·· leave pristine microstructures in cuticles that are partial~/ silicified or do 10m itized, and degree and type of alteration may vary stratigraphically and longitudinally within a unit. The presence of fused matrices, angular calcite rhombs, and pyrite in the cuticle are thought to be indicative of altered cuticles, although pyritization may not affect the entire cuticle. t-~atural processes in Recent arthropods, such as molting, lead to variations in cuticle chemistries, and are thought to reflect the area of concentration of the elements during calcification. The level of sodium in Recent arthropods was found to be higher than that in trilobites, but highly mobile when sUbjected to the actions of VY'€'athering. Less saline water produced lovy'€'r magnesium and higher calcium values in Recent specimens .. and metal variations in pristine Ordovician trilobite cuticle appears to follow the constraints outlined for Recent arthropods, of regulation due to the chemislry of the surrounding medium. In diagenetic analysis, sodium, strontium and magnesium proved most beneficial in separating altered from least altered trilobites. Using this criterion, specimens from shale show the least amount of geochemical alteration, and have an original mineralogy of 1.7 - 2.4 mole % MgC03 (8000 t(> 9500 ppm magnesium) for both /s>..?/e/11S lJA'i.riff!11S and PseIAit'11J17ites I..itmirpin..itl/~ and 2.8 - 3.3 mole % MgC03 (5000 to 7000 ppm magnesium) for Ph.i{).?PS This is Slightly lower than the mineralogy of Recent marine arthropods (4.43 - 12.1 mole % MgC03), and slightly higher than that of fresh-water crayfish (0.96 - 1.82 mole % MgC03). Geochemically pristine trilobites were also found to possess primary microstructures. Stable isotope values and trends support the assertion that marine-meteoriclburial fluids were responsible for the alteration observed in a number of the trilobite specimens. The results of this stUdy suggest that fossil material has to be evaluated separately along taxonomic and lithological lines to arrive at sensible diagenetic and e nvironmenta I interpretations.

Sedimentology and micromorphology of drumlin sediments at Chimney Bluffs State Park, New York, United States of America

The drumlin sediments at Chimney Bluffs, New York appear to represent a block-inmatrix style glacial melange. This melange comprises sand stringers, lenses and intraclasts juxtaposed in an apparently massive diamicton. Thin section examination of these glacigenic deposits has revealed microstructures indicative of autokinetic subglacial defonnation which are consistent with a deformable bed origin for the diamicton. These features include banding and. necking of matrix grains, oriented plasma fabrics and the formation of pressure shadows at the long axis ends of elongate clasts. Preservation of primary stratification within the sand intraclasts appears to suggest that these features were pre-existing up-ice deposits that were frozen, entrained, then deposited as part of a defonning till layer beneath an advancing ice sheet. Multi-directional micro-shearing within the sand blocks is thought to reflect the frozen nature of the sand units in such a high strain environment. It is also contended that dewatering of the sediment pile leading to the eventual immobilisation of the defonning till layer was responsible for opening sub-horizontal fissures within the diamicton. These features were subsequently infilled with mass flow poorly sorted sands and silts which were subjected to ductile defonnation during the waning stages of an actively deforming till layer. Microstructures indicative of the dewatering processes in the sand units include patches of fine-grained particles within a coarser-grained matrix and the presence of concentrated zones of translocated clays. However, these units were probably confined within an impermeable diamicton casing that prevented massive pore water influxes from the deforming till layer~ Hence, these microstructures probably reflect localised dewatering of the sand intraclasts. A layered subglacial shear zone model is proposed for the various features exhibited by the drumlin sediments. The complexity of these structures is explained in terms of ii superposing deformation styles in response to changing pore water pressures. Constructional glaciotectonics, as implied by the occurrence of sub-horizontal fissuring, is suggested as the mechanism for the stacking of the sand intraclast units within the diamicton. The usefulness of micromorphology in complimenting the traditional sedimentology of glacigenic deposits is emphasised by the current study. An otherwise massive diamicton was shown to contain microstructures indicative of the very high strain rates expected in a complexly deforming till layer. . It is quite obvious from this investigation that the classification of diamictons needs to be re-examined for evidence of microstructures that could lead to the re-interpretation of diamicton forming processes. RESUME Le pacquet de sediments drumlinaire de Chimney Bluffs, New York, represent un "bloc-en-matrice" genre de melange glaciale. Des structures microscopique comprennent l'evidence pour la defonnation intrinseque attribuee a l'origine lit non resistant du drumlin. PreselVation des structures primaires au coeur des blocs arenaces suggere que ceux sont des depots preexistant qui furent geles, entraines et par la suite sedimentes au milieu d'une couche de debris sous-glaciaires en voie de deformation. Des failles microscopiques a l'interieur des blocs arenaces appuient aussi l'idee d'un bloc cohesif (c'est-a-dire gele) au centre d'un till non resistant. Des implications significatives s'emergent de cette etude pour les conditions sous-glaciaire et les processus de la formation des drumlin.

Identification and characterization of retinoic acid-induced morphological and electrophysiological changes in an invertebrate nervous system

The vitamin A metabolite, retinoic acid (RA) is known to play an important role in the development, patterning and regeneration of nervous tissue, both in the embryo and in the adult. Classically, RA is known to mediate the transcription of target genes through the binding and activation ofits nuclear receptors: the retinoic acid receptors (RARs) and retinoid X receptors (RXRs). Recently, mounting evidence from many animal models has implicated a number of RA-mediated effects operating independently of gene transcription, and thus highlights nove~ nongenornic actions of RA. For example, recent work utilizing cultured neurons from the pond snaa Lymnaea stagnalis, has shown that RA can elicit a regenerative response, growth cone turning, independently of "classical" transcriptional activation While this work illustrates a novel regeneration-inducing effect in culture, it is currently -unknown whether RA also induces regeneration in situ. This study has sought to determine RA's regenerative effucts at the morphological and molecular levels by utilizing an in situ approach focusing on a single identified dopaminergic neuron which possesses a known "mapped" morphology within the CNS. These studies show, for the first time in an invertebrate, that RA can increase neurite outgrowth of dopaminergic cells that have undergone a nerve-crush injury. Utilizing Western blot analysis, it was shown that this effect appears to be independent of any changes in whole CNS expression levels of either the RAR or RXR. Additionally, utilizing immunohistochemistry, to examine protein localization, there does not appear to be any obvious changes in the RXR expression level at the crush site. Changes in cell morphology such as neurity extension are known to be modulated by changes in neuronal firing activity. It has been previously shown that exposure to RA over many days can lead to changes in the electrophysiological properties of cultured Lymnaea neurons; however, no studies have investigated whether short-term exposure to RA can elicit electrophysiological changes and/or changes in firing pattern of neurons in Lymnaea or any other species. The studies performed here show, for the first time in any species, that short-tenn treatment with RA can elicit significant changes in the firing properties of both identified dopaminergic neurons and peptidergic neurons. This effect appears to be independent of protein synthesis, activation of protein kinase A or phospholipase C, and calcium influx but is both dose-dependent and isomer-dependent. These studies provide evidence that the RXR, but not RAR, may be involved, and that intracellular calcium concentrations decrease upon RAexposure with a time course, dose-dependency and isomer-dependency that coincide with the RA-induced electrophysiological changes. Taken together, these studies provide important evidence highlighting RA as a multifunctional molecule, inducing morphological, molecular and electrophysiological changes within the CNS, and highlight the many pathways through which RA may operate to elicit its effects.

Glacial stratigraphy and micromorphology of the Pine Point Pb-­‐Zn mining district, Northwest Territories

This investigation aims to gain a better understanding of the glacial history of the Pine Point Mining district, Northwest Territories, by examining the sedimentological properties of the glacial sediments including, geochemical analysis, heavy mineral concentrate analysis, clast macro-­‐fabrics, pebble lithologies, and micromorphological investigation. Four till units were identified, and three were associated with identified erosional bedrock features and streamlined landforms in the area, indicating a minimum of three ice flow directions. Sedimentological properties suggest that these units were all Type-­B tectomict/mélange till, emplaced as part of a soft subglacial deformable bed. The lack of ice-­‐marginal advance and retreat sequences within the studied till, suggests the Middle Wisconsinan Laurentide Ice margin was likely north and west of the Pine Point area, as opposed to along the margin of the Canadian Shield and Western Sedimentary Basin where it has been suggested to have existed.

Letter to S.D. Woodruff from George C. Flint and Co.

Letter to S.D. Woodruff from George C. Flint and Co., Upholsterers and Furniture Manufacturers of New York regarding items such as mantle glass, cornices and fabrics. They have enclosed a handwritten price list with this letter (4 pages, handwritten), Sept. 13, 1876.

Ligand Design for Dual Property Single Molecule Magnets

This thesis describes two different approaches for the preparation of polynuclear clusters with interesting structural, magnetic and optical properties. Firstly, exploiting p-tert-butylcalix[4]arene (TBC4) macrocycles together with selected Ln(III) ions for the assembly of emissive single molecule magnets, and secondly the preparation and coordination of a chiral mpmH ligand with selected 3d transition metal ions, working towards the discovery of chiral polynuclear clusters. In Project 1, the coordination chemistry of the TBC4 macrocycle together with Dy(III) and Tb(III) afforded two Ln6[TBC4]2 complexes that have been structurally, magnetically and optically characterized. X-ray diffraction studies reveal that both complexes contain an octahedral core of Ln6 ions capped by two fully deprotonated TBC4 macrocycles. Although the unit cells of the two complexes are very similar, the coordination geometries of their Ln(III) ions are subtly different. Variable temperature ac magnetic susceptibility studies reveal that both complexes display single molecule magnet (SMM) behaviour in zero dc field and the energy barriers and associated pre-exponential factors for each relaxation process have been determined. Low temperature solid state photoluminescence studies reveal that both complexes are emissive; however, the f-f transitions within the Dy6 complex were masked by broad emissions from the TBC4 ligand. In contrast, the Tb(III) complex displayed green emission with the spectrum comprising four sharp bands corresponding to 5D4 → 7FJ transitions (where J = 3, 4, 5 and 6), highlighting that energy transfer from the TBC4 macrocycle to the Tb(III) ion is more effective than to Dy. Examples of zero field Tb(III) SMMs are scarce in the chemical literature and the Tb6[TBC4]2 complex represents the first example of a Tb(III) dual property SMM assembled from a p-tert-butylcalix[4]arene macrocycle with two magnetically derived energy barriers, Ueff of 79 and 63 K. In Project 2, the coordination of both enantiomers of the chiral ligand, α-methyl-2-pyridinemethanol (mpmH) to Ni(II) and Co(II) afforded three polynuclear clusters that have been structurally and magnetically characterized. The first complex, a Ni4 cluster of stoichiometry [Ni4(O2CCMe3)4(mpm)4]·H2O crystallizes in a distorted cubane topology that is well known in Ni(II) cluster chemistry. The final two Co(II) complexes crystallize as a linear mixed valence trimer with stoichiometry [Co3(mpm)6]·(ClO4)2, and a Co4 mixed valence complex [Co(II)¬2Co(III)2(NO3)2(μ-mpm)4(ONO2)2], whose structural topology resembles that of a defective double cubane. All three complexes crystallize in chiral space groups and circular dichroism experiments further confirm that the chirality of the ligand has been transferred to the respective coordination complex. Magnetic susceptibility studies reveal that for all three complexes, there are competing ferro- and antiferromagnetic exchange interactions. The [Co(II)¬2Co(III)2(NO3)2(μ-mpm)4(ONO2)2] complex represents the first example of a chiral mixed valence Co4 cluster with a defective double cubane topology.

Endothelin-1 and H2O2-induced signaling in vascular smooth muscle cells : modulation by CaMKII and Nitric oxide

L’endothéline-1 (ET-1) est un peptide vasoactif extrêmement puissant qui possède une forte activité mitogénique dans les cellules du muscle lisse vasculaire (VSMCs). Il a été démontré que l’ET-1 est impliquée dans plusieurs maladies cardio-vasculaires, comme l’athérosclérose, l'hypertension, la resténose après l'angioplastie, l’insuffisance cardiaque et l'arythmie. L’ET-1 exerce ses effets via plusieurs voies de signalisation qui incluent le Ca2+, les protéines kinases activées par les mitogènes (MAPKs) y compris les kinases régulées par les signaux extracellulaires (ERK1/2) et la voie de la phosphatidylinositol 3-kinase (PI-3K)/protein kinase B (PKB). Plusieurs études ont démontré que les dérivés réactifs de l'oxygène (ROS) peuvent jouer un rôle important dans la signalisation d’ERK1/2 et de PKB induite par plusieurs facteurs de croissance et hormones. Nous avons précédemment montré que l'ET-1 produit des ROS qui agissent comme médiateur de la signalisation cellulaire induite par l’ET-1. Le peroxyde d’hydrogène (H2O2), une molécule qui appartient à la famille des ROS, peut activer les voies de la MAPK et de la PKB dans les VSMCs. Par ailleurs, nos résultats suggèrent également que le Ca2+ et la calmoduline (CaM) sont essentiels pour la phosphorylation d’ERK1/2, de p38 et de PKB induite par le H2O2 dans les VSMCs. La Ca2+/CaM-dependent protein kinases II (CaMKII) est une sérine/thréonine protéine kinase multifonctionnelle activée par le Ca2+/CaM. Il a été montré que la CaMKII est impliquée dans les voies de signalisation induite par le H2O2 dans les cellules endothéliales. Cependant, le rôle de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de la proline-rich tyrosine kinase 2 (Pyk2) induite par l’ET-1 et le H2O2, de même que son rôle dans l’effet hypertrophique et prolifératif de l’ET-1 dans les VSMCs demeure inexploré. Le monoxyde d’azote (NO) est une molécule vasoactive impliquée dans la régulation de plusieurs réponses hormonales. Le NO peut moduler la signalisation contrôlant la croissance cellulaire induite par plusieurs agonistes d’où son rôle protecteur dans le système vasculaire. Des études ont montré que le NO peut inhiber la voie de Ras/Raf/ERK1/2 et la voie de PKB induite par le facteur de croissance endothélial (EGF) et l’angiotensine II (Ang II). Beaucoup d’autres travaux ont mis en évidence un cross-talk entre les voies de signalisation activées par l’ET-1 et le NO. La capacité du NO à inhiber la signalisation intracellulaire induite par l’ET-1 dans les VSMCs demeure inconnue. Le travail présenté dans cette thèse vise à déterminer le rôle du système Ca2+-CaM-CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1 et le H2O2 ainsi que son rôle dans la croissance et la prolifération cellulaire induites par l’ET-1 dans les VSMCs. Nous avons également testé le rôle du NO dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 ainsi que la synthèse protéique induite par l’ET-1. Dans la première partie de notre étude, nous avons examiné le rôle de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs en utilisant trois approches différentes i.e. l'usage d'inhibiteurs pharmacologiques, un peptide auto-inhibiteur de la CaMKII (CaMKII AIP) et la technique de siRNA. Nous avons démontré que la CaMKII est impliquée dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Des études précédentes ont montré à l’aide d’inhibiteurs pharmacologiques comme le KN-93 que l'Ang II et les agents induisant une augmentation de la concentration en Ca2+ intracellulaire comme l’ionomycine, provoquent la phosphorylation d’ERK1/2 via la CaM dans les VSMCs. Cependant, en utilisant différentes approches, nos études ont montré pour la première fois une implication de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Nous avons également rapporté pour la première fois, un rôle crucial de la CaMKII dans la pathophysiologie vasculaire associée à l’ET-1 puisque l’activation de la CaMKII joue un rôle important dans l’hypertrophie et la croissance cellulaire. Dans la deuxième partie, à la lumière des études précédentes qui montraient que les ROS agissent comme médiateurs de la signalisation induite par l’ET-1 dans les VSMCs, nous avons examiné si la CaMKII est également impliquée dans l’activation des voies d’ERK1/2 et de PKB induite par le H2O2. En utilisant des approches pharmacologiques et moléculaires, nous avons montré, comme pour l’ET-1, que la CaMKII joue un rôle critique en amont de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par le H2O2. Nous avons précédemment montré que la transactivation du récepteur de type I de l’insulin-like growth factor (IGF-1R) est nécessaire à l’activation de PKB induite par le H2O2. Pour cette raison, nous avons examiné l'effet de l'inhibition de la CaMKII par l’inhibiteur pharmacologique ou par le knock-down de la CaMKII sur la phosphorylation d’IGF-1R induite par le H2O2. Les résultats démontrent que la CaMKII joue un rôle critique en amont de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et d’IGF-1R induite par le H2O2. Dans la troisième partie de notre étude, nous avons également examiné le mécanisme moléculaire par lequel le NO exerce ses effets anti-mitogéniques et anti-hypertrophiques dans la signalisation induite par l’ET-1. En testant l'effet de deux différents donneurs de NO (S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP), sodium nitroprusside (SNP)) et un inhibiteur de NO synthase, le N (G)-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME) dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1, nous avons observé que le NO a un effet inhibiteur sur la signalisation induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Par ailleurs, le 8-Br-GMPc, un analogue du GMPc, a un effet similaire à celui des deux donneurs du NO, tandis que l’oxadiazole quinoxaline (ODQ), un inhibiteur de la guanylate cyclase soluble, inverse l'effet inhibiteur du NO. Nous concluons que le NO diminue la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1 d’une manière dépendante du GMPc. Le NO inhibe aussi les effets hypertrophiques de l’ET-1 puisque le traitement avec le SNAP diminue la synthèse des protéines induite par l’ET-1. En résumé, les études présentées dans cette thèse démontrent que l’ET-1 et le H2O2 sont des activateurs de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 dans les VSMCs et que la CaMKII s’avère nécessaire pour ce processus, en agissant en amont de l’activation de IGF-1R induite par le H2O2 dans les VSMCs. Elles montrent également que le NO inhibe la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1. Enfin, nos travaux suggèrent aussi que l’activation de la CaMKII stimule la synthèse des protéines et de l’ADN induites par l’ET-1 alors que le NO inhibe la synthèse des protéines induite par ET-1. Mots clés: Endothéline ; Peroxyde d'hydrogène ; CaMKII ; Monoxyde d’azote ; Système vasculaire ; PKB; ERK1/2; IGF-1R; Hypertrophie.

Réintroduire la multifonctionnalité des paysages en zone d’intensification agricole : contribution des approches intégrées en écologie du paysage

Depuis l’avènement de l’agriculture productiviste, les paysages des zones d’intensification agricole des pays industrialisés ont été marqués par la perte sévère de leur diversité et la dégradation de leurs fonctions environnementales, récréatives, esthétiques et sociales. Au moment où la qualité des paysages constitue un facteur clé du dynamisme des collectivités rurales, il devient urgent de développer des stratégies d’aménagement aptes à réintroduire le caractère multifonctionnel de ces paysages. Dans ce contexte, cette thèse propose un éclairage sur les enjeux d’aménagement de ces paysages sous l’angle des approches dialectiques en paysage issues de la Holistic Landscape Ecology. En développant un modèle conceptuel des trajectoires des paysages s’inscrivant dans les approches intégrées en paysage, elle établit une double lecture des dynamiques physico-spatiale et socioculturelle des paysages des zones d’intensification agricole afin d’en arriver à qualifier les écarts entre celles-ci. Pour y parvenir, elle prend appui sur une étude de cas d’un bassin versant agricole du sud du Québec. En puisant tantôt dans l’écologie du paysage, tantôt dans la sociologie du paysage, les résultats de cette thèse soulignent d’une part le poids des forces politiques et économiques dans le façonnement de ces paysages. Mais ils révèlent également le rôle des valorisations paysagères des agriculteurs dans la modulation de ces forces. Plus encore, l’étude des dynamiques socioculturelles révèle une diversité au sein des populations locales au plan des valorisations de ces paysages et des pratiques qui les façonnent qui vient renouveler l’image d’uniformité de ces territoires. Le maintien et l’accentuation de cette diversité apparaissent susceptibles de contribuer significativement à la réintroduction du caractère multifonctionnel des paysages au sein des zones d’intensification agricole. Des pistes concrètes pour l’aménagement concluent cette thèse.

The role of GAPDH in maintaining the functional state of the DNA repair enzyme APE1

Les sites apuriniques/apyrimidiniques (AP) sont des sites de l’ADN hautement mutagène. Les dommages au niveau de ces sites peuvent survenir spontanément ou être induits par une variété d’agents. Chez l’humain, les sites AP sont réparés principalement par APE1, une enzyme de réparation de l’ADN qui fait partie de la voie de réparation par excision de base (BER). APE1 est une enzyme multifonctionnelle; c’est une AP endonucléase, 3’-diestérase et un facteur redox impliqué dans l’activation des facteurs de transcription. Récemment, il a été démontré qu’APE1 interagit avec l’enzyme glycolytique GAPDH. Cette interaction induit l’activation d’APE1 par réduction. En outre, la délétion du gène GAPDH sensibilise les cellules aux agents endommageant l’ADN, induit une augmentation de formation spontanée des sites AP et réduit la prolifération cellulaire. A partir de toutes ces données, il était donc intéressant d’étudier l’effet de la délétion de GAPDH sur la progression du cycle cellulaire, sur la distribution cellulaire d’APE1 et d’identifier la cystéine(s) d’APE1 cible(s) de la réduction par GAPDH. Nos travaux de recherche ont montré que la déficience en GAPDH cause un arrêt du cycle cellulaire en phase G1. Cet arrêt est probablement dû à l’accumulation des dommages engendrant un retard au cours duquel la cellule pourra réparer son ADN. De plus, nous avons observé des foci nucléaires dans les cellules déficientes en GAPDH qui peuvent représenter des agrégats d’APE1 sous sa forme oxydée ou bien des focis de la protéine inactive au niveau des lésions d’ADN. Nous avons utilisé la mutagénèse dirigée pour créer des mutants (Cys en Ala) des sept cystéines d’APE1 qui ont été cloné dans un vecteur d’expression dans les cellules de mammifères. Nous émettons l’hypothèse qu’au moins un mutant ou plus va être résistant à l’inactivation par oxydation puisque l’alanine ne peut pas s’engager dans la formation des ponts disulfures. Par conséquent, on anticipe que l’expression de ce mutant dans les cellules déficientes en GAPDH pourrait restaurer une distribution cellulaire normale de APE1, libérerait les cellules de l’arrêt en phase G1 et diminuerait la sensibilité aux agents endommageant l’ADN. En conclusion, il semble que GAPDH, en préservant l’activité d’APE1, joue un nouveau rôle pour maintenir l’intégrité génomique des cellules aussi bien dans les conditions normales qu’en réponse au stress oxydatif.

TAR DNA-Binding protein 43 (TDP-43) regulates stress granule dynamics via differential regulation of G3BP and TIA-1

TDP-43 est une protéine multifonctionnelle possédant des rôles dans la transcription, l'épissage des pré-ARNm, la stabilité et le transport des ARNm. TDP-43 interagit avec d'autres hnRNP, incluant hnRNP A2, via son extrémité C-terminale. Plusieurs membres de la famille des hnRNP étant impliqués dans la réponse au stress cellulaire, alors nous avons émis l’hypothèse que TDP-43 pouvait y participer aussi. Nos résultats démontrent que TDP-43 et hnRNP A2 sont localisés au niveau des granules de stress, à la suite d’un stress oxydatif, d’un choc thermique, et lors de l’exposition à la thapsigargine. TDP-43 contribue à la fois à l'assemblage et au maintien des granules de stress en réponse au stress oxydatif. TDP-43 régule aussi de façon différentielle les composants clés des granules de stress, notamment TIA-1 et G3BP. L'agrégation contrôlée de TIA-1 est perturbée en l'absence de TDP-43. En outre, TDP-43 régule le niveau d`ARNm de G3BP, un facteur de granule de stress de nucléation. La mutation associée à la sclérose latérale amyotrophique, TDP-43R361S, compromet la formation de granules de stress. Ainsi, la fonction cellulaire de TDP-43 s'étend au-delà de l’épissage; TDP-43 est aussi un composant de la réponse cellulaire au stress central et un acteur actif dans le stockage des ARNs.

Analyse des protéines cellulaires incorporées dans les particules matures du virus de l’Herpès simplex de type 1

Les virus exploitent la machinerie cellulaire de l’hôte de façon très variée et plusieurs types vont même jusqu’à incorporer certaines protéines cellulaires. Nous avons récemment effectué la première analyse protéomique du virion mature de l’Herpès simplex de type 1 (HSV-1), ce qui nous a permis de déterminer que jusqu’à 49 protéines cellulaires différentes se retrouvaient dans ce virus (Loret, S. et al. (2008). "Comprehensive characterization of extracellular herpes simplex virus type 1 virions." J Virol 82(17): 8605-18.). Afin de déterminer leur importance dans le cycle de réplication d’HSV-1, nous avons mis au point un système de criblage nous permettant de quantifier le virus produit et relâché dans le milieu extracellulaire en utilisant un virus marqué à la GFP ainsi que des petits ARN interférents (pARNi) ciblant spécifiquement ces protéines cellulaires. Cette approche nous a permis de démontrer que 17 des protéines identifiées précédemment jouaient un rôle critique dans la réplication d’HSV-1, suggérant ainsi que leur incorporation dans le virus n’est pas aléatoire. Nous avons ensuite examiné le rôle d’une de ces protéines, DDX3X (DEAD (Asp-Glu-Ala-Asp) box polypeptide 3, X-linked), une protéine multifonctionnelle connue pour son implication dans les cycles de réplication de plusieurs virus humains. À l’aide de pARNi ainsi que de différentes lignées cellulaires, dont une lignée DDX3X thermosensible, nous avons démontré que l’inhibition de DDX3X résultait en une diminution du nombre de capsides intracellulaires et induisait une importante diminution de l’expression des gènes viraux. Nous avons aussi démontré que la fraction de DDX3X incorporée dans le virion contribuait activement au cycle infectieux d’HSV-1. Ces résultats confirment l’intérêt de notre approche afin d’étudier les interactions hôte-pathogène en plus de démontrer la contribution des protéines cellulaires incorporées à HSV-1 dans l’infection virale.