α-Pinene oxide and verbenol oxide isomerizations over heterogeneous catalysts

Terpenes are a valuable natural resource for the production of fine chemicals. Turpentine, obtained from biomass and also as a side product of softwood industry, is rich in monoterpenes such as α-pinene and β-pinene, which are widely used as raw materials in the synthesis of flavors, fragrances and pharmaceutical compounds. The rearrangement of their epoxides has been thoroughly studied in recent years, as a method to obtain compounds which are further used in the fine chemical industry. The industrially most desired products of α-pinene oxide isomerization are campholenic aldehyde and trans-carveol. Campholenic aldehyde is an intermediate for the manufacture of sandalwood-like fragrances such as santalol. Trans-carveol is an expensive constituent of the Valencia orange essence oil used in perfume bases and food flavor composition. Furthermore it has been found to exhibit chemoprevention of mammary carcinogenesis. A wide range of iron and ceria supported catalysts were prepared, characterized and tested for α-pinene oxide isomerization in order to selective synthesis of above mentioned products. The highest catalytic activity in the preparation of campholenic aldehyde over iron modified catalysts using toluene as a solvent at 70 °C (total conversion of α-pinene oxide with a selectivity of 66 % to the desired aldehyde) was achieved in the presence of Fe-MCM-41. Furthermore, Fe-MCM-41 catalyst was successfully regenerated without deterioration of catalytic activity and selectivity. The most active catalysts in the synthesis of trans-carveol from α-pinene oxide over iron and ceria modified catalysts in N,N-dimethylacetamide as a solvent at 140 °C (total conversion of α-pinene oxide with selectivity 43 % to trans-carveol) were Fe-Beta-300 and Ce-Si-MCM-41. These catalysts were further tested for an analogous reaction, namely verbenol oxide isomerization. Verbenone is another natural organic compound which can be found in a variety of plants or synthesized by allylic oxidation of α-pinene. An interesting product which is synthesized from verbenone is (1R,2R,6S)-3-methyl-6-(prop-1-en-2-yl)cyclohex-3-ene-1,2-diol. It has been discovered that this diol possesses potent anti-Parkinson activity. The most effective way leading to desired diol starts from verbenone and includes three stages: epoxidation of verbenone to verbenone oxide, reduction of verbenone oxide and subsequent isomerization of obtained verbenol oxide, which is analogous to isomerization of α-pinene oxide. In the research focused on the last step of these synthesis, high selectivity (82 %) to desired diol was achieved in the isomerization of verbenol oxide at a conversion level of 96 % in N,N-dimethylacetamide at 140 °C using iron modified zeolite, Fe-Beta-300. This reaction displayed surprisingly high selectivity, which has not been achieved yet. The possibility of the reuse of heterogeneous catalysts without activity loss was demonstrated.

Aggrecan structure in amphibian cartilage

The structure of the large proteoglycan present in the bullfrog epiphyseal cartilage was studied by immunochemical and biochemical methods. The isolated monomer showed a polydisperse behavior on Sepharose CL2B, with a peak at Kav = 0.14. Chondroitin sulfate chains were identified by HPLC analysis of the products formed by chondroitinase digestion and mercuric acetate treatment. These chains have approximately 38 disaccharides, a Di45:Di68 ratio of 1.6 and GalNAc4S + GalNAc4,6S are the main non-reducing terminals. Keratan sulfate was identified by the use of two monoclonal antibodies in Western blots after chondroitinase ABC treatment. A keratan sulfate-rich region (~110 kDa) was isolated by sequential treatment with chondroitinase ABC and proteases. We also employed antibodies in Western blotting experiments and showed that the full length deglycosylated core protein is about 300 kDa after SDS-PAGE. Domain-specific antibodies revealed the presence of immunoreactive sites corresponding to G1/G2 and G3 globular domains and the characterization of this large proteoglycan as aggrecan. The results indicate the high conservation of the aggrecan domain structure in this lower vertebrate.

PCR-based ribotyping of Staphylococcus aureus

Genotyping techniques are valuable tools for the epidemiologic study of Staphylococcus aureus infections in the hospital setting. Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) is the current method of choice for S. aureus strain typing. However, the method is laborious and requires expensive equipment. In the present study, we evaluated the natural polymorphism of the genomic 16S-23S rRNA region for genotyping purpose, by PCR-based ribotyping. Three primer pairs were tested to determine the size of amplicons produced and to obtain better discrimination with agar gel electrophoresis and ethidium bromide staining. The resolution of the typing system was determined using sets of bacteria obtained from clinical specimens from a large tertiary care hospital. These included DNA from three samples obtained from a bacteremic patient, six strains with known and diverse PGFE patterns, and 88 strains collected over a 3-month period in the same hospital. Amplification patterns obtained from samples from the same patient were identical, and PFGE from samples known to be different produced three genotypes. Amplification of DNA from 61 methicillin-resistant isolates produced only one pattern. Methicillin-sensitive strains yielded a diversity of patterns, pointing to a true polyclonal distribution throughout the hospital (22 unique patterns from 27 strains). Computer-based software can be used to differentiate among identifiable strains, given the low number of bands and good characterization of PCR products. PCR-based ribotyping can be a useful technique for genotyping methicillin-sensitive S. aureus strains, but is of limited value for methicillin-resistant strains.

Association of Bartonella spp bacteremia with Chagas cardiomyopathy, endocarditis and arrythmias in patients from South America

Infection with Bartonella spp may cause cardiac arrhythmias, myocarditis and endocarditis in humans. The aim of the present study was to evaluate a possible association between Bartonella spp bacteremia and endocarditis, arrhythmia and Chagas cardiomyopathy in patients from Brazil and Argentina. We screened for the presence of bacterial 16S rRNA in human blood by PCR using oligonucleotides to amplify a 185-bp bacterial DNA fragment. Blood samples were taken from four groups of subjects in Brazil and Argentina: i) control patients without clinical disease, ii) patients with negative blood-culture endocarditis, iii) patients with arrhythmias, and iv) patients with chronic Chagas cardiomyopathy. PCR products were analyzed on 1.5% agarose gel to visualize the 185-bp fragment and then sequenced to confirm the identity of DNA. Sixty of 148 patients (40.5%) with cardiac disease and 1 of 56 subjects (1.8%) from the control group presented positive PCR amplification for Bartonella spp, suggesting a positive association of the bacteria with these diseases. Separate analysis of the four groups showed that the risk of a Brazilian patient with endocarditis being infected with Bartonella was 22 times higher than in the controls. In arrhythmic patients, the prevalence of infection was 45 times higher when compared to the same controls and 40 times higher for patients with Chagas cardiomyopathy. To the best of our knowledge this is the first report of the association between Bartonella spp bacteremia and Chagas disease. The present data may be useful for epidemiological and prevention studies in Brazil and Argentina.

Unusual association of NDM-1 with KPC-2 and armA among Brazilian Enterobacteriaceae isolates

We report the microbiological characterization of four New Delhi metallo-β-lactamase-1 (blaNDM-1)-producing Enterobacteriaceae isolated in Rio de Janeiro, Brazil. blaNDM-1 was located on a conjugative plasmid and was associated with Klebsiella pneumoniae carbapenemase-2 (blaKPC-2) or aminoglycoside-resistance methylase (armA), a 16S rRNA methylase not previously reported in Brazil, in two distinct strains of Enterobacter cloacae. Our results suggested that the introduction of blaNDM-1 in Brazil has been accompanied by rapid spread, since our isolates showed no genetic relationship.

Enhanced production and organic solvent stability of a protease fromBrevibacillus laterosporus strain PAP04

A bacterial strain (PAP04) isolated from cattle farm soil was shown to produce an extracellular, solvent-stable protease. Sequence analysis using 16S rRNA showed that this strain was highly homologous (99%) to Brevibacillus laterosporus. Growth conditions that optimize protease production in this strain were determined as maltose (carbon source), skim milk (nitrogen source), pH 7.0, 40°C temperature, and 48 h incubation. Overall, conditions were optimized to yield a 5.91-fold higher production of protease compared to standard conditions. Furthermore, the stability of the enzyme in organic solvents was assessed by incubation for 2 weeks in solutions containing 50% concentration of various organic solvents. The enzyme retained activity in all tested solvents except ethanol; however, the protease activity was stimulated in benzene (74%) followed by acetone (63%) and chloroform (54.8%). In addition, the plate assay and zymography results also confirmed the stability of the PAP04 protease in various organic solvents. The organic solvent stability of this protease at high (50%) concentrations of solvents makes it an alternative catalyst for peptide synthesis in non-aqueous media.

Efeito de enzimas hidrolíticas no comportamento reológico do óleo de palma cru

No processamento tradicional de extração de óleo de palma, uma quantidade substancial do produto é perdida na fibra - durante a etapa de prensagem do fruto - e na borra - durante a etapa de clarificação do óleo cru. A viscosidade deste constitui a principal dificuldade de separação do óleo dos demais componentes da mistura. A eficiência de recuperação do óleo é usualmente melhorada por adição de água, no tanque de clarificação. Neste trabalho avaliou-se os efeitos da diluição e do tratamento enzimático no comportamento reológico do óleo de palma cru. Estes dados são importantes para estimar a velocidade de separação do óleo nos tanques de clarificação e/ou nos decanters das usinas comerciais. O óleo cru utilizado neste estudo foi recolhido em uma unidade comercial sendo composto de 65% de água, 30% de óleo e 5% de sólidos. A hidrólise enzimática foi conduzida usando como agentes hidrolisantes uma enzima comercial (viscozyme) da Novo Nordisk e um preparado enzimático produzido no CTAA. Pode-se constatar que quanto mais diluída a amostra maior é a redução na viscosidade após a hidrólise enzimática. Para uma taxa de deformação fixa em 6s-1, o tratamento enzimático do óleo cru a 60°C reduziu a viscosidade do mesmo em cerca de 29% enquanto a adição de 20% de água em cerca de 35%. A combinação da diluição com 20% de água seguida de tratamento enzimático reduziu a viscosidade do óleo cru em cerca de 75%.

Screening and kinetics of glutaminase and glutamate decarboxylase producing lactic acid bacteria from fermented Thai foods

L-glutaminase and glutamic acid decarboxylase (GAD) catalyzes the hydrolysis of L-glutamine and glutamate, respectively. L-glutaminase widely used in cancer therapy along with a combination of other enzymes and most importantly these enzymes were used in food industries, as a major catalyst of bioconversion. The current investigation was aimed to screen and select L-glutaminase, and GAD producing lactic acid bacteria (LAB). A total of 338 LAB were isolated from fermented meat, fermented fish, fermented soya bean, fermented vegetables and fruits. Among 338 isolates, 22 and 237 LAB has been found to be positive for L-glutaminase and GAD, respectively. We found that 30 days of incubation at 35 ºC and pH 6.0 was the optimum condition for glutaminase activity by G507/1. G254/2 was found to be the best for GAD activity with the optimum condition of pH 6.5, temperature 40 ºC and ten days of incubation. These LAB strains, G507/1 and G254/2, were identified as close relative of Lactobacillus brevis ATCC 14869 and Lactobacillus fermentum NBRC 3956, respectively by 16S rRNA sequencing. Further, improvements in up-stream of the fermentation process with these LAB strains are currently under development.

Suun alueen pigmentoivat Prevotel/a-Iajit äideillä

Suuren osan hampaiston ja suun limakalvopintojen anaerobimikrobistosta muodostaa gram- negatiiviset Prevotella-suvun lajit. Viime vuosina Prevotella-ryhmässä on tapahtunut laajoja taksonomisia muutoksia ja Prevotella-sukuun on liitetty useita uusia lajeja. Näiden lisäksi on kantoja, jotka eivät asetu mihinkään jo tunnistettuun lajiin (Mario ym., 2011). Tässä tutkimuksessa käytimme materiaalina kahdesta eri väitösaineistosta peräisin olevia bakteeri-isolaatteja (Könönen 1994, Gürsoy 2012). Suun bakteeri-isolaatit oli eristetty synnyttäneiltä naisilta. Tutkimuksen päätavoitteena oli aiemmin biokemiallisesti tunnistettujen Prevotel/a-isolaattien lajitason tunnistus nykyaikaisin tunnistusmenetelmin. Tämän lisäksi tavoitteena oli vertailla niiden esiintyvyyttä äitien sylki- ja plakkinäytteissä. Fenotyyppisen tunnistuksen luotettavuuden arvioimiseksi tunnistusmenetelmänä käytettiin 16S rRNA osasekvenointia (n. 500 emäsparia) valikoiduille bakteeri-isolaateille pigmentoivien Prevotel/a-Iajien sekä mahdollisesti kokonaan uusien aiemmin tunnistamattomien lajien identifiointiin.

Coevolution of Heliconius spp. and Passiflora spp. : a phylogenetic comparison

Although a substantial amount of research has been done on all aspects ofHeliconius biology and their ecological interactions with Passiflora, there has not hitherto been a phylogenetic examination of this association for coevolution. To test the HeliconiuslPassilfora association for coevolutionary congruence, phylogenies for each group were established and compared. The phylogeny for 14 species ofHeliconiinae from Costa Rica was based on combined sequence data from rRNA ITS 2 and partial EF-1a gene regions. For the Passifloraceae, 17 host plant species were utilized to establish a phylogeny based on tRNALeucine and ITS 1/5.8S1 ITS 2 sequence data. The phylogenies for both groups were largely in agreement with current classification (for Passifloraceae) and previously established phylogenies. Associations with the large subgenera Passiflora and Decaloba correspond with the two major Advanced Radiation groups in Heliconius. Although strict congruence above subgenus level was not observed, broad scale congruence was evident. One main host shift as well as other possible explanations for lack of strict congruence are suggested.

Isolation and analysis of a corprinus cinereus DNA fragment showing homology to a fimbrial cDNA from ustilago violacea

Surface proteinaceous fibrils, termed fimbriae, were first identified on gram negative bacteria in the 1940s. Fungal fimbriae, discovered some 25 years later, are found on members of all fungal classes. In the present study, polyclonal antiserum raised against the fimbrial proteins of U. vio/acea were used in order to identify antigenically related proteins from Coprinus cinereus and Schizophy//um commune. Two polypeptides with molecular masses of 37 and 39 kDa from C. cinereus were observed and confirm earlier results. A single previously unidentified 50 kDa polypeptide in S. commune crossreacted with the antiserum. The 50 kDa protein was found to consist of 3 isoforms with isoelectric points ranging from 5.6 to 5.8. A fimbrial cDNA derived from U. vio/acea was used to identify DNA restriction fragments from C. cinereus and S. commune showing homology to the fimbrial transcript of U. vio/acea. Heterologous hybridization with this cDNA was used in order to screen a C. cinereus genomic DNA library. A single clone, A2-3A, with a 14 kbp insert showed strong homology to the pfim3-1 cDNA. The region of homology, a 700 bp Xba I fragment, was subcloned into pUG19. This plasmid was refered to as pXX8. DNA sequence determinations of pXX8 and adjacent fragments from A2-3A suggested that the cloned DNA was a portion of the rONA repeat encoding the small subunit rRNA. DNA sequence analysis of pfim3-1 yielded an incomplete open reading frame. The predicted amino acid sequence codes for a 206 amino acid, 22 kDa polypeptide which contains a domain similar to a transmembrane domain from rat leukocyte antigen, GDS3. As well, an untranslated 576 nucleotide domain showed 81 % homology to pXX8 and 830/0 homology to the 188 rRNA sequence of Ustilago maydis. This sequence was found adjacent to a region of adenine-thymine base pairs presumed to represent the polyadenylation sequence of the fimbrial transcript. The size and extent of homology is sufficient to account for the hybridization of pfim3-1 to rDNA. It is suggested that this domain represents a completely novel regulatory domain within eukaryotes that may enable the observed rapid regeneration of fimbriae in U. violacea.

Représentation et recherche de motifs cycliques et structuraux d’ARN connus dans les structures secondaires

L'acide désoxyribonucléique (ADN) et l'acide ribonucléique (ARN) sont des polymères de nucléotides essentiels à la cellule. À l'inverse de l'ADN qui sert principalement à stocker l'information génétique, les ARN sont impliqués dans plusieurs processus métaboliques. Par exemple, ils transmettent l’information génétique codée dans l’ADN. Ils sont essentiels pour la maturation des autres ARN, la régulation de l’expression génétique, la prévention de la dégradation des chromosomes et le ciblage des protéines dans la cellule. La polyvalence fonctionnelle de l'ARN résulte de sa plus grande diversité structurale. Notre laboratoire a développé MC-Fold, un algorithme pour prédire la structure des ARN qu'on représente avec des graphes d'interactions inter-nucléotidiques. Les sommets de ces graphes représentent les nucléotides et les arêtes leurs interactions. Notre laboratoire a aussi observé qu'un petit ensemble de cycles d'interactions à lui seul définit la structure de n'importe quel motif d'ARN. La formation de ces cycles dépend de la séquence de nucléotides et MC-Fold détermine les cycles les plus probables étant donnée cette séquence. Mon projet de maîtrise a été, dans un premier temps, de définir une base de données des motifs structuraux et fonctionnels d'ARN, bdMotifs, en terme de ces cycles. Par la suite, j’ai implanté un algorithme, MC-Motifs, qui recherche ces motifs dans des graphes d'interactions et, entre autres, ceux générés par MC-Fold. Finalement, j’ai validé mon algorithme sur des ARN dont la structure est connue, tels que les ARN ribosomaux (ARNr) 5S, 16S et 23S, et l'ARN utilisé pour prédire la structure des riborégulateurs. Le mémoire est divisé en cinq chapitres. Le premier chapitre présente la structure chimique, les fonctions cellulaires de l'ARN et le repliement structural du polymère. Dans le deuxième chapitre, je décris la base de données bdMotifs. Dans le troisième chapitre, l’algorithme de recherche MC-Motifs est introduit. Le quatrième chapitre présente les résultats de la validation et des prédictions. Finalement, le dernier chapitre porte sur la discussion des résultats suivis d’une conclusion sur le travail.

Influence du chondroïtine sulfate (CS) sur l’activité et l’expression de plusieurs isoformes du cytochrome P450 et de la NADPH P450 réductase

Le CS fait partie de la famille des SYSADOA (SYmptomatic Slow Acting Drugs for OsteoArthritis) et est utilisé par les patients avec de l’ostéoarthrose de façon chronique pour ses propriétés anti-inflammatoires. Étant donné que ces patients reçoivent d’autres médicaments, il était intéressant de documenter les effets du CS sur le cytochrome P450 et la NADPH-réductase (NADPH). Pour cette étude, deux modèles ont été utilisés: des lapins témoins (LT) et des lapins avec une réaction inflammatoire (LRI) afin de diminuer l’activité et l’expression du CYP. Six groupes contenant chacun cinq lapins ont été utilisés: un groupe sans CS et deux groupes qui ont pris oralement dans l’eau approximativement 20.5 mg/kg/jour de CS pendant 20 et 30 jours; les lapins des trois groupes restants ont pris du CS comme décrit plus haut, mais ont reçu 5 ml sous-cutanées de térébenthine afin de produire une réaction inflammatoire aseptique (RIA) deux jours avant leur sacrifice, c’est-à-dire aux jours -2, 18 et 28. Les hépatocytes ont été isolés pour évaluer l’activité et l’expression du CYP3A6, CYP1A2 et NADPH et aussi le ARNm de ces protéines. In vitro, nous avons étudié l’effet de différentes concentrations de CS-disaccharides sulfatés, 4S, 6S, et 4,6S de CS, sur l’activité et l’expression du CYP1A2 et du CYP3A6. Pour documenter la présence de la réaction inflammatoire, nous avons mesure les mucoprotéines, dans le sérum des lapins avec une réaction inflammatoire. Aussi nous avons mesuré la présence de l’oxide nitrique (NO) chez les hépatocytes de lapins contrôles et chez les hépatocytes des lapins avec une réaction inflammatoire. La translocation nucléaire du NF-κB a été etudiée par fluorescence chez les hépatocytes. Par comparaison aux lapins témoins, l’administration du CS pendant 20 et 30 jours n’affecte pas l’activité du CYP3A6 et du CYP1A2. La RIA a augmenté les mucoprotéines à 95,1±5,7 vs 8,4±1,6 mg/dl dans les lapins témoins (p<0,05). La RIA a diminué l’activité du CYP3A6 de 62% et l’activité du CYP 1A2 de 54%. Le CS n’empêché pas la diminution du CYP1A2 produite par la RIA. Par ailleurs, le CS n’affecte pas l’activité ni l’expression de la NADPH. La translocation nucléaire de NF-κB a été empêche par l’administration chronique de CS aux lapins avec RIA; en plus, la concentration de l’oxide nitrique n’a pas démontré une augmentation en présence de CS; par contre, CS n’empêche pas l’augmentation des séromucoïdes. Au contraire, CS affecte la diminution du CYP3A6 en fonction de temps et secondaire à la RIA. Dans ce group, CS a rétabli le niveau des protéines du CYP3A6 observé dans le group de lapins témoins. Pourtant cette croissance été independante de mRNA qui garde un niveau trés bas. Le plus remarcable a été la manière dont CS a augmenté la protéine du CYP3A6, sans avoir rétabli l’activité de cet isoforme. Finalement, in vitro, CS et ses trois disaccharides sulfatés (4S, 6S et 4,6S) n’affectent ni l’activité ni l’expression de CYP1A2, CYP3A6 et de la NADPH. En conclusion, l’administration chronique de CS n’affecte pas l’activité ni l’expression du CYP1A2, ou la diminution du CYP1A2 produite par la réaction inflammatoire. Le CS n’affecte pas l’activité ni l’expression du NADPH. Cependant, CS empêche la diminution du CYP3A6 en fonction de temps et secondaire à la RIA.

REFLECT : logiciel de restitution des réflectances au sol pour l’amélioration de la qualité de l'information extraite des images satellitales à haute résolution spatiale

RÉSUMÉ - Les images satellitales multispectrales, notamment celles à haute résolution spatiale (plus fine que 30 m au sol), représentent une source d’information inestimable pour la prise de décision dans divers domaines liés à la gestion des ressources naturelles, à la préservation de l’environnement ou à l’aménagement et la gestion des centres urbains. Les échelles d’étude peuvent aller du local (résolutions plus fines que 5 m) à des échelles régionales (résolutions plus grossières que 5 m). Ces images caractérisent la variation de la réflectance des objets dans le spectre qui est l’information clé pour un grand nombre d’applications de ces données. Or, les mesures des capteurs satellitaux sont aussi affectées par des facteurs « parasites » liés aux conditions d’éclairement et d’observation, à l’atmosphère, à la topographie et aux propriétés des capteurs. Deux questions nous ont préoccupé dans cette recherche. Quelle est la meilleure approche pour restituer les réflectances au sol à partir des valeurs numériques enregistrées par les capteurs tenant compte des ces facteurs parasites ? Cette restitution est-elle la condition sine qua non pour extraire une information fiable des images en fonction des problématiques propres aux différents domaines d’application des images (cartographie du territoire, monitoring de l’environnement, suivi des changements du paysage, inventaires des ressources, etc.) ? Les recherches effectuées les 30 dernières années ont abouti à une série de techniques de correction des données des effets des facteurs parasites dont certaines permettent de restituer les réflectances au sol. Plusieurs questions sont cependant encore en suspens et d’autres nécessitent des approfondissements afin, d’une part d’améliorer la précision des résultats et d’autre part, de rendre ces techniques plus versatiles en les adaptant à un plus large éventail de conditions d’acquisition des données. Nous pouvons en mentionner quelques unes : - Comment prendre en compte des caractéristiques atmosphériques (notamment des particules d’aérosol) adaptées à des conditions locales et régionales et ne pas se fier à des modèles par défaut qui indiquent des tendances spatiotemporelles à long terme mais s’ajustent mal à des observations instantanées et restreintes spatialement ? - Comment tenir compte des effets de « contamination » du signal provenant de l’objet visé par le capteur par les signaux provenant des objets environnant (effet d’adjacence) ? ce phénomène devient très important pour des images de résolution plus fine que 5 m; - Quels sont les effets des angles de visée des capteurs hors nadir qui sont de plus en plus présents puisqu’ils offrent une meilleure résolution temporelle et la possibilité d’obtenir des couples d’images stéréoscopiques ? - Comment augmenter l’efficacité des techniques de traitement et d’analyse automatique des images multispectrales à des terrains accidentés et montagneux tenant compte des effets multiples du relief topographique sur le signal capté à distance ? D’autre part, malgré les nombreuses démonstrations par des chercheurs que l’information extraite des images satellitales peut être altérée à cause des tous ces facteurs parasites, force est de constater aujourd’hui que les corrections radiométriques demeurent peu utilisées sur une base routinière tel qu’est le cas pour les corrections géométriques. Pour ces dernières, les logiciels commerciaux de télédétection possèdent des algorithmes versatiles, puissants et à la portée des utilisateurs. Les algorithmes des corrections radiométriques, lorsqu’ils sont proposés, demeurent des boîtes noires peu flexibles nécessitant la plupart de temps des utilisateurs experts en la matière. Les objectifs que nous nous sommes fixés dans cette recherche sont les suivants : 1) Développer un logiciel de restitution des réflectances au sol tenant compte des questions posées ci-haut. Ce logiciel devait être suffisamment modulaire pour pouvoir le bonifier, l’améliorer et l’adapter à diverses problématiques d’application d’images satellitales; et 2) Appliquer ce logiciel dans différents contextes (urbain, agricole, forestier) et analyser les résultats obtenus afin d’évaluer le gain en précision de l’information extraite par des images satellitales transformées en images des réflectances au sol et par conséquent la nécessité d’opérer ainsi peu importe la problématique de l’application. Ainsi, à travers cette recherche, nous avons réalisé un outil de restitution de la réflectance au sol (la nouvelle version du logiciel REFLECT). Ce logiciel est basé sur la formulation (et les routines) du code 6S (Seconde Simulation du Signal Satellitaire dans le Spectre Solaire) et sur la méthode des cibles obscures pour l’estimation de l’épaisseur optique des aérosols (aerosol optical depth, AOD), qui est le facteur le plus difficile à corriger. Des améliorations substantielles ont été apportées aux modèles existants. Ces améliorations concernent essentiellement les propriétés des aérosols (intégration d’un modèle plus récent, amélioration de la recherche des cibles obscures pour l’estimation de l’AOD), la prise en compte de l’effet d’adjacence à l’aide d’un modèle de réflexion spéculaire, la prise en compte de la majorité des capteurs multispectraux à haute résolution (Landsat TM et ETM+, tous les HR de SPOT 1 à 5, EO-1 ALI et ASTER) et à très haute résolution (QuickBird et Ikonos) utilisés actuellement et la correction des effets topographiques l’aide d’un modèle qui sépare les composantes directe et diffuse du rayonnement solaire et qui s’adapte également à la canopée forestière. Les travaux de validation ont montré que la restitution de la réflectance au sol par REFLECT se fait avec une précision de l’ordre de ±0.01 unités de réflectance (pour les bandes spectrales du visible, PIR et MIR), même dans le cas d’une surface à topographie variable. Ce logiciel a permis de montrer, à travers des simulations de réflectances apparentes à quel point les facteurs parasites influant les valeurs numériques des images pouvaient modifier le signal utile qui est la réflectance au sol (erreurs de 10 à plus de 50%). REFLECT a également été utilisé pour voir l’importance de l’utilisation des réflectances au sol plutôt que les valeurs numériques brutes pour diverses applications courantes de la télédétection dans les domaines des classifications, du suivi des changements, de l’agriculture et de la foresterie. Dans la majorité des applications (suivi des changements par images multi-dates, utilisation d’indices de végétation, estimation de paramètres biophysiques, …), la correction des images est une opération cruciale pour obtenir des résultats fiables. D’un point de vue informatique, le logiciel REFLECT se présente comme une série de menus simples d’utilisation correspondant aux différentes étapes de saisie des intrants de la scène, calcul des transmittances gazeuses, estimation de l’AOD par la méthode des cibles obscures et enfin, l’application des corrections radiométriques à l’image, notamment par l’option rapide qui permet de traiter une image de 5000 par 5000 pixels en 15 minutes environ. Cette recherche ouvre une série de pistes pour d’autres améliorations des modèles et méthodes liés au domaine des corrections radiométriques, notamment en ce qui concerne l’intégration de la FDRB (fonction de distribution de la réflectance bidirectionnelle) dans la formulation, la prise en compte des nuages translucides à l’aide de la modélisation de la diffusion non sélective et l’automatisation de la méthode des pentes équivalentes proposée pour les corrections topographiques.

Étude de la diversité génétique d’isolats québécois de Mycoplasma hyopneumoniae provenant d’infections simples ou mixtes et caractérisation de leur sensibilité aux antimicrobiens

Mycoplasma hyopneumoniae est l’agent causal de la pneumonie enzootique. On le retrouve dans plusieurs élevages de porcs à travers le monde. Même si ce micro-organisme est présent dans plusieurs troupeaux canadiens, peu d’informations sont présentement disponibles sur les isolats québécois. Un total de 160 poumons de porcs possédant des lésions de pneumonie ont été récupérés à l’abattoir, mis en culture et testés par PCR pour M. hyopneumoniae et Mycoplasma hyorhinis. D’autres pathogènes bactériens communs du porc et les virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (VSRRP), de l’influenza et le circovirus porcin de type 2 (CVP2) ont été également testés. Quatre-vingt-dix pourcent des échantillons étaient positifs pour M. hyopneumoniae et 5.6% l’étaient seulement pour M. hyorhinis. Dans ces échantillons positifs pour M. hyopneumoniae, la concentration de ce mycoplasme variait de 1.17 x 105 à 3.37 x 109 génomes/mL. Vingt-cinq poumons positifs en culture ou par PCR en temps réel pour M. hyopneumoniae ont été sélectionnés, parmi ceux-ci 10 étaient en coinfection avec Pasteurella multocida, 12 avec Streptococcus suis, 9 avec CVP2 et 2 avec le VSRRP. Les analyses des nombres variables de répétitions en tandem à de multiples loci (MLVA) et PCR-polymorphisme de longueur de fragments de restriction (PCR-RFLP) de M. hyopneumoniae ont démontré une forte diversité des isolats de terrain. Par contre, il semble y avoir plus d’homogénéité à l’intérieur d’un même élevage. L’analyse MLVA a également démontré que près de la moitié des isolats possédaient moins de 55% d’homologie avec les souches vaccinales et de référence utilisées dans la présente étude. L’absence d’amplification du locus 1 de M. hyopneumoniae en MLVA a été significativement associée à une baisse de la concentration de bactérie et de la sévérité des lésions. Pour tous les isolats de M. hyopneumoniae, des concentrations minimales inhibitrices (CMI) de faibles à intermédiaires ont été obtenues envers tous les antimicrobiens testés. Les isolats possédant des CMI intermédiaires envers les tétracyclines, les macrolides et les lincosamides ont été testés pour la présence des gènes de résistance tetM, ermB et pour des mutations ponctuelles dans les gènes des protéines L4, L22 et de l’ARNr 23S. Aucun de ces gènes n’a été détecté mais la mutation ponctuelle G2057A a été identifiée. Cette mutation est responsable de la résistance intrinsèque de M. hyopneumoniae face aux macrolides à 14 carbones. Ces résultats indiquent qu’il ne semble pas y avoir de résistance acquise aux antimicrobiens parmi ces isolats. En conclusion, cette recherche a permis d’obtenir de nouvelles données scientifiques sur les isolats québécois de M. hyopneumoniae.