Aging and immunoglobulin isotype patterns in oral tolerance

In the present review we address oral tolerance as an important biological phenomenon and discuss how it is affected by aging. Other factors such as frequency of feeding and previous digestion of the antigen also seem to influence the establishment of oral tolerance. We also analyze immunoglobulin isotypes of specific antibodies formed by tolerant and immunized animals of different ages submitted to different conditions of oral antigen administration. Isotypic patterns were studied as a parameter for assessing the pathways of B and T cell interactions leading to antibody production

Targeting and translocation of endothelial nitric oxide synthase

This review explores advances in our understanding of the intracellular regulation of the endothelial isoform of nitric oxide synthase (eNOS) in the context of its dynamically regulated subcellular targeting. Nitric oxide (NO) is a labile molecule, and may play important biological roles both within the cell in which it is synthesized and in its interactions with nearby cells and molecules. The localization of eNOS within the cell importantly influences the biological role and chemical fate of the NO produced by the enzyme. eNOS, a Ca2+/calmodulin-dependent enzyme, is subject to a complex pattern of intracellular regulation, including co- and post-translational modifications and interactions with other proteins and ligands. In endothelial cells and cardiac myocytes eNOS is localized in specialized plasmalemmal signal-transducing domains termed caveolae; acylation of the enzyme by the fatty acids myristate and palmitate is required for targeting of the protein to caveolae. Targeting to caveolae facilitates eNOS activation following receptor stimulation. In resting cells, eNOS is tonically inhibited by its interactions with caveolin, the scaffolding protein in caveolae. However, following agonist activation, eNOS dissociates from caveolin, and nearly all the eNOS translocates to structures within the cell cytosol; following more protracted incubations with agonists, most of the cytosolic enzyme subsequently translocates back to the cell membrane. The agonist-induced internalization of eNOS is completely abrogated by chelation of intracellular Ca2+. These rapid receptor-mediated effects are seen not only for "classic" eNOS agonists such as bradykinin, but also for estradiol, indicating a novel non-genomic role for estrogen in eNOS activation. eNOS targeting to the membrane is labile, and is subject to receptor-regulated Ca2+-dependent reversible translocation, providing another point for regulation of NO-dependent signaling in the vascular endothelium.

Role of sympathetic nervous system and neuropeptides in obesity hypertension

Obesity is the most common cause of human essential hypertension in most industrialized countries. Although the precise mechanisms of obesity hypertension are not fully understood, considerable evidence suggests that excess renal sodium reabsorption and a hypertensive shift of pressure natriuresis play a major role. Sympathetic activation appears to mediate at least part of the obesity-induced sodium retention and hypertension since adrenergic blockade or renal denervation markedly attenuates these changes. Recent observations suggest that leptin and its multiple interactions with neuropeptides in the hypothalamus may link excess weight gain with increased sympathetic activity. Leptin is produced mainly in adipocytes and is believed to regulate energy balance by acting on the hypothalamus to reduce food intake and to increase energy expenditure via sympathetic activation. Short-term administration of leptin into the cerebral ventricles increases renal sympathetic activity, and long-term leptin infusion at rates that mimic plasma concentrations found in obesity raises arterial pressure and heart rate via adrenergic activation in non-obese rodents. Transgenic mice overexpressing leptin also develop hypertension. Acute studies suggest that the renal sympathetic effects of leptin may depend on interactions with other neurochemical pathways in the hypothalamus, including the melanocortin-4 receptor (MC4-R). However, the role of this pathway in mediating the long-term effects of leptin on blood pressure is unclear. Also, it is uncertain whether there is resistance to the chronic renal sympathetic and blood pressure effects of leptin in obese subjects. In addition, leptin also has other cardiovascular and renal actions, such as stimulation of nitric oxide formation and improvement of insulin sensitivity, which may tend to reduce blood pressure in some conditions. Although the role of these mechanisms in human obesity has not been elucidated, this remains a fruitful area for further investigation, especially in view of the current "epidemic" of obesity in most industrialized countries.

Influence of exercise on the activity and the distribution between free and bound forms of glycolytic and associated enzymes in tissues of horse mackerel

The effects of short-term burst (5 min at 1.8 m/s) swimming and long-term cruiser (60 min at 1.2 m/s) swimming on maximal enzyme activities and enzyme distribution between free and bound states were assessed for nine glycolytic and associated enzymes in tissues of horse mackerel, Trachurus mediterraneus ponticus. The effects of exercise were greatest in white muscle. The activities of phosphofructokinase (PFK), pyruvate kinase (PK), fructose-1,6-bisphosphatase (FBPase), and phosphoglucomutase (PGM) all decreased to 47, 37, 37 and 67%, respectively, during 60-min exercise and all enzymes except phosphoglucoisomerase (PGI) and PGM showed a change in the extent of binding to subcellular particulate fractions during exercise. In red muscle, exercise affected the activities of PGI, FBPase, PFK, and lactate dehydrogenase (LDH) and altered percent binding of only PK and LDH. In liver, exercise increased the PK activity 2.3-fold and reduced PGI 1.7-fold only after 5 min of exercise but altered the percent binding of seven enzymes. Fewer effects were seen in brain, with changes in the activities of aldolase and PGM and in percent binding of hexokinase, PFK and PK. Changes in enzyme activities and in binding interactions with subcellular particulate matter appear to support the altered demands of tissue energy metabolism during exercise.

4-Aminopyridine inhibits the neuromuscular effects of nitric oxide and 8-Br-cGMP

The effects induced by nitric oxide (NO) in different tissues depend on direct and/or indirect interactions with K+ channels. The indirect interaction of NO is produced by activation of guanylyl cyclase which increases the intracellular cGMP. Since NO, cGMP and 4-aminopyridine alone induce tetanic fade and increase amplitude of muscular contractions in isolated rat neuromuscular preparations, the present study was undertaken to determine whether or not the neuromuscular effects of NO and 8-Br-cGMP can be modified by 4-aminopyridine. Using the phrenic nerve and diaphragm muscle isolated from male Wistar rats (200-250 g), we observed that L-arginine (4.7 mM) and 8-Br-cGMP (18 µM), in contrast to D-arginine, induced an increase in the amplitude of muscle contraction (10.5 ± 0.7%, N = 10 and 8.0 ± 0.7%, N = 10) and tetanic fade (15 ± 2.0%, N = 8 and 11.6 ± 1.7%, N = 8) at 0.2 and 50 Hz, respectively. N G-nitro-L-arginine (4 mM, N = 8 and 8 mM, N = 8) antagonized the effects of L-arginine. 4-Aminopyridine (1 and 10 µM) caused a dose-dependent increase in the amplitude of muscle contraction (15 ± 1.8%, N = 9 and 40 ± 3.1%, N = 10) and tetanic fade (17.7 ± 3.3%, N = 8 and 37.4 ± 1.3%, N = 8). 4-Aminopyridine (1 µM, N = 8) did not cause any change in muscle contraction amplitude or tetanic fade of preparations previously paralyzed with d-tubocurarine or stimulated directly. The effects induced by 4-aminopyridine alone were similar to those observed when the drug was administered in combination with L-arginine or 8-Br-cGMP. The data suggest that the blockage of K+ channels produced by 4-aminopyridine inhibits the neuromuscular effects induced by NO and 8-Br-cGMP. Therefore, the presynaptic effects induced by NO seem to depend on indirect interactions with K+ channels.

Relationship between Daily Habits, Oral Microbiota and Caries with Special Reference to Xylitol

Caries is a plaque-associated multifactorial chronic disease. Oral hygiene habits, sugar, and oral micobiota interactions are important for caries to occur. Xylitol has been shown to reduce caries mainly due to its effects on mutans streptococci (MS). The purpose of this study was to evaluate the relationship of daily oral health habits and bacterial level on the caries occurrence and to study the effect of xylitol on the composition of oral microflora. A total of 192, 10-12 years old, male school children had been screened for salivary MS. Healthy subjects with high MS counts participated in two parallel double-blinded, randomised, controlled trials. In the first 5-week trial, subjects were assigned into xylitol (n=35) and sorbitol gum (n=38) groups. At baseline, children were examined using International Caries Detection and Assessment System (ICDAS) criteria and interviewed for oral health habits. In the second 4-week trial, subjects were assigned into xylitol (n=25) and saccharine mouthrinse (n=25) groups. In the end of both interventions, saliva samples were collected. The samples were analysed for changes in MS counts and changes in the composition of the oral microbiota assessed by the Human Oral Microbe Identification Microarray (HOMIM). Relationships between daily habits, bacterial levels and caries were evaluated. Daily use of sweets and soft drinks were the habits significantly associated with caries severity measured by ICDAS Caries Index (CI), while toothbrushing was the only habit associated with the low caries severity. Abiotrophia defectiva and Actinomyces meyeri/ A. odontolyticus were significantly higher in caries-affected children while Shuttleworthia satelles was significantly higher in caries-free children. Xylitol showed significant reduction in salivary levels of MS in both trials. No significant effects on other members of the microbiota were found when evaluated by HOMIM. In conclusion, other members of oral microbiota than MS may be associated with caries occurrence or absence. The use of xylitol had significant effect on MS with no effects on the other members of the salivary microbiota.

Epidemiological studies in the information and genomics era: experience of the Clinical Genome of Cancer Project in São Paulo, Brazil

Genomics is expanding the horizons of epidemiology, providing a new dimension for classical epidemiological studies and inspiring the development of large-scale multicenter studies with the statistical power necessary for the assessment of gene-gene and gene-environment interactions in cancer etiology and prognosis. This paper describes the methodology of the Clinical Genome of Cancer Project in São Paulo, Brazil (CGCP), which includes patients with nine types of tumors and controls. Three major epidemiological designs were used to reach specific objectives: cross-sectional studies to examine gene expression, case-control studies to evaluate etiological factors, and follow-up studies to analyze genetic profiles in prognosis. The clinical groups included patients' data in the electronic database through the Internet. Two approaches were used for data quality control: continuous data evaluation and data entry consistency. A total of 1749 cases and 1509 controls were entered into the CGCP database from the first trimester of 2002 to the end of 2004. Continuous evaluation showed that, for all tumors taken together, only 0.5% of the general form fields still included potential inconsistencies by the end of 2004. Regarding data entry consistency, the highest percentage of errors (11.8%) was observed for the follow-up form, followed by 6.7% for the clinical form, 4.0% for the general form, and only 1.1% for the pathology form. Good data quality is required for their transformation into useful information for clinical application and for preventive measures. The use of the Internet for communication among researchers and for data entry is perhaps the most innovative feature of the CGCP. The monitoring of patients' data guaranteed their quality.

Nichesourcing for the benefit of linguistic research and native speakers

The National Library of Finland is implementing the Digitization Project of Kindred Languages in 2012–16. Within the project we will digitize materials in the Uralic languages as well as develop tools to support linguistic research and citizen science. Through this project, researchers will gain access to new corpora 329 and to which all users will have open access regardless of their place of residence. Our objective is to make sure that the new corpora are made available for the open and interactive use of both the academic community and the language societies as a whole. The project seeks to digitize and publish approximately 1200 monograph titles and more than 100 newspapers titles in various Uralic languages. The digitization will be completed by the early of 2015, when the Fenno-Ugrica collection would contain around 200 000 pages of editable text. The researchers cannot spend so much time with the material that they could retrieve a satisfactory amount of edited words, so the participation of a crowd in editing work is needed. Often the targets in crowdsourcing have been split into several microtasks that do not require any special skills from the anonymous people, a faceless crowd. This way of crowdsourcing may produce quantitative results, but from the research’s point of view, there is a danger that the needs of linguistic research are not necessarily met. Also, the number of pages is too high to deal with. The remarkable downside is the lack of shared goal or social affinity. There is no reward in traditional methods of crowdsourcing. Nichesourcing is a specific type of crowdsourcing where tasks are distributed amongst a small crowd of citizen scientists (communities). Although communities provide smaller pools to draw resources, their specific richness in skill is suited for the complex tasks with high-quality product expectations found in nichesourcing. Communities have purpose, identity and their regular interactions engenders social trust and reputation. These communities can correspond to research more precisely. Instead of repetitive and rather trivial tasks, we are trying to utilize the knowledge and skills of citizen scientists to provide qualitative results. Some selection must be made, since we are not aiming to correct all 200,000 pages which we have digitized, but give such assignments to citizen scientists that would precisely fill the gaps in linguistic research. A typical task would editing and collecting the words in such fields of vocabularies, where the researchers do require more information. For instance, there’s a lack of Hill Mari words in anatomy. We have digitized the books in medicine and we could try to track the words related to human organs by assigning the citizen scientists to edit and collect words with OCR editor. From the nichesourcing’s perspective, it is essential that the altruism plays a central role, when the language communities involve. Upon the nichesourcing, our goal is to reach a certain level of interplay, where the language communities would benefit on the results. For instance, the corrected words in Ingrian will be added onto the online dictionary, which is made freely available for the public and the society can benefit too. This objective of interplay can be understood as an aspiration to support the endangered languages and the maintenance of lingual diversity, but also as a servant of “two masters”, the research and the society.

The influence of physical activity behaviour on the relationship between motor proficiency and body composition in children

There is an emerging awareness that children with poor motor abilities are at particular risk for overweight. This cross-sectional study examined the influence of physical activity behaviour on the relationship between motor proficiency and body composition. Participants were 1287 (646 males, 641 females) Grade 6 students in the Physical Health Activity Study project. Height, weight, waist girth, and motor proficiency (Bruininks-Oseretsky Test of Motor Performance BOTMP-SF) were assessed. Physical activity behaviours were also evaluated with a multifaceted approach and reported for school-based, non-school based physical activity, free-time play, and sedentary activities (Participation Questionnaire), and leisure time exercise (Godin-Shephard Leisure Time Exercise Questionnaire GS). Overweight was defined by BMI scores: boys :::20.6-21.2 and <25.1-26.0; girls: ::: 20.7-21.7and <25.4-26.7 and obesity was defined as: boys:::: 25.1-26.0; girls: :::25.4-26.7. Children were classified as case group (CG,::; 10% on BOTMP-SF), borderline case group (BC, > 10% to ::; 20% on BOTMP-SF) or non-case group. Analyses of variance (ANOVAs) uncovered a significant difference in overweight and obesity between the case group and non-case group. Normal-weight children reported higher participation in organized school-sports (intra-mural and inter-school teams). The CG reported significantly lower participation in school sports teams and lower GS results, with a trend towards lower participation in all active pursuits. They also reported a significantly higher duration of television watching and book reading. There were no significant differences between motor proficiency groups by gender, age, nonschool sports, or free-time activity. Multivariate ordinal logistic regression analysis showed that the case group was 10.9 times more likely to be overweight/obese than their peers. No single aspect of physical activity was able to explain the difference in odds ratios for the motor proficiency groups. However, for the entire cohort, children who participated in more organized school sports were less likely to be overweight/obese. These findings confirm that children with low motor proficiency are at significant risk of developing overweight. It is evident that these children have generally attenuated activity levels and heightened levels of sedentary pursuits. School-based activities appear particularly limited, and are the one area where children have near autonomy in their decision to pursue active opportunities. The promotion of school-based programs, specifically intramural sports may be an important aspect in increasing children's overall activity levels. It is also essential to consider the needs of those children with low motor proficiency when designing activity promotion programs. Future research should further explore motor proficiency and overweight/obesity.

Players and Avatars: The Connections between Player Personality, Avatar Personality, and Behavior in Video Games

The increasing variety and complexity of video games allows players to choose how to behave and represent themselves within these virtual environments. The focus of this dissertation was to examine the connections between the personality traits (specifically, HEXACO traits and psychopathic traits) of video game players and player-created and controlled game-characters (i.e., avatars), and the link between traits and behavior in video games. In Study 1 (n = 198), the connections between player personality traits and behavior in a Massively Multiplayer Online Roleplaying Game (World of Warcraft) were examined. Six behavior components were found (i.e., Player-versus-Player, Social Player-versus-Environment, Working, Helping, Immersion, and Core Content), and each was related to relevant personality traits. For example, Player-versus-Player behaviors were negatively related to Honesty-Humility and positively related to psychopathic traits, and Immersion behaviors (i.e., exploring, role-playing) were positively related to Openness to Experience. In Study 2 (n = 219), the connections between player personality traits and in-game behavior in video games were examined in university students. Four behavior components were found (i.e., Aggressing, Winning, Creating, and Helping), and each was related to at least one personality trait. For example, Aggressing was negatively related to Honesty-Humility and positively related to psychopathic traits. In Study 3 (n = 90), the connections between player personality traits and avatar personality traits were examined in World of Warcraft. Positive player-avatar correlations were observed for all personality traits except Extraversion. Significant mean differences between players and avatars were observed for all traits except Conscientiousness; avatars had higher mean scores on Extraversion and psychopathic traits, but lower mean scores on the remaining traits. In Study 4, the connections between player personality traits, avatar traits, and observed behaviors in a life-simulation video game (The Sims 3) were examined in university students (n = 93). Participants created two avatars and used these avatars to play The Sims 3. Results showed that the selection of certain avatar traits was related to relevant player personality traits (e.g., participants who chose the Friendly avatar trait were higher in Honesty-Humility, Emotionality, and Agreeableness, and lower in psychopathic traits). Selection of certain character-interaction behaviors was related to relevant player personality traits (e.g., participants with higher levels of psychopathic traits used more Mean and fewer Friendly interactions). Together, the results of the four studies suggest that individuals generally behave and represent themselves in video games in ways that are consistent with their real-world tendencies.

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

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

Synthesis, properties and characterization of N-Alkyl substituted b-Diketiminato copper(I) Complexes

Le ligand nacnacxylH (xyl = C6Me2H3) et les ligands dikétimines N-alkyle substitués (nacnacCH(Me)PhH, nacnacBnH and nacnaciPrH) ont été préparés avec de bons rendements à l’exception du nacnaciPrH (23%) en utilisant un protocole en une étape et à l’aide d’un montage Dean-Stark. La réaction du S,S-nacnacCH(Me)PhH et du nacnacBnH avec le nBuLi dans le THF conduit au S,S-nacnacCH(Me)PhLi(THF) et au nacnacBnLi(THF). Les tentatives de bromation de ces composés par le N-bromosuccinimide conduisent plutôt aux ligands S,S-succnacnacCH(Me)PhH et succnacnacBnH (succ = succinimido) substitués par un groupement succinimido sur le carbone  La chloration par le N-chlorosuccinimide conduit au produit désiré, mais avec des impuretés. La réaction de ces ligands avec le CuOtBu (ou bien MesCu, où Mes = C6Me3H2, et une quantité catalytique de CuOtBu) en présence de bases de Lewis donne les (nacnacxylCu)2(-toluène), nacnacxylCuCNC6H3(Me)2, nacnacCH(Me)PhCuL (L = PPh3, PMe3, CNC6H3(Me)2, DMAP, lutidine, Py, MeCN), nacnacBnCuL (L = PPh3, CNC6H3(Me)2, styrène, trans-stilbene, phenylvinylether, acrylonitrile, diphenylacetylène), nacnaciPrCuL (L = PPh3, CNC6H3(Me)2, MeCN) et le succnacnacCH(Me)PhCuL (PPh3, CNC6H3(Me)2, pyridine). Tous ces complexes sont jaunes et sensibles à l’air et à l’humidité. En l’absence de fortes bases de Lewis, on n’observe pas de réaction entre les précurseurs de cuivre et les ligands N-alkyle substitués. Les études RMN des complexes dans le C6D6 ne présentent pas de complexe de toluène mais un mélange à l’équilibre du (nacnacxylCu)2(-C6D6) et nacnacxylCu(C6D6) dans une proportion de 2 pour 1. Alors que l’addition de plus de cinquante équivalents soit de THF, soit de toluène n’induit aucun changement des spectres RMN, l’addition de 2 équivalents de MeCN conduit instantanément au complexe nacnacxylCu(MeCN). De plus, le (nacnacxylylCu)2(-C6D6) ne se coordone ni ne réagit avec le N2O, même après avoir été chauffé à 60°C pendant treize jours. En présence de DPA (diphenylacétylène), la réaction du nacnacBnH avec le CuOtBu conduit au dimère ponté (nacnacBnCu)2(µ-DPA). L’addition d’un excès de DPA (10-12 équivalents) transforme le dimère ponté en complexe lié en position terminale nacnacBnCuDPA. Les nacnacRH (R = CH(Me)Ph et i-Pr) ne forment pas de complexe ni avec les oléfines ni avec le DPA. Une réactivité similaire a été observée avec les complexes de nacnacCH(Me)PhCu(NCMe) et nacnaci-PrCu(NCMe). Tandis que le complexe lié en position terminale par MeCN a été isolé et caractérisé, l’équilibre en solution nous laisse suspecter la formation d’un complexe d’acétonitrile ponté. Des études de réactivité comparatives ont été menées sur quelques complexes de cuivre. La Morpholine ne réagit pas avec le nacnacBnCu(acrylonitrile) contrairement à l’acrylonitrile libre. L’expérience de l’échange d’oléfine montre que l’acrylonitrile (une oléfine électro-attractrice) se lie plus fortement que les autres oléfines, mettant ainsi en évidence l’importance de la rétrodonation  face à la donation La rétrodonation est cependant faible comparée aux autres complexes de styrène structurellement caractérisés. Les complexes nacnacCH(Me)PhCuL (L = PPh3 et MeCN) ont été employés dans la cyclopropanation catalytique du styrène et dans l’addition conjuguée du ZnEt2 sur la 2-cyclohexénone, mais les résultats indiquent que le ligand dikétimine est éliminé avant son entrée dans le cycle catalytique. Par conséquent, il n’y a pas d’induction chirale. Les complexes tétra coordinées de cuivre avec les nacnacRCu(phen) (R = Bn, CH(Me)Ph et Phen = 1,10-phenanthroline, 2-Mes-1,10-phenanthroline, 2,9-dimethyl-1,10-phenanthroline (dmp) et 2,9-diphenyl-1,10-phenanthroline (dpp)) ont été synthétisés. Ces complexes sont d’une intense couleur bleue et des interactions d’empilement entre l’un des cycles phényle des ligands nacnac et la phénanthroline ont été observées dans les structures à l’état solide. Les mesures en absorption UV-visible ont été effectuées dans le toluène et les bandes MLCT sont déplacées vers le rouge par rapport à celles des complexes de cuivre et bisphénanthroline. Tous ces composés émettent à l’état solide mais les complexes 1,10-phenanthroline et 2-Mes-1,10-phenanthroline n’émettent pas en solution. Pour renforcer les interactions d’empilement , les nouveaux ligands nacnacRH (R = CH2C6H2(OMe)3, CH2C6F5) et leurs complexes de cuivre respectifs ont été préparés avec du dmp et dpp. Afin de permettre la comparaison, le nacnaciBuCu(dmp) a été synthétisé. Alors que les complexes dmp montrent une augmentation des interactions intramoléculaires - avec les substituants phényle du ligand dikétimine et de la phénanthroline, les complexes dpp ne révèlent pas de telles interactions. Les complexes perfluorés montrent, en absorption et en émission, un déplacement significatif vers le bleu, alors que les complexes substitués par un groupements isobutyle présentent des transitions déplacées vers le rouge. Alors que les intensités de luminescence et les durées de vie sont faibles, les déplacements réduits de Stokes et les pics étroits de luminescence comparables indiquent une réduction des distorsions de l’état excité.

Reconsidérer les interactions entre l’écoulement, le transport de sédiments en charge de fond et la morphologie en rivière à lit de graviers : approches, échelles et analyses

L'objectif ultime en géomorphologie fluviale est d'expliquer les formes des cours d'eau et leur évolution temporelle et spatiale. La multiplication des études nous a mené à la réalisation que les systèmes géomorphologiques sont complexes. Les formes observées sont plus que la somme des processus individuels qui les régissent en raison d’interactions et de rétroactions non-linéaires à de multiples échelles spatiales et temporelles. Dans ce contexte, le but général de la thèse est de proposer et de tester de nouvelles avenues de recherche afin de mieux appréhender la complexité des dynamiques fluviales en utilisant des approches méthodologiques et analytiques mettant l’accent sur les interactions entre l’écoulement, le transport de sédiments en charge fond et la morphologie du lit en rivière graveleuse. Cette orientation découle du constat que les paradigmes actuels en géomorphologie fluviale n’arrivent pas à expliquer adéquatement la variabilité naturelle du transport en charge de fond ainsi que des formes du lit qui en résultent. Cinq pistes de réflexion sont développées sous forme d’articles basés sur des études de cas : 1. L'intégration des échelles de variation de l'écoulement permet d’insérer la notion de structures turbulentes dans des pulsations de plus grande échelle et d'améliorer la compréhension de la variabilité du transport de sédiments. 2. La quantification des taux de changement de l’écoulement (accélération /décélération) au cours d’une crue permet d’expliquer la variabilité des flux de transport en charge fond autant que la magnitude de l’écoulement. 3. L’utilisation de techniques de mesures complémentaires révèle une nouvelle dynamique du lit des rivières graveleuses, la dilatation et la contraction du lit suite à une crue. 4. La remise en cause du fait généralement accepté que le transport en charge de fond est corrélé positivement à l'intensité des modifications morphologiques en raison d’un problème associé aux échelles différentes des processus en cause. 5. L’approche systémique des dynamiques fluviales par l’utilisation d’analyses multivariées permet d’appréhender la complexité des dynamiques de rétroactions linéaires et non-linéaires dans l’évolution d’un chenal et d’illustrer l’importance de l’historique récent des changements géomorphologiques en réponse aux crues. Cette thèse se veut une avancée conceptuelle issue d'une profonde réflexion sur les approches classiques que l'on utilise en géomorphologie fluviale depuis plusieurs décennies. Elle est basée sur un jeu de données unique récolté lors du suivi intensif de 21 évènements de crue dans un petit cours d’eau à lit de graviers, le ruisseau Béard (Québec). Le protocole expérimental axé sur la simultanéité des mesures de l’écoulement, de la morphologie du lit et du transport de sédiments en charge de fond a permis de centrer la recherche directement sur les interactions entre les processus plutôt que sur les processus individuels, une approche rarement utilisée en géomorphologie fluviale. Chacun des chapitres illustre un nouveau concept ou une nouvelle approche permettant de résoudre certaines des impasses rencontrées actuellement en géomorphologie fluviale. Ces travaux ont des implications importantes pour la compréhension de la dynamique des lits de rivières et des habitats fluviaux et servent de point de départ pour de nouveaux développements.

Clustering algorithms and shape factor methods to discriminate among small GTPase phenotypes using DIC image analysis.

Naïvement perçu, le processus d’évolution est une succession d’événements de duplication et de mutations graduelles dans le génome qui mènent à des changements dans les fonctions et les interactions du protéome. La famille des hydrolases de guanosine triphosphate (GTPases) similaire à Ras constitue un bon modèle de travail afin de comprendre ce phénomène fondamental, car cette famille de protéines contient un nombre limité d’éléments qui diffèrent en fonctionnalité et en interactions. Globalement, nous désirons comprendre comment les mutations singulières au niveau des GTPases affectent la morphologie des cellules ainsi que leur degré d’impact sur les populations asynchrones. Mon travail de maîtrise vise à classifier de manière significative différents phénotypes de la levure Saccaromyces cerevisiae via l’analyse de plusieurs critères morphologiques de souches exprimant des GTPases mutées et natives. Notre approche à base de microscopie et d’analyses bioinformatique des images DIC (microscopie d’interférence différentielle de contraste) permet de distinguer les phénotypes propres aux cellules natives et aux mutants. L’emploi de cette méthode a permis une détection automatisée et une caractérisation des phénotypes mutants associés à la sur-expression de GTPases constitutivement actives. Les mutants de GTPases constitutivement actifs Cdc42 Q61L, Rho5 Q91H, Ras1 Q68L et Rsr1 G12V ont été analysés avec succès. En effet, l’implémentation de différents algorithmes de partitionnement, permet d’analyser des données qui combinent les mesures morphologiques de population native et mutantes. Nos résultats démontrent que l’algorithme Fuzzy C-Means performe un partitionnement efficace des cellules natives ou mutantes, où les différents types de cellules sont classifiés en fonction de plusieurs facteurs de formes cellulaires obtenus à partir des images DIC. Cette analyse démontre que les mutations Cdc42 Q61L, Rho5 Q91H, Ras1 Q68L et Rsr1 G12V induisent respectivement des phénotypes amorphe, allongé, rond et large qui sont représentés par des vecteurs de facteurs de forme distincts. Ces distinctions sont observées avec différentes proportions (morphologie mutante / morphologie native) dans les populations de mutants. Le développement de nouvelles méthodes automatisées d’analyse morphologique des cellules natives et mutantes s’avère extrêmement utile pour l’étude de la famille des GTPases ainsi que des résidus spécifiques qui dictent leurs fonctions et réseau d’interaction. Nous pouvons maintenant envisager de produire des mutants de GTPases qui inversent leur fonction en ciblant des résidus divergents. La substitution fonctionnelle est ensuite détectée au niveau morphologique grâce à notre nouvelle stratégie quantitative. Ce type d’analyse peut également être transposé à d’autres familles de protéines et contribuer de manière significative au domaine de la biologie évolutive.

The Role of Second Generation Antiretroviral Drugs in HIV-1 Subtype B and non-B Variants Harboring Natural Polymorphisms and Drug Resistance Mutations.

Cette thèse traite de la résistance du VIH-1 aux antirétroviraux, en particulier de l'activité antivirale de plusieurs inhibiteurs non nucléosidiques de la transcriptase inverse (INNTI) ainsi que des inhibiteurs de protéase (IP). Nous avons exploré l’émergence et la spécificité des voies de mutations qui confèrent la résistance contre plusieurs nouveaux INNTI (étravirine (ETR) et rilpivirine (RPV)) (chapitres 2 et 3). En outre, le profil de résistance et le potentiel antirétroviral d'un nouvel IP, PL-100, est présenté dans les chapitres 4 et 5. Pour le premier projet, nous avons utilisé des sous-types B et non-B du VIH-1 pour sélectionner des virus résistants à ETR, et ainsi montré que ETR favorise l’émergence des mutations V90I, K101Q, E138K, V179D/E/F, Y181C, V189I, G190E, H221H/Y et M230L, et ce, en 18 semaines. Fait intéressant, E138K a été la première mutation à émerger dans la plupart des cas. Les clones viraux contenant E138K ont montré un faible niveau de résistance phénotypique à ETR (3,8 fois) et une diminution modeste de la capacité de réplication (2 fois) par rapport au virus de type sauvage. Nous avons également examiné les profils de résistance à ETR et RPV dans les virus contenant des mutations de résistance aux INNTI au début de la sélection. Dans le cas du virus de type sauvage et du virus contenant la mutation unique K103N, les premières mutations à apparaître en présence d’ETR ou de RPV ont été E138K ou E138G suivies d’autres mutations de résistance aux INNTI. À l’inverse, dans les mêmes conditions, le virus avec la mutation Y181C a évolué pour produire les mutations V179I/F ou A62V/A, mais pas E138K/G. L'ajout de mutations à la position 138 en présence de Y181C n'augmente pas les niveaux de résistance à ETR ou RPV. Nous avons également observé que la combinaison de Y181C et E138K peut conduire à un virus moins adapté par rapport au virus contenant uniquement Y181C. Sur la base de ces résultats, nous suggérons que les mutations Y181C et E138K peuvent être antagonistes. L’analyse de la résistance au PL-100 des virus de sous-type C et CRF01_AE dans les cellules en culture est décrite dans le chapitre 4. Le PL-100 sélectionne pour des mutations de résistance utilisant deux voies distinctes, l'une avec les mutations V82A et L90M et l'autre avec T80I, suivi de l’addition des mutations M46I/L, I54M, K55R, L76F, P81S et I85V. Une accumulation d'au moins trois mutations dans le rabat protéique et dans le site actif est requise dans chaque cas pour qu’un haut niveau de résistance soit atteint, ce qui démontre que le PL-100 dispose d'une barrière génétique élevée contre le développement de la résistance. Dans le chapitre 5, nous avons évalué le potentiel du PL-100 en tant qu’inhibiteur de protéase de deuxième génération. Les virus résistants au PL-100 émergent en 8-48 semaines alors qu’aucune mutation n’apparaît avec le darunavir (DRV) sur une période de 40 semaines. La modélisation moléculaire montre que la haute barrière génétique du DRV est due à de multiples interactions avec la protéase dont des liaison hydrogènes entre les groupes di-tétrahydrofuranne (THF) et les atomes d'oxygène des acides aminés A28, D29 et D30, tandis que la liaison de PL-100 est principalement basée sur des interactions polaires et hydrophobes délocalisées à travers ses groupes diphényle. Nos données suggèrent que les contacts de liaison hydrogène et le groupe di-THF dans le DRV, ainsi que le caractère hydrophobe du PL-100, contribuent à la liaison à la protéase ainsi qu’à la haute barrière génétique contre la résistance et que la refonte de la structure de PL-100 pour inclure un groupe di-THF pourrait améliorer l’activité antivirale et le profil de résistance.