The regulatory role of eNOS-derived nitric oxide on transcription in endothelial cells: Impact of S-nitrosylation on β-catenin signaling

Les cellules endothéliales forment une couche semi-perméable entre le sang et les organes. La prolifération, la migration et la polarisation des cellules endothéliales sont essentielles à la formation de nouveaux vaisseaux à partir de vaisseaux préexistants, soit l’angiogenèse. Le facteur de croissance de l’endothélium vasculaire (VEGF) peut activer la synthase endothéliale du monoxyde d’azote (eNOS) et induire la production de monoxyde d’azote (NO) nécessaire pour la régulation de la perméabilité vasculaire et l’angiogenèse. β- caténine est une composante essentielle du complexe des jonctions d’ancrage ainsi qu’un régulateur majeur de la voie de signalisation de Wnt/β-caténine dans laquelle elle se joint au facteur de transcription TCF/LEF et module l’expression de nombreux gènes, dont certains sont impliqués dans l’angiogenèse. La S-nitrosylation (SNO) est un mécanisme de régulation posttraductionnel des protéines par l’ajout d’un groupement nitroso au niveau de résidus cystéines. Le NO produit par eNOS peut induire la S-nitrosylation de la β−caténine au niveau des jonctions intercellulaires et moduler la perméabilité de l’endothélium. Il a d’ailleurs été montré que le NO peut contrôler l’expression génique par la transcription. Le but de cette thèse est d’établir le rôle du NO au sein de la transcription des cellules endothéliales, spécifiquement au niveau de l’activité de β-caténine. Le premier objectif était de déterminer si la SNO de la β-caténine affecte son activité transcriptionnelle. Nous avons montré que le NO inhibe l’activité transcriptionnelle de β- caténine ainsi que la prolifération des cellules endothéliales induites par l’activation de la voie Wnt/β-caténine. Il est intéressant de constater que le VEGF, qui induit la production de NO via eNOS, réprime l’expression de AXIN2 qui est un gène cible de Wnt s’exprimant suite à la i i stimulation par Wnt3a et ce, dépendamment de eNOS. Nous avons identifié que la cystéine 466 de la β-caténine est un résidu essentiel à la modulation répressive de son activité transcriptionnelle par le NO. Lorsqu’il est nitrosylé, ce résidu est responsable de la perturbation du complexe de transcription formé de β-caténine et TCF-4 ce qui inhibe la prolifération des cellules endothéliales induite par la stimulation par Wnt3a. Puisque le NO affecte la transcription, nous avons réalisé l’analyse du transcriptome afin d’obtenir une vue d’ensemble du rôle du NO dans l’activité transcriptionnelle des cellules endothéliales. L’analyse différentielle de l’expression des gènes de cellules endothéliales montre que la répression de eNOS par siRNA augmente l’expression de gènes impliqués au niveau de la polarisation tels que : PARD3A, PARD3B, PKCZ, CRB1 et TJ3. Cette analyse suggère que le NO peut réguler la polarisation des cellules et a permis d’identifier des gènes responsables de l’intégrité des cellules endothéliales et de la réponse immunitaire. De plus, l’analyse de voies de signalisation par KEGG montre que certains gènes modulés par l’ablation de eNOS sont enrichis dans de nombreuses voies de signalisation, notamment Ras et Notch qui sont importantes lors de la migration cellulaire et la différenciation des cellules de têtes et de tronc (tip/stalk). Le regroupement des gènes exprimés chez les cellules traitées au VEGF (déplétées de eNOS ou non) révèle que le NO peut affecter l’expression de gènes contribuant au processus angiogénique, dont l’attraction chimiotactique. Notre étude montre que le NO module la transcription des cellules endothéliales et régule l’expression des gènes impliqués dans l’angiogenèse et la fonction endothéliale.

L'impact du glissement en fréquence lors de l'accélération directe d'électrons par le faisceau laser

L’accélération directe d’électrons par des impulsions ultrabrèves de polarisation radiale fortement focalisées démontre un grand potentiel, notamment, pour la production de paquets d’électrons ultrabrefs. Plusieurs aspects de ce schéma d’accélération restent toutefois à être explorés pour en permettre une maîtrise approfondie. Dans le cadre du présent mémoire, on s’intéresse à l’ajout d’une dérive de fréquence au champ de l’impulsion TM01 utilisée. Les expressions exactes des composantes du champ électromagnétique de l’impulsion TM01 sont établies à partir d’une généralisation du spectre de Poisson. Il s’agit, à notre connaissance, du premier modèle analytique exact pour la description d’une impulsion avec une dérive de fréquence. Ce modèle est utilisé pour étudier l’impact du glissement en fréquence sur le schéma d’accélération, grâce à des simulations “particule test” unidimensionnelles, considérant en premier lieu une énergie constante par impulsion, puis un champ maximum constant. Les résultats révèlent que le glissement en fréquence diminue le gain en énergie maximum atteignable dans le cadre du schéma d’accélération à l’étude ; une baisse d’efficacité de plusieurs dizaines de pourcents peut survenir. De plus, les simulations mettent en évidence certaines différences reliées à l’utilisation d’impulsions avec une dérive vers les basses fréquences ou avec une dérive vers les hautes fréquences : il se trouve que, pour un glissement en fréquence de même grandeur, l’impulsion avec une dérive vers les basses fréquences conduit à un gain en énergie cinétique maximum plus élevé pour l’électron que l’impulsion avec une dérive vers les hautes fréquences.

Diffusion de la lumière dans les milieux complexes à base de cristaux liquides

Cette thèse présente les étapes de fabrication et les résultats de la caractérisation des modèles de tissu biologique fabriqués en utilisant des cristaux liquides et des polymères qui permettent de contrôler la diffusion et la transmission de la lumière par un champ électrique. Ce champ électrique entraîne un changement d’orientation des molécules de cristaux liquides, ce qui induit des variations locales de l’indice de réfraction dans ces matériaux. Nous avons utilisé ce contrôle de l’indice de réfraction pour contrôler le niveau de diffusion et de transmission dans différents types d’échantillons. Les échantillons utilisés sont faits a) de cristaux liquides purs, b) de sphères de polymère dans un environnement de cristaux liquides, c) de cristaux liquides ou de gouttelettes de cristaux liquides dans un environnement de polymère. Les travaux réalisés nous ont permis de proposer une méthode électro-optique pour simuler, à l’aide de cristaux liquides, des milieux diffusants tels que les tissus biologiques. Dans la recherche de modèles, nous avons montré qu’il est possible de contrôler, par la fréquence du champ électrique, des gouttelettes de cristaux liquides dispersées dans une matrice de polymère contenant des ions lithium. Une sensibilité sélective à la fréquence de la tension électrique appliquée en fonction de la taille des gouttelettes est observée. Par la suite, nous avons démontré l’effet de « quenching » interférentiel de la diffusion pour une sonde optique cohérente en étudiant des modèles non alignés (clustérisés) de cristaux liquides. Nous avons aussi démontré des applications potentielles de ce phénomène tel le filtrage en longueur d’onde par l’ajustement d’un champ électrique. Nous avons ensuite démontré que l’utilisation des cristaux liquides - dits « dual-frequency » - permet une modulation rapide des états ou des structures du matériau ainsi que de la transmission et de la diffusion de lumière de ce dernier. Enfin, nous avons aussi découvert que ces modèles peuvent être contrôlés pour retrouver le degré de polarisation de la lumière diffusée.

The Role of HBD-2 and HBD-3 in Human T Cell Development

Human β-defensins (hBDs) are a family of cationic peptides able to directly kill a wide range of microorganisms including bacteria, fungi and viruses. In addition to their antimicrobial activities, defensins also contribute to the modulation of both the host innate and adaptive immunity. In this project, we demonstrate that the αCD3/28 co-stimulation of human CD4+ T cells in the presence of 10μg/ml hBD-2 or hBD-3 together causes an up-regulation in numbers of CD4+CD69+CD25+ and CD4+CD69-CD25+ T cell subsets, indicating that the treatment of hBD-2 and 3 enhances CD4+ T cell activation. Consistent with this finding, proliferation assay using CFSE suggests that hBD-2 and hBD-3 treatment in vitro induces the proliferation of CD4+ T cells following by 96hrs culture. Analysis of expression of the regulatory T cells (Tregs) specific marker, FoxP3, reveals a shift in the CD4+CD127-CD25+ Treg subset at 18hrs. However, at the later time point, we found that the percentage of FoxP3+cells decreased in the CD4+CD127-CD25+ Treg population, whereas the presence of the FoxP3+CTLA-4+ Treg subset increased. These data indicate that Treg suppressive function may be potentially defective following the co-incubation of purified T cells with either hBD-2 or hBD-3 for 42hrs in vitro due to the apparent loss of FoxP3 expression. We further characterise the role of hBD-2 and hBD-3 in driving human CD4+ T cells polarisation. Our in vitro data suggests that treatment with hBD-2 and hBD-3 can not only induces effector T cell (Teff) differentiation into RORγt+T-bet+ (Th17/Th1) cells, but can also trigger the differentiation of Treg expressing RORγt and T-bet rather than the master controller of Treg function, FoxP3. This apparent plasticity of T cell phenotype allows them to convert from Treg to Th1/17-like effector T cell phenotype following 18hrs in culture. By 42hrs in culture, treatment with hBD-2 and hBD-3 induced both Teff cell and Treg cell differentiation towards the Th17-like phenotype. Compared with the treatment with hBD-2, treatment with hBD-3 induced a more pronounced effect to increase levels of RORγt in CD4+ T cells. This elevated expression may, in turn, be responsible for the induction of higher IL-17A secretion. Consistent with this idea, it was found that treatment with hBD-3 but not hBD-2 was capable of inducing the higher level of secretion of IL-17A. Additionally, treatment with hBD-3 induced an increased expression of IL-6, which is capable of driving the differentiation of naïve T cells towards IL-17-producing Th17 cells. Functionally, using the Treg suppression assay, the data suggested that hBD-2 may dampen down Treg cell ability to induce suppression of Teff cell activity. Interestingly, co-culture with hBD-2 would also appear to increase Teff cell resistance to Treg immunoregulation in vitro. Further investigation using microarray gene analysis revealed chemokine C-C motif ligand 1 (CCL1) as potential genes responding to hBD-2 treatment. The blockade of CCL1 has been reported to inhibit Treg suppressive function. Thus, this study explored the function of these antimicrobial candidates in regulating CD4+ T cell plasticity which could result in hBD-2 and hBD-3 being able to regulate its own production, but also may regulate Treg and Teff cell development and function, thus strengthening the link between innate and adaptive immunity

Signature optique des ferroaimants de Hall quantiques dans la bicouche de graphène

Un moyen permettant d'identifier expérimentalement les phases du gaz d'électrons bidimensionnel de la bicouche de graphène en empilement bernal au remplissage $\nu = 3$ est recherché lorsque le biais électrique entre les couches est varié. À ce remplissage, si on se concentre aux basses énergies, il est possible de ne s'intéresser qu'aux deux niveaux de Landau composant le niveau $N=0$ qui sont de même spin et de même vallée, mais d'orbitale différente. Puisque la texture du pseudospin orbital de ce système change selon la phase, il est attendu que le couplage avec le champ électrique de la lumière devrait changer. La dispersion des modes collectifs de chaque phase est calculée dans l'approximation GRPA (generalized random-phase approximation) dans le domaine en biais où chacune domine respectivement. L'absorption optique pour des polarisations linéaires en direction x et en direction y ainsi que pour des polarisations circulaires gauche et droite est calculée. La rotation de Faraday et l'effet Kerr sont également calculés. Des différences entre les phases sont remarquées au niveaux de la fréquence des photons qui sont absorbés, de l'amplitude de l'absorption et de la rotation de la polarisation ainsi que la sensibilité à certains types de polarisation. L'effet des modes collectifs dans les phases considérées est cependant moindre que celui qui est prédit dans un calcul qui ne tient pas compte de l'interaction de Coulomb.

Modulateur à réseau de Bragg intégré sur silicium pour les télécommunications dans les centres de données et leurs applications

Récemment, beaucoup d’efforts ont été investis afin de développer des modulateurs sur silicium pour les télécommunications optiques et leurs domaines d’applications. Ces modulateurs sont utiles pour les centres de données à courte portée et à haut débit. Ainsi, ce travail porte sur la caractérisation de deux types de modulateurs à réseau de Bragg intégré sur silicium comportant une jonction PN entrelacée dont le but est de réaliser une modulation de la longueur d’onde de Bragg par le biais de l’application d’un tension de polarisation inverse réalisant une déplétion des porteurs au sein du guide d’onde. Pour le premier modulateur à réseau de Bragg, la période de la jonction PN est différente de celle du réseau de Bragg tandis que le deuxième modulateur à réseau de Bragg a la période de sa jonction PN en accord avec celle du réseau de Bragg. Ces différences apporteront un comportement différent du modulateur impliquant donc une transmission de données de qualité différente et c’est ce que nous cherchons à caractériser. L’avantage de ce modulateur à réseau de Bragg est qu’il est relativement simple à designer et possède un réseau de Bragg uniforme dont on connaît déjà très bien les caractéristiques. La première étape dans la caractérisation de ces modulateurs fut de réaliser des mesures optiques, uniquement, afin de constater la réponse spectrale en réflexion et en transmission. Par la suite, nous sommes passé par l’approche usuelle, c’est à dire en réalisant des mesures DC sur les modulateurs. Ce mémoire montre également les résultats pratiques sur le comportement des électrodes et de la jonction PN. Mais il rend compte également des résultats de la transmission de données de ces modulateurs par l’utilisation d’une modulation OOK et PAM-4 et permet de mettre en évidence les différences en terme d’efficacité de modulation de ces deux modulateurs. Nous discutons alors de la pertinence de ce choix de design par rapport à ce que l’on peut trouver actuellement dans la littérature.

The role of microRNA 21 in the development of in-stent restenosis

Coronary heart disease is a major cause of morbidity and mortality worldwide. Percutaneous coronary intervention (PCI) has become the most widely used method of coronary artery revascularisation. The use of stents to hold open atherosclerosis induced arterial narrowing has significantly reduced elastic recoil and acute vessel occlusion following balloon angioplasty. However, bare metal stents have been associated with in-stent restenosis attributed to vascular smooth muscle cell (VSMC) hyperplasia and excessive neointimal formation. The resultant luminal renarrowing may manifest clinically with the return of symptoms such as chest pain or shortness of breath. The development of drug eluting stents has significantly reduced the incidence of in-stent restenosis (ISR). Unfortunately the antiproliferative medications used not only inhibit VSMC proliferation but also re-endothelialisation of the stented vessel. In addition, the drug impregnated polymer coating has been associated with a chronic inflammatory response within the vessel wall predisposing patients to stent thrombosis. Thus the identification of novel therapies which promote vessel healing without excessive proliferative or inflammatory response may improve long term outcome and reduce the need for repeated revascularisation. MicroRNAs (miRs) are short (18-25 nucleotide) non-coding RNAs acting to regulate gene expression. By binding to the 3’untranslated region of mRNA they act to fine tune gene expression either by mRNA degradation or translational repression. Originally identified in coordinating tissue development microRNAs have also been shown to play important roles coordinating the inflammatory response and in numerous cardiovascular diseases. MiR-21 has been identified in human atherosclerotic plaques, arteriosclerosis obliterans and abdominal aortic aneurysms. In addition, its up regulation has been documented in preclinical models of vascular injury. This study sought to identify the role of miR-21 in the development of ISR. Utilising a small animal model of stenting and in vitro techniques, we sought to investigate its influence upon VSMC and immune cell response following stenting. 19 The refinement of a murine stenting model within the Baker laboratory and the electrochemical dissolution of the metal stent from within harvested vascular tissues significantly improved the ability to perform detailed histological analysis. In addition, identification of miRNAs using in situ hybridisation was achieved for the first time within stented tissue. Neointimal formation and ISR was significantly reduced in mice in which miR-21 had been genetically deleted. In addition, neointimal composition was found to be altered in miR-21 KO mice with reductions in VSMC and elastin content demonstrated. Importantly, no difference in re-endothelialisation was observed. In vitro analysis demonstrated that VSMCs from miR-21 KO mice had both reduced proliferative and migratory capacity following platelet derived growth factor stimulation. Molecular analysis revealed that these differences may, at least in part, be due to de-repression of programmed cell death 4 (PDCD4). PDCD4 is a known miR-21 target within VSMCs implicated in the suppression of proliferation and promotion of apoptosis. Unfortunately, initial attempts at antimiR mediated knockdown of miR-21 in vivo, failed to produce a similar change in the suppression of ISR. Furthermore, a significant alteration in macrophage polarisation state within the neointima of miR-21 WT and KO mice was noted. Immunohistochemical staining revealed a preponderance of anti-inflammatory M2 macrophages in KO mice. Analysis of bone marrow derived macrophages from miR-21 KO mice demonstrated an increased level of the peroxisome proliferation activating receptor-γ (PPARγ) which facilitates M2 polarisation. Importantly, significant alterations in numerous pro-inflammatory cytokines, which also have mitogenic effects, were also found following genetic deletion of miR-21. In Summary, this is the first study to look at miRs in the development of ISR. MiR-21 plays an important role in the development of ISR by influencing the proliferative response of VSMCs and modulating the immune response following stent deployment. Further attempts to modulate miR-21 expression following PCI may reduce ISR and the need for repeat revascularisation while also reducing the risk of stent thrombosis.

Un micro-bolomètre supraconducteur: de la conception à l'utilisation au laboratoire

Pour augmenter sa compréhension du monde qui l’entoure, le physicien moderne ne cesse de travailler au développement d’outils théoriques ou expérimentaux pour l’aider à répondre à ses questions fondamentales. Une partie de ces chercheurs tente de répondre à une question bien définie, mais simultanément très vague : qu’est-ce que le bruit électro- nique? Guidés par cette idée, certains étudient des dispositifs comme la jonction tunnel ou la jonction Josephson, alors que d’autres travaillent à l’amélioration des méthodes de détection du bruit. Le présent mémoire de maîtrise traite donc de la conception d’un outil de détection bien particulier, le micro-bolomètre supraconducteur de niobium-titane-niobium. La théorie derrière le fonctionnement d’un tel dispositif est expliquée à l’aide d’une comparaison entre un bolomètre conventionnel et un bolomètre supraconducteur. Des concepts comme la sensibilité d’un détecteur, la conductance thermique et la méthode d’utilisation sont présentés. Les étapes du procédé de fabrication sont ensuite explicitées dans les moindres détails. Finalement, les propriétés électroniques d’un tel micro-bolomètre sont analysées à l’aide de la courbe caractéristique courant-tension, de la courbe de transition supraconductrice en température et de dfférentes mesures en réflectométrie. La puissance équivalente de bruit (NEP) mesurée est de l’ordre de 10[indice supérieur −17] W/√Hz et le temps caractéristique de détection est de 1.43 μs. Le dispositif présenté dans ce mémoire a un avantage important par rapport aux bolomètres supraconducteurs généralement utilisés : il ne nécessite pas de courant de polarisation continu pour le mettre en fonctionnement. Ceci peut résulter en divers avantages technologiques.

Mid-infrared photonic sensors based on metamaterial structures

In this work three different metallic metamaterials (MMs) structures such as asymmetric split ring resonators (A-SRRs), dipole and split H-shaped (ASHs) structures that support plasmonic resonances have been developed. The aim of the work involves the optimization of photonic sensor based on plasmonic resonances and surface enhanced infrared absorption (SEIRA) from the MM structures. The MMs structures were designed to tune their plasmonic resonance peaks in the mid-infrared region. The plasmonic resonance peaks produced are highly dependent on the structural dimension and polarisation of the electromagnetic (EM) source. The ASH structure particularly has the ability to produce the plasmonic resonance peak with dual polarisation of the EM source. The double resonance peaks produced due to the asymmetric nature of the structures were optimized by varying the fundamental parameters of the design. These peaks occur due to hybridization of the individual elements of the MMs structure. The presence of a dip known as a trapped mode in between the double plasmonic peaks helps to narrow the resonances. A periodicity greater than twice the length and diameter of the metallic structure was applied to produce narrow resonances for the designed MMs. A nanoscale gap in each structure that broadens the trapped mode to narrow the plasmonic resonances was also used. A thickness of 100 nm gold was used to experimentally produce a high quality factor of 18 in the mid-infrared region. The optimised plasmonic resonance peaks was used for detection of an analyte, 17β-estradiol. 17β-estradiol is mostly responsible for the development of human sex organs and can be found naturally in the environment through human excreta. SEIRA was the method applied to the analysis of the analyte. The work is important in the monitoring of human biology and in water treatment. Applying this method to the developed nano-engineered structures, enhancement factors of 10^5 and a sensitivity of 2791 nm/RIU was obtained. With this high sensitivity a figure of merit (FOM) of 9 was also achieved from the sensors. The experiments were verified using numerical simulations where the vibrational resonances of the C-H stretch from 17β-estradiol were modelled. Lastly, A-SRRs and ASH on waveguides were also designed and evaluated. These patterns are to be use as basis for future work.

Small strain elastic behaviour of unsaturated soil investigated by bender/extender element testing

The aim of this project was to investigate very small strain elastic behaviour of soils under unsaturated conditions, using bender/extender element (BEE) testing. The behaviour of soils at very small strains has been widely studied under saturated conditions, whereas much less work has been performed on very small strain behaviour under unsaturated conditions. A suction-controlled double wall triaxial apparatus for unsaturated soil testing was modified to incorporate three pairs of BEEs transmitting both shear and compression waves with vertical and horizontal directions of wave transmission and wave polarisation. Various different techniques for measuring wave travel time were investigated in both the time domain and the frequency domain and it was concluded that, at least for the current experimental testing programme, peak-to-first-peak in the time domain was the most reliable technique for determining wave travel time. An experimental test programme was performed on samples of compacted speswhite kaolin clay. Two different forms of compaction were employed (i.e. isotropic and anisotropic). Compacted kaolin soil samples were subjected to constant suction loading and unloading stages at three different values of suction, covering both unsaturated conditions (s= 50kPa and s= 300kPa) and saturated conditions (s=0). Loading and unloading stages were performed at three different values of stress ratio (η=0, η=1 and η=-1 ). In some tests a wetting-drying cycle was performed before or within the loading stage, with the wetting-drying cycles including both wetting-induced swelling and wetting-induced collapse compression. BEE tests were performed at regular intervals throughout all test stages, to measure shear wave velocity Vs and compression wave velocity Vp and hence to determine values of shear modulus G and constrained modulus M. The experimental test programme was designed to investigate how very small strain shear modulus G and constrained modulus M varied with unsaturated state variables, including how anisotropy of these parameters developed either with stress state (stress-induced anisotropy) or with previous straining (strain-induced anisotropy). A new expression has been proposed for the very small strain shear modulus G of an isotropic soil under saturated and unsaturated conditions. This expression relates the variation of G to only mean Bishop’s stress p* and specific volume v, and it converges to a well-established expression for saturated soils as degree of saturation approaches 1. The proposed expression for G is able to predict the variation of G under saturated and unsaturated conditions at least as well as existing expressions from the literature and it is considerably simpler (employing fewer state variables and fewer soil constants). In addition, unlike existing expressions from the literature, the values of soil constants in the proposed new expression can be determined from a saturated test. It appeared that, in the current project at least, any strain-induced anisotropy of very small strain elastic behaviour was relatively modest, with the possible exception of loading in triaxial extension. It was therefore difficult to draw any firm conclusion about evolution of strain-induced anisotropy and whether it depended upon the same aspects of soil fabric as evolution of anisotropy of large strain plastic behaviour. Stress-induced anisotropy of very small strain elastic behaviour was apparent in the experimental test programme. An attempt was made to extend the proposed expression for G to include the effect of stress-induced anisotropy. Interpretation of the experimental results indicated that the value of shear modulus was affected by the values of all three principal Bishop’s stresses (in the direction of wave transmission, the direction of wave polarisation and the third mutually perpendicular direction). However, prediction of stress-induced anisotropy was only partially successful, and it was concluded that the effect of Lode angle was also significant.

Nitrate metabolism in the dinoflagellate Lingulodinium polyedrum

Les dinoflagellés sont des eucaryotes unicellulaires retrouvés dans la plupart des écosystèmes aquatiques du globe. Ces organismes amènent une contribution substantielle à la production primaire des océans, soit en tant que membre du phytoplancton, soit en tant que symbiontes des anthozoaires formant les récifs coralliens. Malheureusement, ce rôle écologique majeur est souvent négligé face à la capacité de certaines espèces de dinoflagellés à former des fleurs d'eau, parfois d'étendue et de durée spectaculaires. Ces floraisons d'algues, communément appelées "marées rouges", peuvent avoir de graves conséquences sur les écosystèmes côtiers, sur les industries de la pêche et du tourisme, ainsi que sur la santé humaine. Un des facteurs souvent corrélé avec la formation des fleurs d'eau est une augmentation dans la concentration de nutriments, notamment l’azote et le phosphore. Le nitrate est un des composants principaux retrouvés dans les eaux de ruissellement agricoles, mais également la forme d'azote bioaccessible la plus abondante dans les écosystèmes marins. Ainsi, l'agriculture humaine a contribué à magnifier significativement les problèmes associés aux marées rouges au niveau mondial. Cependant, la pollution ne peut pas expliquer à elle seule la formation et la persistance des fleurs d'eau, qui impliquent plusieurs facteurs biotiques et abiotiques. Il est particulièrement difficile d'évaluer l'importance relative qu'ont les ajouts de nitrate par rapport à ces autres facteurs, parce que le métabolisme du nitrate chez les dinoflagellés est largement méconnu. Le but principal de cette thèse vise à remédier à cette lacune. J'ai choisi Lingulodinium polyedrum comme modèle pour l'étude du métabolisme du nitrate, parce que ce dinoflagellé est facilement cultivable en laboratoire et qu'une étude transcriptomique a récemment fourni une liste de gènes pratiquement complète pour cette espèce. Il est également intéressant que certaines composantes moléculaires de la voie du nitrate chez cet organisme soient sous contrôle circadien. Ainsi, dans ce projet, j'ai utilisé des analyses physiologiques, biochimiques, transcriptomiques et bioinformatiques pour enrichir nos connaissances sur le métabolisme du nitrate des dinoflagellés et nous permettre de mieux apprécier le rôle de l'horloge circadienne dans la régulation de cette importante voie métabolique primaire. Je me suis tout d'abord penché sur les cas particuliers où des floraisons de dinoflagellés sont observées dans des conditions de carence en azote. Cette idée peut sembler contreintuitive, parce que l'ajout de nitrate plutôt que son épuisement dans le milieu est généralement associé aux floraisons d'algues. Cependant, j’ai découvert que lorsque du nitrate était ajouté à des cultures initialement carencées ou enrichies en azote, celles qui s'étaient acclimatées au stress d'azote arrivaient à survivre près de deux mois à haute densité cellulaire, alors que les cellules qui n'étaient pas acclimatées mourraient après deux semaines. En condition de carence d'azote sévère, les cellules arrivaient à survivre un peu plus de deux semaines et ce, en arrêtant leur cycle cellulaire et en diminuant leur activité photosynthétique. L’incapacité pour ces cellules carencées à synthétiser de nouveaux acides aminés dans un contexte où la photosynthèse était toujours active a mené à l’accumulation de carbone réduit sous forme de granules d’amidon et corps lipidiques. Curieusement, ces deux réserves de carbone se trouvaient à des pôles opposés de la cellule, suggérant un rôle fonctionnel à cette polarisation. La deuxième contribution de ma thèse fut d’identifier et de caractériser les premiers transporteurs de nitrate chez les dinoflagellés. J'ai découvert que Lingulodinium ne possédait que très peu de transporteurs comparativement à ce qui est observé chez les plantes et j'ai suggéré que seuls les membres de la famille des transporteurs de nitrate de haute affinité 2 (NRT2) étaient réellement impliqués dans le transport du nitrate. Le principal transporteur chez Lingulodinium était exprimé constitutivement, suggérant que l’acquisition du nitrate chez ce dinoflagellé se fondait majoritairement sur un système constitutif plutôt qu’inductible. Enfin, j'ai démontré que l'acquisition du nitrate chez Lingulodinium était régulée par la lumière et non par l'horloge circadienne, tel qu'il avait été proposé dans une étude antérieure. Finalement, j’ai utilisé une approche RNA-seq pour vérifier si certains transcrits de composantes impliquées dans le métabolisme du nitrate de Lingulodinium étaient sous contrôle circadien. Non seulement ai-je découvert qu’il n’y avait aucune variation journalière dans les niveaux des transcrits impliqués dans le métabolisme du nitrate, j’ai aussi constaté qu’il n’y avait aucune variation journalière pour n’importe quel ARN du transcriptome de Lingulodinium. Cette découverte a démontré que l’horloge de ce dinoflagellé n'avait pas besoin de transcription rythmique pour générer des rythmes physiologiques comme observé chez les autres eukaryotes.

The regulatory role of eNOS-derived nitric oxide on transcription in endothelial cells: Impact of S-nitrosylation on β-catenin signaling

Les cellules endothéliales forment une couche semi-perméable entre le sang et les organes. La prolifération, la migration et la polarisation des cellules endothéliales sont essentielles à la formation de nouveaux vaisseaux à partir de vaisseaux préexistants, soit l’angiogenèse. Le facteur de croissance de l’endothélium vasculaire (VEGF) peut activer la synthase endothéliale du monoxyde d’azote (eNOS) et induire la production de monoxyde d’azote (NO) nécessaire pour la régulation de la perméabilité vasculaire et l’angiogenèse. β- caténine est une composante essentielle du complexe des jonctions d’ancrage ainsi qu’un régulateur majeur de la voie de signalisation de Wnt/β-caténine dans laquelle elle se joint au facteur de transcription TCF/LEF et module l’expression de nombreux gènes, dont certains sont impliqués dans l’angiogenèse. La S-nitrosylation (SNO) est un mécanisme de régulation posttraductionnel des protéines par l’ajout d’un groupement nitroso au niveau de résidus cystéines. Le NO produit par eNOS peut induire la S-nitrosylation de la β−caténine au niveau des jonctions intercellulaires et moduler la perméabilité de l’endothélium. Il a d’ailleurs été montré que le NO peut contrôler l’expression génique par la transcription. Le but de cette thèse est d’établir le rôle du NO au sein de la transcription des cellules endothéliales, spécifiquement au niveau de l’activité de β-caténine. Le premier objectif était de déterminer si la SNO de la β-caténine affecte son activité transcriptionnelle. Nous avons montré que le NO inhibe l’activité transcriptionnelle de β- caténine ainsi que la prolifération des cellules endothéliales induites par l’activation de la voie Wnt/β-caténine. Il est intéressant de constater que le VEGF, qui induit la production de NO via eNOS, réprime l’expression de AXIN2 qui est un gène cible de Wnt s’exprimant suite à la i i stimulation par Wnt3a et ce, dépendamment de eNOS. Nous avons identifié que la cystéine 466 de la β-caténine est un résidu essentiel à la modulation répressive de son activité transcriptionnelle par le NO. Lorsqu’il est nitrosylé, ce résidu est responsable de la perturbation du complexe de transcription formé de β-caténine et TCF-4 ce qui inhibe la prolifération des cellules endothéliales induite par la stimulation par Wnt3a. Puisque le NO affecte la transcription, nous avons réalisé l’analyse du transcriptome afin d’obtenir une vue d’ensemble du rôle du NO dans l’activité transcriptionnelle des cellules endothéliales. L’analyse différentielle de l’expression des gènes de cellules endothéliales montre que la répression de eNOS par siRNA augmente l’expression de gènes impliqués au niveau de la polarisation tels que : PARD3A, PARD3B, PKCZ, CRB1 et TJ3. Cette analyse suggère que le NO peut réguler la polarisation des cellules et a permis d’identifier des gènes responsables de l’intégrité des cellules endothéliales et de la réponse immunitaire. De plus, l’analyse de voies de signalisation par KEGG montre que certains gènes modulés par l’ablation de eNOS sont enrichis dans de nombreuses voies de signalisation, notamment Ras et Notch qui sont importantes lors de la migration cellulaire et la différenciation des cellules de têtes et de tronc (tip/stalk). Le regroupement des gènes exprimés chez les cellules traitées au VEGF (déplétées de eNOS ou non) révèle que le NO peut affecter l’expression de gènes contribuant au processus angiogénique, dont l’attraction chimiotactique. Notre étude montre que le NO module la transcription des cellules endothéliales et régule l’expression des gènes impliqués dans l’angiogenèse et la fonction endothéliale.

Modelling and analysis of planar cell polarity

Planar cell polarity (PCP) occurs in the epithelia of many animals and can lead to the alignment of hairs, bristles and feathers; physiologically, it can organise ciliary beating. Here we present two approaches to modelling this phenomenon. The aim is to discover the basic mechanisms that drive PCP, while keeping the models mathematically tractable. We present a feedback and diffusion model, in which adjacent cell sides of neighbouring cells are coupled by a negative feedback loop and diffusion acts within the cell. This approach can give rise to polarity, but also to period two patterns. Polarisation arises via an instability provided a sufficiently strong feedback and sufficiently weak diffusion. Moreover, we discuss a conservative model in which proteins within a cell are redistributed depending on the amount of proteins in the neighbouring cells, coupled with intracellular diffusion. In this case polarity can arise from weakly polarised initial conditions or via a wave provided the diffusion is weak enough. Both models can overcome small anomalies in the initial conditions. Furthermore, the range of the effects of groups of cells with different properties than the surrounding cells depends on the strength of the initial global cue and the intracellular diffusion.

A migração dos treinadores desportivos

Esta tese pretende contribuir para o conhecimento da migração de treinadores desportivos. Foram realizados quatro estudos para examinar quais os fatores envolvidos na migração de treinadores desportivos. Os dados recolhidos foram tratados através de métodos de análise qualitativa e quantitativa. O primeiro estudo permitiu identificar que estudos sobre a migração no desporto utilizam as dimensões macro e micro de forma independente. As metodologias utilizadas nos estudos, qualitativa ou quantitativa, variam de acordo com a dimensão de definida para o estudo da migração (macro ou micro). Foi também identificado um número bastante reduzido de estudos sobre a migração dos treinadores desportivos. O segundo estudo permitiu identificar que a migração de treinadores desportivos está predominantemente relacionada com mecanismos informais de recrutamento. As motivações dos treinadores para migrar estão maioritariamente relacionadas com três categorias identificadas em estudos anteriores, nomeadamente as categorias: ambicioso, cosmopolita e pioneira. As experiências dos treinadores são focadas principalmente em aspetos desportivos. O terceiro estudo, permitiu identificar um padrão de migração de treinadores desportivos que envolve a sobreposição de fatores económicos, históricos e culturais. De salientar, a importância das relações socias na migração de treinadores para zonas de maior prestígio e para zonas com melhor situação financeira. O quarto estudo, permitiu demonstrar que existe uma polarização no discurso dos meios de comunicação social relativamente aos treinadores estrangeiros. Este tipo de discurso está relacionado, por um lado com o reconhecimento do treinador estrangeiro como essencial no desenvolvimento e sucesso desportivo do país de acolhimento. Por outro lado, o discurso dos meios de comunicação social está relacionado com a estigmatização do treinador estrangeiro como o principal responsável pelo subdesenvolvimento do desporto do país de acolhimento. Os meios de comunicação social do país de acolhimento tendem a estigmatizar os treinadores estrangeiros de mercenários, não comprometidos com o desenvolvimento desportivo nacional. Os resultados globais permitiram propor um quadro conceptual sobre a migração de treinadores desportivos.

Colonialidade do poder no direito e povos indígenas na América Latina: as faces da subordinação/dominação jurídica frente ao direito de retorno às terras ancestrais dos povos indígenas Kaiowá do Tekohá Laranjeira Ñande‘Rú no Brasil e Mapuche do Lof Temucuicui no Chile

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Sociais, Centro de Pesquisa e Pós-Graduação sobre as Américas, Programa de Pós-Graduação em Estudos Comparados sobre as Américas, 2016.