Functional analysis of a novel missense NBC1 mutation and of other mutations causing proximal renal tubular acidosis

Mutations in the Na+-HCO3- cotransporter NBC1 cause severe proximal tubular acidosis (pRTA) associated with ocular abnormalities. Recent studies have suggested that at least some NBC1 mutants show abnormal trafficking in the polarized cells. This study identified a new homozygous NBC1 mutation (G486R) in a patient with severe pRTA. Functional analysis in Xenopus oocytes failed to detect the G486R activity due to poor surface expression. In ECV304 cells, however, G486R showed the efficient membrane expression, and its transport activity corresponded to approximately 50% of wild-type (WT) activity. In Madin-Darby canine kidney (MDCK) cells, G486R was predominantly expressed in the basolateral membrane domain as observed for WT. Among the previously identified NBC1 mutants that showed poor surface expression in oocytes, T485S showed the predominant basolateral expression in MDCK cells. On the other hand, L522P was exclusively retained in the cytoplasm in ECV304 and MDCK cells, and functional analysis in ECV304 cells failed to detect its transport activity. These results indicate that G486R, like T485S, is a partial loss of function mutation without major trafficking abnormalities, while L522P causes the clinical phenotypes mainly through its inability to reach the plasma membranes. Multiple experimental approaches would be required to elucidate potential disease mechanism by NBC1 mutations.

Analyse des propriétés électroniques de supraconducteurs à l’aide de la théorie de la fonctionnelle de la densité

Cette thèse traite de la structure électronique de supraconducteurs telle que déterminée par la théorie de la fonctionnelle de la densité. Une brève explication de cette théorie est faite dans l’introduction. Le modèle de Hubbard est présenté pour pallier à des problèmes de cette théorie face à certains matériaux, dont les cuprates. L’union de deux théories donne la DFT+U, une méthode permettant de bien représenter certains systèmes ayant des électrons fortement corrélés. Par la suite, un article traitant du couplage électron- phonon dans le supraconducteur NbC1−xNx est présenté. Les résultats illustrent bien le rôle de la surface de Fermi dans le mécanisme d’appariement électronique menant à la supraconductivité. Grâce à ces résultats, un modèle est développé qui permet d’expliquer comment la température de transition critique est influencée par le changement des fré- quences de vibration du cristal. Ensuite, des résultats de calcul d’oscillations quantiques obtenus par une analyse approfondie de surfaces de Fermi, permettant une comparaison directe avec des données expérimentales, sont présentés dans deux articles. Le premier traite d’un matériau dans la famille des pnictures de fer, le LaFe2P2. L’absence de su- praconductivité dans ce matériau s’explique par la différence entre sa surface de Fermi obtenue et celle du supraconducteur BaFe2As2. Le second article traite du matériau à fermions lourds, le YbCoIn5. Pour ce faire, une nouvelle méthode efficace de calcul des fréquences de Haas-van Alphen est développée. Finalement, un dernier article traitant du cuprate supraconducteur à haute température critique YBa2Cu3O6.5 est présenté. À l’aide de la DFT+U, le rôle de plusieurs ordres magnétiques sur la surface de Fermi est étudié. Ces résultats permettent de mieux comprendre les mesures d’oscillations quan- tiques mesurées dans ce matériau.