Chez les invertébrés benthiques marins à cycle de vie bentho-pélagique, le taux de fixation-métamorphose est l'un des facteurs déterminant du succès de recrutement et donc du renouvellement des populations. Relié à l'abondance et au comportement des stades péri-métamorphiques (larves compétentes et post-larves), le taux de fixation est régulé par l'interaction de multiples facteurs endo- et exogènes. Prérequis du fonctionnement vital des organismes hétérotrophes, la ressource trophique est un facteur exogène biotique d'importance puisqu'elle affecte leur condition physiologique. Son influence sur le recrutement n'est souvent envisagée que d'un point de vue quantitatif alors que les recherches menées en laboratoire attestent de l'importance de sa qualité lipidique. Dans ce contexte, la présente étude a pour objectif principal d'évaluer l'influence de la qualité de la ressource trophique sur le succès de recrutement et implique la moule bleue (Mytilus edulis, L 1758) comme modèle biologique. La recherche se concentre sur les sources de nourriture potentiellement disponibles pour les stades péri-métamorphiques soit, le plancton et le biofilm. Une emphase est portée aux acides gras polyinsaturés (PUFA) et essentiels (EFA), dont le caractère indispensable aux organismes aquatiques est largement admis. De plus, les études menées sur le recrutement décrivent un découplage bentho-pélagique entre larves et recrues, une importante variabilité spatio-temporelle de la fixation, ainsi qu'une synchronisation du pic de fixation. La disponibilité en larves et le comportement sont souvent les facteurs incriminés, mais l'origine de tels phénomènes demeure encore incertaine. La présente étude propose donc d'apporter des éléments de réponse supplémentaires en fournissant une analyse fine de la variabilité spatio-temporelle au cours de l'ontogénie larvaire. Ce projet est constitué de trois grands axes de recherche dans lesquels nous définissons la fixation comme le processus par lequel les individus s'associent au substrat, et le recrutement comme le nombre d'individus présents à un temps t de la vie benthique : i) Considérant la théorie de " match/mismatch " de Cushing, nous posons les hypothèses que la concentration en EFA dans la nourriture influence les succès de fixation et de recrutement. Nous avons suivi simultanément le développement larvaire et les conditions trophiques pendant deux saisons de reproduction successives (2007 et 2008); ii) Considérant le biofilm comme une ressource trophique potentielle, nous posons les hypothèses que le taux de fixation augmente avec l'âge du biofilm et son contenu en EFA. Nous avons conditionné et caractérisé finement des biofilms en milieu naturel afin de tester leur influence sur le succès de fixation des moules; iii) Considérant le rôle important du comportement et des conditions physiologiques des stades péri-métamorphiques, nous posons les hypothèses d'une importante variabilité spatiale à petite échelle, d'un découplage bentho-pélagique et d'un avantage physiologique lors du pic de fixation. Nous avons suivi le développement larvaire dans plusieurs sites, ainsi que la qualité lipidique des post-larves et de leur nourriture. Nos résultats mettent en évidence le contrôle prédominant des communautés phytoplanctoniques sur le succès de recrutement de la moule bleue via deux processus novateurs : i) le " match/mismatch " avec la qualité lipidique du plancton et ii) le déclencheur trophique de la fixation (" trophic settlement trigger ", TST). Le rôle nutritionnel des PUFA/EFA semble important pour le recrutement de l'année, mais leur teneur dans les compartiments benthiques et pélagiques ne semble pas pour autant affecter le comportement et la physiologie des jeunes moules au cours de la saison. Ces dernières semblent répondre fortement aux variations d'abondance du picoplancton autotrophe (picoeucaryotes, < 2 μm) au sein de ces deux compartiments. Enfin, nos résultats montrent un couplage bentho-pélagique entre larves et recrues, et suggèrent pour la première fois que le découplage dépende de deux traits comportementaux typiques des bivalves : le retard de métamorphose et la dérive bysso-pélagique. Cette recherche apporte de nouvelles pistes de réflexion quant à l'écologie des invertébrés benthiques et souligne l'importance de considérer la composante planctonique et le comportement au cours de l'ontogénie larvaire et post-larvaire lors des travaux menés sur la dynamique des populations en milieu naturel. Une emphase particulière devrait être portée sur la qualité lipidique et la composition taxonomique de la ressource trophique, et la séparation des différents stades de développement semble nécessaire pour comprendre la dynamique des populations. La notion de TST constitue le point majeur de l'étude puisqu'il s'agirait d'un signal indépendant de l'habitat prospecté qui synchroniserait un comportement de fixation, peu importe la qualité du substrat et/ou l'histoire de vie des individus.

The biliary epithelium is organized as a single layer of biliary epithelial cells (BECs) lining the biliary tree. BECs have three major biological functions: protection, secretion and proliferation. These functions may all be controlled by bile salts, the main constituents of bile. We therefore determined if human gallbladder-derived BECs exhibited bile salt transport activities that affect their secretory functions. We could show that the apical bile acid sodium- dependent transporter (ASBT) is expressed and functional in primary cultures of human BECs. Once transported inside BECs, bile salts stimulate chloride and mucin secretion through intracellular pathways linked to calcium. In BECs, the secretion process is however mainly elicited by membrane receptors that signal through the intracellular second messenger cAMP. We could show in a subsequent study that bile salts potentiate cAMP-regulated secretion in BECs by stimulating adenylyl cyclase activity through PKC α and δ. One of the most potent bile secretagogues is the vasoactive intestinal peptide, which exerts its effects through the vasoactive intestinal peptide receptor-1 (VPAC1). We have shown that VPAC1 is expressed in all major cell types participating in bile formation in humans (i.e. hepatocytes, intrahepatic and gallbladder biliary epithelial cells). Moreover, VPAC1 displays a gradient of expression along the human biliary tree, the gallbladder showing the highest level of expression. Interestingly, we could show that bile salts regulate VPAC1 expression in BECs through the farnesoid X receptor (FXR), indicating that bile salts may also regulate BECs secretion through transcriptional control. The secretory activities of BECs may be seen as a protective mechanism avoiding excessive exposure to toxics, such as endotoxins. We have shown that bile salts may also exert protection by controlling the expression of the antimicrobial peptide cathelicidin. Bile salts induced cathelicidin expression through two distinct nuclear receptors, FXR and the vitamin D nuclear receptor (VDR). Taken together, our results indicate that bile salts control BECs biological functions through post-traductional and transcriptional control. The involvement of VDR in the control of BECs biology may be of particular interest because VDR hepatic expression is restricted to non-parenchymal liver cells, such as BECs or resident hepatic macrophages (i.e. Kupffer cells).

Chez les mammifères, l'environnement est un puissant régulateur de l'expression des gènes. Par exemple, en fonction de l'alimentation, la disponibilité en nutriments, en particulier en acides aminés, est responsable de l'induction de l'expression d'un certain nombre de gènes. Ainsi, des mécanismes moléculaires sont mis en jeu de façon à permettre la détection de ces variations et d'y répondre de façon appropriée. Lorsque l'un des neuf acides aminés essentiels vient à manquer, on observe une augmentation de la transcription de certains gènes. Cette activation de la transcription requière d'une part l'accumulation du facteur de transcription ATF4 et d'autre part la phosphorylation du facteur de transcription ATF2. La voie ATF4 a été identifiée et relativement bien décrite. En revanche les éléments régulateurs de la voie de signalisation en amonts du facteur ATF2 restent inconnus. Le but de ma thèse était donc de déterminer les différents intermédiaires responsables de la phosphorylation d'ATF2 en réponse à une carence en acides aminés. J'ai ainsi montré qu'une carence en acides aminés provoque la mise en jeu d'un module MAPK composé de MEKK1>MKK7>JNK2 contrôlant la phosphorylation d'ATF2 sur les résidus thréonine 69 et 71. J'ai montré que ce module est régulé en amont par deux GTPases Cdc42+Rac1 et par la protéine Gα12. Enfin, j'ai démontré l'impact de cette nouvelle voie de signalisation sur la transcription AARE-dépendante du gène ATF3 en réponse à une carence en acides aminés.

Ce projet a été conduit dans le contexte général du renforcement de la population naturelle de Saumon atlantique de l'Allier et s'est focalisé sur les modalités de croissance des juvéniles et tacons en grand cours d'eau. Nous nous sommes intéréssés au développement des juvéniles relâchés dans le milieu naturel, avant de considérer ensuite la chaîne trophique dans son ensemble. Notre travail avait plusieurs objectifs : 1-Effectuer une analyse de l'alimentation, de la croissance et du statut nutritionnel des tacons issus d'une salmoniculture, relâchés et recapturés le long du continuum fluvial de l'Allier ; 2-Evaluer si, en raison de compositions en acides gras différentes, les macroinvertébrés pouvaient affecter la croissance des tacons, ainsi que leur survie hivernale ; 3-Déterminer, grâce à une approche par les AG biomarqueurs, l'origine des composés lipidiques retrouvés dans les macroinvertébrés et identifier les sources de C assimilées par ces derniers le long du continuum fluvial.

L'acier inoxydable est utilisé dans de nombreuses applications biomédicales. Au contact d'un environnement biologique, des protéines s'adsorbent à la surface des aciers inoxydables. La maîtrise de la biocompatibilité nécessite la connaissance à l'échelle moléculaire de l'interaction biomolécule- surface. Nous développons une approche " bottom up " de cette interaction déclinée selon 3 axes : Complexification de la surface : Les films passifs en surface des aciers inoxydables sont composés à la fois d'oxydes de chrome et de fer et la surface α-Cr2O3 (0001) représente un modèle pertinent de ce film passif. Nous avons tout d'abord étudié l'adsorption des acides aminés (AA) sur une surface de Cr2O3 anhydre. Les acides aminés acides et basiques interagissent le plus fortement avec Cr2O3. Nous avons mis en évidence une différence de réactivité entre Cr2O3, Fe2O3 et un film de Cr2O3 enrichi en Fer en extrême surface, imputable à la structure électronique des cations Cr3+ et Fe3+. Activité de l'eau : Elle a été prise en compte en modélisant une surface hydroxylée et en extrapolant à l'interface solide liquide. L'étude de l'adsorption des AA sur une surface hydroxylée (en sphère externe) et en substitution de groupements -OH de surface a montré que seuls les acides aminés acides (Glu, Asp) peuvent s'adsorber en sphère interne. La formation de couches auto-assemblées de sphère externe est favorisée pour les acides aminés hydrophobes. Taille de la biomolécule : Dans cet optique nous avons développé une nouvelle méthodologie pour l'étude de l'adsorption de peptides sur des surfaces bien définies. Cette méthodologie est appliquée à l'exemple de l'adsorption du dipeptide de l'acide glutamique Glu2 sur Cr2O3. Une adsorption par multi-ancrage des résidus, de type sphère interne, est calculée.

Les chromènes photochromiques sont largement utilisés dans les technologies modernes en raison de leur capacité à changer les propriétés sous irradiation UV. Les chromènes présentés dans ce travail possèdent en outre des fragments pouvant participer à la coordination avec des cations métalliques, acides aminés, ou de l'ADN. Pour ce type de molécule, l'interdépendance éventuelle entre les propriétés photochromiques et complexantes permet d'envisager soit le photo-contrôle de la complexation, soit la modulation du photochromisme par le biais de coordination.Ce travail est divisé en deux parties : la première est consacrée à la préparation des molécules cibles et la seconde à l'étude de la complexation. Les approches synthétiques élaborées ont permis d'obtenir une série de nouveaux chromènes annelés par des éthers couronnes de taille et de composition hétéroatomique différentes. Le processus de complexation de certains dérivés a été étudié en détail par spectroscopie RMN et absorptionUV-Visible. Il a été établi que la nature des cations métalliques détermine la stoechiométrie du complexe formé ainsi que la structure spatiale. Pour tous les composés étudiés, la complexation affecte les paramètres photochromiques notamment la vitesse de décoloration. En ce qui concerne la complexation des chromènes synthétisés avec les acides aminés protonés, il a été établi qu'en fonction de la longueur de chaine de ces acides, la formation de complexe mono- ou ditopique est favorisée.De plus, l'interaction d'un nouveau chromène cationique avec l'ADN a été étudiée. Il a été constaté que contrairement à la forme initiale, la forme colorée de ce composé générée sous irradiation UV permet l'intercalation au sein de l'ADN / Photochromic chromenes are widely used in modern technologies due to their abilityto change their properties upon UV irradiation. The chromenes presented in this work alsopossess fragments able to participate to the coordination with metal cations, amino acids, orDNA. These properties may sustain mutual influence on each other resulting in either photocontrolof complexing ability or photochromism tunable by complex formation.This work is divided in two parts, one devoted to the synthesis of the targetcompounds and the second to study on the complexing ability of the substances,respectively. Thus, the synthetic approaches to photochromic benzo- and naphthopyrans,annelated to the crown ether moieties of different size and heteroatomic composition, weredeveloped. The complex formation of several chromenes with metal cations wasinvestigated by means of UV-Vis absorption and NMR spectroscopies. The metal cationnature was found to determine the stoichiometry of the complexes as well as their spatialstructure. The complex formation was found to affect the photochromic properties of thecompounds, especially the bleaching rate. Investiga.on of complexation of the chromeneswith protonated amino acids revealed that, depending on the length of the carbon chain ofthe acid used, mono- or ditopic complexes may be formed.The interaction of the new chromene, possessing a positively charged group, with DNAwas also studied. In contrast to the initial form, the photo-induced colored form was foundto intercalate with DNA.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La vinasse est le déchet liquide retiré de la base de colonnes de distillation de l'éthanol de canne à sucre à hauteur de 12 à 15 litres par litre d'alcool, ce qui entraîne une production estimée à environ 350 milliards de litres en 2012/2013 au Brésil. La vinasse a un pH faible et une forte demande chimique en oxygène, ce qui peut provoquer la désertification des terres, si elle est utilisée en excès comme amendement. En outre, une contamination des eaux souterraines liée aux épandages est observée dans certaines régions. L'aptitude de la vinasse à jouer le rôle de source d'éléments nutritifs pour la production de biohydrogène et d'acides gras volatils par des consortia microbiens anaérobies a été évaluée. Deux différents milieux à base de vinasse ont été proposés, un avec l’addition de jus de canne à sucre et l’autre avec l’addition de la mélasse comme source de carbone, et ont été comparés à un milieu supplémenté en saccharose. Des cultures bactériennes pures (4) et des consortia microbiens (7) ont été cultivées dans les milieux proposés et la production des acides gras volatils (AGV) et de biohydrogène ont été evalués. Le consortium LPBAH1, originaire d’un lac d’une ferme laitière et sélectionné pour la fermentation de la vinasse avec du jus de canne à sucre, conduit à un rendement en H2 de 7,14 molH2/molsucrose et à une teneur en hydrogène dans le biogaz d'env. 31% après optimisation. Par ailleurs, le processus optimisé en utilisant le consortium LPBAH2, originaire de fèces de chauves-souris frugivores, permet d'obtenir 3,66 molH2/molsucrose et 32,7% d'hydrogène dans le biogaz. Le processus proposé est d'une grande importance pour donner une destination plus rationnelle de la vinasse et d'élargir le bouquet énergétique brésilien en réduisant sa dépendance des combustibles fossiles. / Vinasse is the liquid waste removed from the base of sugarcane ethanol distillation columns at a ratio of 12-15 liters per liter of alcohol, resulting in an estimated production of approx. 350 billion liters in 2012/2013 in Brazil. Vinasse has a low pH and high chemical oxygen demand, which can cause land desertification when indiscriminately used as fertilizer. Also, underground water contamination is being observed in some regions. We evaluated the potential of vinasse as nutrient source for biohydrogen and volatile fatty acids production by means of anaerobic consortia. Two different vinasse-based media were proposed, using sugarcane juice or molasses as carbon source, and were compared to fermentation in a sucrosesupplemented medium. Pure cultures (4) and consortia (7) were cultured in the propose media and evaluated for volatile fatty acids (VFAs) and biohydrogen production. The consortium LPBAH1, originated from faeces of fruit bat, was selected for fermentation of vinasse supplemented with sugarcane juice and resulted in a higher H2 yield of 7.14 molH2/molsucrose and hydrogen content in biogas of approx. 31% after process optimization. Similarly, the optimized process using the consortium LPBAH2, originated from a lake of a dairy farm, resulted in 3.66 molH2/molsucrose and 32.7% hydrogen content in biogas. The proposed process is of great importance for giving a more rational destination to vinasse and expanding Brazilian energy matrix, reducing the dependence of fossil fuels.

La dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) représente actuellement la principale cause de cécité dans les pays industrialisés. Les traitements disponibles ne concernent qu’une partie des cas (DMLA néovasculaire) et n’évitent pas toujours le développement de déficiences visuelles sévères. L’identification de facteurs modifiables, tels que la nutrition, pourrait représenter des moyens de prévention permettant de diminuer la fréquence de cette maladie handicapante dans nos populations. L’objectif de la thèse était d’étudier d’un point de vue épidémiologique, la relation entre nutrition et DMLA chez les 963 sujets de l’étude Aliénor (Antioxydants Lipides Essentiels Nutrition et maladies OculaiRes), âgés de 73 ans et plus, avec un intérêt particulier pour les lipides. La relation entre les lipides et la DMLA repose principalement sur la potentielle implication du métabolisme lipidique dans la physiopathologie de la DMLA, ainsi que sur le triple rôle structurel, fonctionnel et protecteur des acides gras polyinsaturés (AGPI) n-3 au sein de la rétine. Dans un premier temps, nous avons mis en évidence une diminution du risque de DMLA chez les sujets ayant des apports alimentaires élevés en AGPI n-3. L’estimation des apports alimentaires étant sujette à de nombreuses imperfections (déclaration des sujets, biais de mémorisation, imprécisions des tables de composition alimentaire…), nous avons ensuite utilisé un biomarqueur du statut en AGPI n-3 afin de s’affranchir de ces limites. Ce travail nous a permis de mettre en évidence une diminution du risque de DMLA prévalente et incidente chez les sujets ayant des niveaux plasmatiques élevés d’AGPI n-3. Enfin, nous avons étudié les relations de certains gènes impliqués dans le métabolisme lipidique avec DMLA, les niveaux de lipides sanguins et de xanthophylles. Il ressort que les sujets TT pour le polymorphisme du gène LIPC (rs493258) présentaient un risque diminué de DMLA ainsi que des niveaux plasmatiques de zéaxanthine plus élevés. Ces travaux viennent compléter et enrichir la littérature à ce sujet et apportent des arguments nouveaux quant au rôle des AGPI n-3 dans la rétine ; ils pourront également servir de support en matière de recommandations nutritionnelles et de prévention de la DMLA. Nos travaux sur l’implication des gènes du métabolisme des lipides soulèvent de nouvelles questions quant aux mécanismes impliqués dans cette pathologie et pourraient suggérer de nouvelles pistes de recherche thérapeutiques et préventives. / Age-related macular degeneration (AMD) is the leading cause of blindness in industrialized countries. Current treatments are limited to the neovascular form of the disease only and do not always prevent the development of severe visual impairment. The identification of modifiable risk factors, such as nutrition, may lead to preventive strategies, which may have the potential to reduce the impact and burden of AMD on the global aging population. The objective of the thesis was to study the association between nutrition and AMD in the 963 subjects, aged 73 years or older, from the Alienor Study, with a particular emphasis on lipids. The relationship between lipids and AMD is primarily based on the potential involvement of lipid metabolism in the pathogenesis of AMD and on the structural, functional and protective roles of omega-3 polyunsaturated fatty acids (PUFAs) in the retina. First, we showed that high intakes of omega 3 PUFAs were associated with a decreased risk for AMD. Estimation of dietary intakes being affected by many imperfections (bias in reporting, memory bias, inaccuracies from food composition tables...); we used an omega 3 PUFAs biomarker in order to overcome these limitations. This second work showed that high plasma levels of omega 3 PUFAs were associated with a decreased risk for prevalent and incident AMD. Finally, we studied the associations of genes involved in lipid metabolism with AMD, plasma lipids and xanthophylls. It appears that subjects bearing TT genotype for LIPC gene had a decreased risk of AMD and higher plasma levels of zeaxanthin. These results provide new arguments about the role of omega-3 PUFAs in the retina. They can also provide support and recommendations for prevention of AMD. This work on genes involved in lipid metabolism suggest new questions about mechanisms involved in AMD and may suggest new way of research in treatment and prevention.