Le but du premier article de cette étude était d'évaluer les effets de la manipulation à la ferme sur le bien-être animal et la qualité de la viande de porc. Trois méthodes de manutention sont utilisées pour manipuler les porcs :1) l'utilisation d'un bâton électrique et un panneau pour déplacer les porcs de l'enclos d'engraissement au camion; 2) utilisation d'une rame et un panneau pour déplacer les porcs de l'enclos d'engraissement au camion; 3) utilisation d'une rame et un panneau pour déplacer les porcs de l'enclos d'engraissement et un bâton à air comprimé dans la rampe avant d'aller dans le camion. L'utilisation des bâtons électriques comparée à l'utilisation des rames ou des bâtons à air comprimé durant le chargement augmente le risque de blesser les animaux, les battements cardiaques des porcs, les concentrations de lactate du plasma sanguin et les porcs présentant des viandes à pH plus élevé. Le but du deuxième article était d'évaluer les effets de deux véhicules de transport sur le bien-être animal et la qualité de la viande de porc sous les conditions climatiques du Québec. Les porcs sont transportés pendant 2 heures en été et en hiver dans une remorque à trois étages munie de rampes nommée « van bedaine » et dans un camion à deux étages muni d'un étage amovible hydraulique. La fréquence cardiaque, la concentration de lactate et de creatine phospho-kinase dans le sang, la qualité de la carcasse et de la viande sont évaluées. Le transport de porcs dans la « van bedaine » est-une source de stress pour les porcs, car la présence de plusieurs rampes internes provoque une incidence plus élevée de porcs non ambulatoires ou morts, un changement de l'état physiologique de l'animal et en conséquence une variation de la qualité de la viande de porc.

Chez les végétaux, la défense innée est un mécanisme de protection sophistiqué qui assure la survie de l'organisme face aux stress biotiques. Ce processus comprend la perception de l'agent pathogène, sa reconnaissance, la transmission du signal, l'intégration de celui-ci et finalement la production d'une réponse adéquate. Il existe plusieurs voies de signalisation permettant la transduction du signal vers les cibles intracellulaires. Au cours de mes travaux de doctorat, j'ai étudié les cascades de MAPKs (Mitogen Activated Protein Kinases), qui sont des voies de signalisation assurant le relais vers la génération de processus physiologiques appropriés. Les cascades des MAPKs sont généralement composées de trois MAPKs (MAPKKK, MAPKK et MAPK). Ces trois kinases s'activent de façon séquentielle après la perception d'un changement environnemental intrinsèque ou extrinsèque à la cellule végétale. La cascade des MAPKs est hautement conservée chez tous les eucaryotes où elle régule divers processus, dont la réponse aux différents stress biotiques. Grâce à la disponibilité de la séquence assemblée et annotée du génome de Populus trichocarpa, 11 PtiMKKs et 21 PtiMPKs ont été répertoriées. Une analyse comparée (avec Oryzae sativa et Arabidopsis thaliana) de l'organisation génomique et de la structure de ces gènes a été faite et une nouvelle nomenclature a été proposée. Par la suite, la quantification des transcrits de toutes les PtiMKKs et PtiMPKs a été réalisée dans 17 tissus et organes de peuplier et lors de l'interaction peuplier-rouille. Des feuilles de Populus nigra x P. maximowiczii (NM6) ont été inoculées avec deux espèces de rouille, soit Melampsora medusae f. sp. deltoidae (Mmd) et Melampsora larici-populina (Mlp). Chez le peuplier, Mmd engendre une réponse intermédiaire caractérisée par une faible croissance de cet agent pathogène. Mlp provoque pour sa part une réponse de susceptibilité complète permettant sa croissance sur les feuilles de peuplier. Le patron de variation transcriptomique de certaines PtiMKKs et PtiMPKs est en général comparable à ce qui est observé chez d'autres espèces végétales. Nos résultats mettent en évidence le rôle potentiel d'un groupe de MAPKs dans l'interaction rouille-peuplier. De plus, certains paralogues dupliqués chez ces deux familles de gènes montrent des profils d'expression différents. Finalement, nous avons identifié, par double-hybride, l'aliène oxyde synthase comme cible potentielle de la PriMPK3-l. L'allène oxyde synthase est une enzyme clé de la voie de biosynthèse de l'acide jasmonique. Ces travaux suggèrent une implication possible de cette phytohormone dans l'interaction rouille-peuplier étudiée.

La dépression majeure est devenue la cause principale d'incapacité dans le monde. Pourtant, les antidépresseurs les plus courants sont inefficaces chez 30-50% des patients traités. La dépression présente une comorbidité élevée avec les troubles gastro-intestinaux, avec une pathologie commune comprenant le dysbiose du microbiote un profil périphérique hautement inflammatoire, ce qui suggère une perméabilité intestinale accrue chez ces patients. Il est proposé que le stress chronique soit lié à la détérioration de la barrière intestinale et à la dérégulation de la signalisation intestin-cerveau, cependant, les mécanismes biologiques restent à identifier. Nous avons utilisé les modèles de la dépression pour étudier les effets du stress chronique sur la perméabilité intestinale chez les souris mâles et femelles. Le séquençage du microbiote a montré une modification des populations microbiennes après le stress. De plus, l'expression génétique des jonctions serrées intestinales a été altérée avec des effets spécifiques au sexe, en fonction du type et de la durée du stress. Certaines modifications des jonctions serrées sont associées à la résilience ou à la susceptibilité à l'exposition au stress, déterminée par des tests comportementaux. Nous avons également identifié la protéine de liaison au lipopolysaccharide (LBP) comme un biomarqueur potentiel lié à la susceptibilité au stress chronique. En étudiant les différences entre individus et selon les sexes, nos résultats contribueront à la connaissance des mécanismes moléculaires qui déterminent la vulnérabilité ou la résilience au stress chronique. Les femmes ayant un risque environ deux fois plus élevé de développer une dépression, l'identification des différences entre les sexes est particulièrement pertinente. Ces études contribueront à l'élaboration de nouvelles stratégies thérapeutiques et diagnostiques pour le traitement de la dépression. Des traitements ciblant l'intégrité de la barrière intestinale pourraient avoir des effets positifs sur les voies inflammatoires périphériques et centrales impliquées dans la dépression. / Major depressive disorder (MDD) is the leading cause of disability worldwide. Still, common antidepressants are ineffective in 30-50% of treated patients, highlighting that biological mechanisms remain to be elucidated. MDD has high comorbidity with gastrointestinal disorders including patterns of microbiota dysbiosis and inflammatory peripheral markers, suggesting enhanced intestinal permeability in these patients. Chronic stress, the main environmental risk factor for MDD is linked to intestinal barrier deterioration and dysregulated gut-brain signalling. Therefore, we investigate effects of chronic stress on manifestations of intestinal permeability in both male and female mouse models of depression. Sequencing showed altered microbial populations post-stress. Furthermore, gene expression of intestinal tight junctions was altered with sex-specific effects, dependent on stress type and duration. Certain tight junction changes associated with resilience or susceptibility to the stress exposure, as determined by behavioural tests. We also identified Lipopolysaccharide binding protein (LBP) as a potential biomarker related to susceptibility to chronic stress. By investigating individual and sex differences, our results will be contributing to the knowledge of molecular mechanisms underlying vulnerability or resilience to chronic stress. As women have roughly a twofold higher risk of developing depression, identifying sex differences is particularly relevant. These studies will help to develop more effective and appropriate therapeutic strategies for the treatment of depression and possibly identify biomarkers which are greatly needed in the field. Targeting the intestinal barrier and potentially promoting barrier integrity, future treatments could have positive downstream effects on peripheral and central inflammatory pathways implicated in depression.

Depuis plus de 40 ans, il est connu que les fœtus de mammifères sont sensibles aux conditions métaboliques de la mère durant la gestation. On commence à comprendre aujourd’hui les principes moléculaires de ces observations épidémiologiques. L’épigénétique définit cette nouvelle réalité et semble être la voie par laquelle l’environnement influence l’expression des gènes à plus ou moins long terme. Cette réalité est aussi présente en production laitière où les vaches en plus de montrer une production de lait accrue doivent soutenir le développement d’un fœtus. La forte mobilisation des réserves graisseuses associées à cette condition peut venir modifier la composition du milieu ovarien ainsi qu’utérin, et par le fait même, créer une dysfonction du métabolisme mitochondriale qui provoquera une augmentation du stress oxydatif. Cette modification peut pousser l’ovule ou l’embryon à modifier considérablement sa programmation épigénétique dans le but de s’adapter à ce signe de déficit métabolique. Dans cette étude, nous avons fait subir un stress métabolique à des embryons bovins in vitro afin de valider l’impact d’une telle perturbation sur l’épigénome embryonnaire. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence une tendance à l’hypométhylation dans les régions télomériques de la majorité des chromosomes ainsi que des modifications sur des gènes reliés au métabolisme énergétique. Il devient donc important d’étudier ces modifications sur le développement et les performances futures de l’embryon et ce afin de mieux comprendre les impacts que certains types de rations ou habitudes de régie peuvent avoir sur le potentiel productif et reproductif des animaux de relève. Ces connaissances nous permettront d’adapter notre régie afin de maximiser le potentiel productif des animaux de l’industrie laitière québécoise et de conserver notre place parmi les leaders mondiaux de ce secteur de production.

Lors d'un stress, les cellules eucaryotes activent des mécanismes de défense afin de s'adapter aux conditions extrêmes et de survivre. Ces mêmes mécanismes peuvent être exploités par les cellules cancéreuses pour survivre au stress thérapeutique. La réponse intégrée au stress (ISR) est une réaction cellulaire qui joue un rôle crucial dans l'adaptation des cellules face à différents stress notamment en régulant la transcription et la traduction de nombreux gènes cibles spécifiques. Durant cette réponse, les cellules stressées réduisent aussi leur métabolisme général, entre autres en inhibant la traduction des ARNm, et économisent ainsi l'énergie nécessaire pour réparer les dommages causés par le stress. En conditions de stress, la traduction générale des ARNm est inhibée principalement au niveau de son étape d'initiation. Un des mécanismes clés induisant l'inhibition de l'initiation de la traduction est la phosphorylation du facteur d'initiation de la traduction eIF2a (eukaryotic translation initiation factor 2a). Bien que cette phosphorylation d'eIF2a, induite par le stress, entraine une inhibition globale de la synthèse protéique, elle induit d'une part la formation d'entités cytoplasmiques à ARN appelées granules de stress mais elle favorise également la traduction spécifique des ARNm spécifiques codant pour des facteurs de réponse au stress, dont le facteur de transcription ATF4. Ce facteurjoue un rôle clé lors de la réponse au stress soit en activant les voies de survie ou au contraire en favorisant celles de mort cellulaire. Ces fonctions opposées d'ATF4 dans la réponse cellulaire au stress dépendent largement de son niveau d'expression. Ainsi, nous avons cherché à caractériser le(s) mécanismes(s) de régulation de l'expression d'ATF4 lors de stress thérapeutiques au sein de cellules cancéreuses. Nous avons montré l'implication des granules de stress (GS) dans la régulation de l'expression de l'ARNm d'ATF4 lors d'un stress thérapeutique engendré par le traitement avec l'agent chimiothérapeutique sorafenib au sein de cellules d'hépatocarcinomes. Cette régulation implique la séquestration d'une fraction de l'ARNm d'ATF4 dans les GS induites par le traitement avec la sorafenib, prévenant sa surexpression létale ; ceci permet de maintenir un niveau d'expression d'ATF4 basal mais nécessaire à la survie des cellules cancéreuses. Afin de caractériser le(s) mécanisme(s) responsable(s) de l'expression basale d'ATF4, permettant la résistance des cellules cancéreuses aux traitements thérapeutiques, un RNA pull-down utilisant des fragments d'ARN biotinylés d'ATF4 a l'aide d'extraits de cellules cancéreuses soumises à un stress thérapeutique a été réalisé. L'analyse par ii spectrométrie de masse des complexes protéiques associés aux fragments d'ARN d'ATF4 biotinylés a permis l'identification d'une dizaine de protéines qui pourraient interagir avec l'ARNm d'ATF4, dont l'ARN hélicase DDX3. Nous avons observé que DDX3 promeut au niveau traductionnel l'expression d'AFT4. Des tests d'interaction protéine-protéine montrent que DDX3 est un composant du complexe d'initiation de la traduction eIF4F. L'interaction entre DDX3 et le complexe eIF4F est potentiellement médiée par le facteur eIF4G, qui est également nécessaire à la traduction d'ATF4 induite en condition de stress. Enfin, la diminution de l'expression d'ATF4 au sein de cellules issues d'hépatocarcinomes résistants via la déplétion de DDX3 sensibilise les cellules cancéreuses à la mort induite par le traitement avec la sorafenib. Cette étude caractérise de nouveaux mécanismes de régulation de l'expression du facteur ATF4 qui se produit lors de stress et qui pourraient être ciblés afin de prévenir la chimiorésistance. / During physiological or environmental stress, cells activate defense mechanisms to survive. These same mechanisms may be exploited by cancer cells to survive therapeutic stresses. The integrated stressresponse (ISR) is one of the cell responses that play a crucial role in the adaptation of cells to various stresses such as the transcriptional and translational régulation of many specific target genes. During this cell response, stressed cells reduce their general metabolism in part by inhibiting mRNA translation, thereby saving energy needed to repair stress-induced damages. Under stress conditions, the regulation oftranslation occurs mainly at its initiation step through the phosphorylation of the translation initiation factor eIF2a. While this phosphorylation, induced by stress, causes a global inhibition ofprotein synthesis, it induces on the one hand the formation of cytoplasmic RNA entities called stress granules (GS) but it also promotes the preferential translation of specific mRNAs coding for stress response factors. Among those, ATF4 is a master transcription factor that orchestrates gene expression during various stresses including those involved in cancer, by either activating survival pathways or on the contrary promoting those of cell death. These opposite ATF4 functions in the cellular stress response depend largely on its expression level linked to its translational regulation by the phosphorylation of eIF2a. Thereby, we sought to characterize the mechanisms(s) that regulate the expression ofATF4 during therapeutic stresses in cancer cells. We described the implication of stress granules in the regulation of ATF4 expression during stress induced by the treatment with sorafenib, a chemotherapeutic agent used to treat hepatocellular carcinoma (HCC). This novel mechanism involves the formation of stress granules that sequester a fraction of ATF4 mRNA in its repressed form, thus preventing its lethal overexpression. This resulted in a basal level of ATF4 expression which is necessary for the survival of cancer cells. Then, in order to characterize the mechanism(s) (e.g. RNAbinding proteins and translation initiation factors such as eIF4G) responsible for the basal translation of ATF4 mRNA allowing the resistance of cancer cells to therapeutic treatments, we performed a biotinylated RNA-pulldown assay with cancer cells extracts subjected to sorafenib. Mass spectrometry analyses of the protein complexes associated with ATF4 biotinylated-RNA fragments led to the identification ofthe DEAD-boxRNA helicase DDX3, as potential interactor with ATF4 mRNA. By combining depletion experiments with various biochemical assays (e.g. luciferase assays), we showed that DDX3 drives sorafenib-induced iv ATF4 mRNA expression at the translational level. Protein-interaction assays identified DDX3 as a component of the translation initiation complex eIF4F. The interaction between DDX3 and the eIF4F complex is potentially mediated by eIF4GI, which we found to be required forsorafenib-induced ATF4 expression. Furthermore, reducing ATF4 expression in resistant HCC cellsthrough DDX3 depletion sensitizes cancer cellsto Sorafenib-induced cell death. Thus, this study identified new regulatory pathways of ATF4 factor that could be targeted to prevent drug resistance in cancer cells and improve the conventional therapies.

Thèse (Ph.D.)--Université Laval, 2007. / Anglais ou français ; avec des résumés en anglais et en français. Bibliogr.: f. 213-237. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

L'obésité est un problème de santé mondial et grandissant qu'on qualifie d'épidémie. Les problèmes de santé associés au stress sont aussi en croissance. Ces deux phénomènes découlent de nouvelles habitudes de vie. Les travaux de cette thèse visaient à caractériser davantage le lien entre le stress et l'obésité. Premièrement, nous avons tenté d'élargir les connaissances au sujet de l'influence de l'obésité, mais aussi de la perte de poids, sur la réactivité de l'axe hypothalamo-hypophysosurrénalien (HHS), chez des hommes à distribution centrale et des femmes à distribution périphérique du tissu adipeux. La réponse à trois types de stimulations de l'axe HHS a été mesurée chez des individus minces, obèses et à obésité réduite: le test acoustique de sursaut, le test social de stress de Trier et la sécrétion de cortisol en réponse au réveil (SCR). Le test acoustique de sursaut n'a révélé aucune différence marquée entre les différents groupes alors que les deux autres stimulations de l'axe HHS se sont avérées complémentaires. Globalement, les résultats obtenus confirment une hyperréactivité de l'axe HHS dans l'état d'obésité abdominale chez les hommes, alors qu'après une perte de poids, la réactivité s'atténue. Chez les femmes, bien que l'accumulation de graisse périphérique ne semble pas modifier l'état de l'axe HHS, la perte de poids est associée à une réactivité accrue de celui-ci. Deuxièmement, nous avons voulu déterminer si ce lien entre le statut pondéral et l'axe corticotrope était associé aux comportements alimentaires et à la préoccupation à l'égard du poids corporel. Une série de questionnaires nous ont permis d'établir que la SCR chez les femmes est négativement associée à plusieurs des variables mesurées, la susceptibilité émotionnelle à la désinhibition alimentaire ressortant parmi celles-ci. Ainsi, malgré que nous soyons encore loin d'avoir fait toute la lumière sur le lien entre le stress et l'obésité, ces travaux nous ont permis de consolider des observations faites par d'autres groupes de recherche et de faire un pas en avant concernant la mesure de la SCR qui est non seulement reliée au statut pondéral, mais à des comportements qui influencent le poids corporel et l'état de stress des individus. / Obesity is a health problem reaching more and more people and is now considered as a world-wide epidemic. Stress-related health problems also increased during the last decades. The parallel evolution of these two phenomena is not that surprising, since they are both ensuing from our modem life habits. The work of this thesis consisted in better understanding the link between stress and obesity. First, we attempted to enlarge our knowledge about the influence of obesity, but also weight loss, on the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis in men with central and women with peripheral body fat distribution. The response to three types of HPA axis stimulations was assessed in lean, obese and reduced obese subjects: the acoustic startle test (AST), the Trier social stress test and the awakening cortisol response (ACR). The AST revealed no marked difference between the three different weight status groups, while the two other HPA axis stimulations turned out complementary. Globally, the obtained results confirm a hyperreactivity of the HPA axis in abdominal obesity state in men, whereas the reactivity is attenuating with weight loss. In women, although peripheral fat accumulation does not seem to modify the HPA axis status, weight loss is associated with a heightened reactivity of the latter. Secondly, we tried to determine if this link between weight status and HPA axis was related to eating behavior and preoccupation towards body weight. A set of questionnaires permitted us to observe that ACR in women is negatively associated with many of the measured variables; and emotional susceptibility to disinhibition was the most relevant among them. Thus, despite the fact that we are still far to get right from the bottom of the link between stress and obesity, this work allowed us to strengthen the observations made by other research groups and to make a great leap forward concerning the ACR, that revealed a measure related not only to weight status, but also to eating behavior influencing body weight and psychological stress state of individuals.

L’objectif de cette thèse consistait à évaluer les effets de la conception des véhicules pot-belly [PB] vs. flat-deck [FD] ainsi que les distances des transports (45 min vs. 7 h) sur le bien-être animal et la qualité de la viande des trois croisements Piétrain (Piétrain 50% HALNn (50Nn), 50% HALNN (50NN), et 25% HALNN (25NN). Les réponses comportementales et physiologiques ainsi que les paramètres de qualité de la viande ont été mesurées. Les relations entre la température corporelle juste avant l’abattage, mesurée par la thermographie infrarouge (IRT), et les paramètres de bien-être animal et de la qualité de la viande ont également été étudiées et comparées. L’ensemble des résultats obtenus des deux études sur les transports de longue et courte distance ont indiqué que la génétique a un impact plus important sur les paramètres de bien-être animal et de qualité de viande que le type de remorque. Toutefois, les effets négatifs du génotype sur les réponses physiologiques au stress et les paramètres de qualité de la viande sont plus marqués pour le modèle PB lorsque le transport est de courte durée. Les porcs issus de croisement Piétrain 50%, quel que soit le génotype HAL, ont produit des carcasses plus maigres, mais semblent être plus sensibles au stress lié au transport. La qualité de la viande n'a pas été affectée par la proportion de l'héritage Piétrain dans le croisement, mais par la présence du gène HAL. L’étude de la température corporelle par thermographie infrarouge suggère que l'IRT oculaire peut détecter des changements de la température corporelle associée à l'état physiologique des porcs et peut être considéré comme un outil potentiel pour prévoir les variations de la qualité de la viande dans des conditions commerciales. / This thesis dealt with the effects of vehicle design (pot-belly [PB] vs. flat-deck [FD]) and transport distances (45 min vs. 7 h) on animal welfare and pork quality of three Pietrain crossbreds (Pietrain 50% HALNn (50Nn), Pietrain 50% HALNN (50NN), and Pietrain 25% HALNN (25NN). Behavioural and physiological responses and pork quality parameters were measured. The relationship between body temperature as measured by infrared thermography (IRT) in the restrainer before stunning and other animal welfare and pork quality parameters was also studied. Results obtained from both short and long distance transportation indicated that genetics has a larger impact on animal welfare parameters and pork quality traits than trailer type. However, under short distance transportation the PB trailer model augmented the negative genotype-related defects as measured by physiological responses to stress and pork quality parameters. Pigs with 50% Pietrain crossbreeding, regardless of the HAL genotype, produced leaner carcasses but appeared to be more responsive to transport stress. Pork quality was not detrimentally affected by the proportion of Pietrain inheritance in the crossbred but by the presence of the HAL gene. The study of IRT body temperature suggests that ocular IRT may detect changes in body temperature associated with the physiological condition of pigs and may be considered a potential tool to predict pork quality variation under commercial conditions.

Lors d’une blessure chez l’épinette blanche, le facteur de transcription MYB14 et certains gènes de la voie de biosynthèse des isoprénoïdes (voie MVA) sont surexprimés. De plus, des plantules d’épinette blanche transgéniques surexprimant le gène PtMYB14 accumulent elles aussi des transcrits de gènes faisant partie de la voie MVA. Ainsi, MYB14 pourrait être un régulateur transcriptionnel potentiel de cette voie métabolique (Bedon et al. 2010). Ce mémoire cible la régulation potentielle du gène de la 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA synthétase (HMGS), une enzyme de la voie MVA, par MYB14. Nous avons 1) isolé et caractérisé la région promotrice de Hmgs, 2) testé si MYB14 se lie directement au site découvert dans ce promoteur et 3) vérifié si MYB14 peut influencer positivement la transcription de Hmgs. Ce projet de maîtrise a permis de découvrir une nouvelle fonction pour un facteur de transcription de la famille des R2R3-MYB soit la régulation de la voie de biosynthèse des isoprénoïdes.

Titre de l'écran-titre (visionné le 5 juin 2023) / L'emploi des champignons mycorhiziens arbusculaires dans la culture des pommes de terre représente une alternative intéressante pour diminuer la quantité d'engrais utilisée aux champs, en plus de protéger la plante contre le stress hydrique et les maladies. Cependant, l'effet de l'utilisation d'engrais minéraux et de fongicides sur la mycorhization de la pomme de terre n'est pas connu. Nous avons évalué les effets de l'application du fongicide Quadris® (Syngenta CA) à différentes doses d'engrais minéral sur le taux de mycorhization de Rhizophagus irregularis dans les plantes de pommes de terre. Lors d'un essai en serre, le taux de mycorhization du système racinaire et le rendement de plants de pommes de terre (variété Gold Rush) ont été analysés. Nos résultats suggèrent une efficacité optimale des concentrations d'engrais entre 75 et 100% des recommandations du Centre de Référence en Agriculture et Agroalimentaire du Québec (CRAAQ). À des concentrations d'engrais supérieures à 100%, on observe alors une diminution de la colonisation. Pour le rendement, on remarque une diminution lorsque la dose d'engrais est inférieure à 75% de la recommandation. La présence du fongicide nuit à la production de spores et induit une grande variation des taux de mycorhization. Comprendre l'effet des engrais minéraux et des fongicides sur l'efficacité de la mycorhization de la pomme de terre permettra d'optimiser la gestion agricole, entraînant une réduction des coûts et principalement une réduction de l'impact environnemental sur le système agroécologique.