Thesis (M.S.)--Oregon State University, 1983. / Typescript (photocopy). Includes bibliographical references (leaves 120-123). Also available on the World Wide Web.

Le muscle squelettique est un tissu hétérogène et dynamique jouant un rôle important dans la mobilité et le métabolisme d’un organisme. C’est un organe actif qui sécrète de nombreuses cytokines participant au « crosstalk » entre tous les tissus impliqués dans ce métabolisme. Parmi ces myokines, la myostatine agit à la fois comme un régulateur négatif du développement musculaire et un médiateur dans l’homéostasie du glucose. En effet, les souris déficientes pour le gène de la myostatine (Mstn-/-) présentent une augmentation de leur masse musculaire associée à une hyperplasie et une hypertrophie des myofibres. Elles présentent également une diminution de leur masse adipeuse. L’expression de la myostatine est finement régulée par des inhibiteurs comme la follistatine, FSTL3 ou les protéines GASP-1 et GASP-2. Si de nombreuses études ont déjà été réalisées sur les autres inhibiteurs, les protéines GASPs sont à l’heure actuelle encore peu étudiées. Le modèle murin surexprimant Gasp-1 (Tg(Gasp-1) généré dans le laboratoire présente un phénotype hypermusclé associé à une hypertrophie mais sans hyperplasie et ne présentent pas de diminution de leur masse adipeuse. Afin de mieux comprendre les conséquences fonctionnelles de la surexpression de Gasp-1, nous avons analysé des cellules musculaires dérivées de cellules satellites de souris Tg(Gasp-1). Cette étude a révélé une dérégulation de l’expression de plusieurs gènes dont une surexpression de la myostatine qui pourrait expliquer l’absence d’hyperplasie. Nous avons voulu également expliquer l’absence de variation de masse adipeuse dans les souris Tg(Gasp-1) en réalisant des analyses métaboliques sur des souris jeunes et âgées. Ces travaux ont révélé une dérégulation globale de l’homéostasie du glucose dans les souris Tg(Gasp-1) associé à une dérégulation du sécrétome musculaire. Enfin nous avons voulu appréhender le rôle de GASP-2 dans le contexte musculaire. / Skeletal muscle is a heterogeneous and dynamic tissue which plays an important role in mobility and metabolism of organisms. It is an active organ that secretes numerous cytokines involved in "crosstalk" between all tissues implicated in metabolism. Among these myokines, myostatin acts both as a negative regulator of muscle development and a mediator in glucose homeostasis. Indeed, mice deficient for the myostatin gene (Mstn-/-) have an increase of muscle mass associated with hyperplasia and hypertrophy of myofibers. Mstn-/- mice also exhibit a decrease of fat mass. Expression of myostatin is tightly regulated by inhibitors such follistatin, FSTL-3 or GASP-1 and GASP-2 proteins. While many studies have already been performed on the other inhibitors, GASPs proteins are still poorly studied. The mouse model overexpressing Gasp-1 (Tg (Gasp-1)) generated in our lab presents a hypermuscular phenotype associated with hypertrophy without hyperplasia and exhibit no decrease in fat mass. To better understand the functional consequences of Gasp-1 overexpression, we analyzed muscle cells derived from Tg(Gasp-1) satellite cells This study revealed a deregulation of the expression of several genes with an upregulation of myostatin which could explain the absence of hyperplasia in the Tg(Gasp-1) mice. We then want to explain the absence of fat mass changes by performing metabolic assays in young and aged mice. These studies have revealed an overall dysregulation of glucose homeostasis and deregulation of muscle secretome in Tg(Gasp-1) mice. Finally we wanted to capture the role of GASP-2 in a muscular context.

La masse musculaire est largement régulée par des voies de signalisation contrôlant l'équilibre entre la synthèse et la dégradation des protéines myofibrillaires. Ainsi, la myostatine, membre de la superfamille des TGFβ, cible un certain nombre de réseaux de signalisation impliqués dans la régulation de la masse musculaire, notamment la voie de signalisation Akt/mTOR. La myostatine est un des inhibiteurs majeurs de la myogenèse en exerçant un contrôle négatif sur la prolifération et différenciation des myoblastes. A l’heure actuelle, la myostatine est au centre de nombreuses stratégies thérapeutiques notamment dans le cadre de thérapies visant à améliorer la fonction musculaire dans les cas d’atrophie ou myopathies. Les protéines GASP-1 et GASP-2, deux protéines sécrétées contenant plusieurs domaines associés à des inhibiteurs de protéases, ont été décrites comme antagonistes de la myostatine. L’Unité de Génétique Moléculaire Animale a mis en place des stratégies in vitro et in vivo afin de déterminer les fonctions des protéines GASP, notamment dans le contexte myogénique. Dans un premier temps, l'équipe a généré une lignée de souris transgéniques TgGasp-1 sur-exprimant le gène Gasp-1. Cette lignée présente une augmentation globale du poids des muscles squelettiques et une hypertrophie, conséquences d'une inhibition de la myostatine. Cependant, contrairement aux souris knock-out pour la myostatine (Mstn-/-), cette lignée ne présente nid’hyperplasie, ni de changement dans la proportion des différents types de fibres musculaires, ni de variation de métabolisme.Afin de mieux comprendre le rôle des protéines GASP dans le développement musculo-squelettique,deux approches complémentaires ont été développées au cours de cette thèse.Une première approche in vivo, avec l'étude d'une lignée murine TgGasp-2 sur-exprimant le gène Gasp-2, a permis de mettre en évidence un phénotype musculaire semblable aux souris sur-exprimant Gasp-1. En effet, l'analyse phénotypique de ce modèle murin montre à 12 semaines, une augmentation globale du poids des souris et de certains muscles squelettiques due à une hypertrophie des fibres musculaires. Comme pour les souris sur-exprimant Gasp-1, à la différence des souris Mstn-/-, le nombre total de fibres des souris TgGasp-2 et leur métabolisme ne présentent pas de variation parrapport aux souris sauvages. Une seconde approche in silico, suite à une étude transcriptomique et protéomique à partir de modèles murins sur-exprimant ou non GASP-1, a permis d'identifier différents processus biologiques et voies de régulation contrôlées par GASP-1. / Muscle mass is largely regulated by signaling pathways controlling the balance between synthesis and degradation of myofibrillar proteins. Thus, myostatin, a member of the TGFβ superfamily, targets a number of signaling networks involved in the regulation of muscle mass, in particular the Akt / mTOR signaling pathway. Myostatin is one of the major inhibitors of myogenesis by exerting a negativecontrol on the proliferation and differentiation of myoblasts. Today, myostatin is involved in many therapeutic strategies which aim to improve muscle function in cases of atrophy or myopathies.GASP-1 and GASP-2 are two secreted proteins containing several domains associated with protease inhibitors, and described as myostatin antagonists. The Animal Molecular Genetics laboratory has developed in vitro and in vivo strategies to determine the functions of GASPs proteins in a myogenic context. First, we generated a transgenic mouse line TgGasp-1 over-expressing the Gasp-1 gene. This line shows an overall increase in skeletal muscle weight and hypertrophy, a consequence of myostatin inhibition. However, unlike myostatin knockout mice (Mstn -/-), this line shows neither hyperplasia, nor change in the proportion of different types of muscle fibers. Moreover, the global metabolism is not affected. In order to better understand the role of GASPs proteins in musculoskeletal development, two complementary approaches were developed during this thesis :(i) the study of a murine TgGasp-2 line over-expressing Gasp-2 reveals a muscular phenotype similar to the TgGasp-1 mice. At 12 weeks, we observed an overall increase in body and some skeletal muscles weight due to a hypertrophy of the myofibers. As the TgGasp-1 mice, and unlike the Mstn -/- mice, the number of fibers and the metabolism of TgGasp-2 mice did not vary compared to the wildtype mice (ii) In silico analyses allow us to identify different biological processes and regulated pathways controlled by GASP-1.

GASP-1 et GASP-2 sont deux protéines très proches structuralement caractérisées par plusieurs modules inhibiteurs de protéases et identifiés comme des inhibiteurs de plusieurs membres de la famille TGF-ß tel que la myostatine ou GDF-11, respectivement régulateurs négatifs de la myogenèse et de l’ostéogénèse. Malgré l’organisation structurale commune des protéines GASPs, leurs profils d’expression différents laissent supposer des rôles physiologiques distincts. C’est pourquoi, nous avons généré des modèles souris Tg(Gasp-1) et Tg(Gasp-2) surexprimant Gasp-1 ou Gasp-2 afin de mieux appréhender les fonctions de ces protéines. Des analyses fonctionnelles, réalisées in vitro et in vivo dans les contextes musculaire, squelettique et anti-protéasique, nous ont permis de mettre en lumière une dualité fonctionnelle entre GASP-1 et GASP-2 dans ces différents contextes. Les deux lignées Tg(Gasp-1) et Tg(Gasp-2) présentent une augmentation de la masse musculaire due à une hypertrophie sans hyperplasie des myofibres. Cependant, les souris Tg(Gasp-1) présentent une dérégulation globale de l’homéostasie du glucose et des défauts métaboliques en vieillissant, phénotype non retrouvé chez les souris Tg(Gasp-2). Ces résultats nous a permis de proposer la protéine GASP-2 comme étant un meilleur candidat thérapeutique dans le cas de maladies musculaires. Dans le contexte squelettique, seule la surexpression de Gasp-2 entraine un phénotype osseux. L’ensemble de nos résultats permet de mettre en évidence un réseau de régulation de l’expression génique des membres de la famille TGF-ß et de leurs inhibiteurs dans le muscle. / GASP-1 and GASP-2 are two closely related proteins structurally characterized by several protease inhibitor modules and identified as inhibitors of several members of the TGF-ß family such as myostatin or GDF-11, negative regulators of myogenesis and osteogenesis, respectively. Despite the common structural organization of GASPs proteins, their different expression profiles suggest distinct physiological roles. We generated Tg(Gasp-1) and Tg(Gasp-2) mouse models overexpressing Gasp-1 or Gasp-2 in order to better understand the functions of these proteins. Functional analyses, carried out in vitro and in vivo in muscular, skeletal and anti-proteasic context, allowed us to highlight a functional duality between GASP-1 and GASP-2 in the different contexts. Both lines Tg(Gasp-1) and Tg(Gasp-2) exhibit an increase in muscle mass due to myofiber hypertrophy without hyperplasia. However, Tg(Gasp-1) mice have an overall deregulation of glucose homeostasis and metabolic defects with age, a phenotype not found in Tg(Gasp-2) mice. These results allowed us to propose the GASP-2 protein as a better therapeutic candidate for muscle diseases. In the skeletal context, only the Gasp-2 overexpression leads to a bone phenotype. Altogether, our findings highlighted a gene expression regulatory network of TGF-ß members and their inhibitors in muscle.

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Les muscles squelettiques, responsables des mouvements volontaires tels que la locomotion ou le maintien de la posture, représentent environ 40% de la masse corporelle.Cette masse musculaire est maintenue par plusieurs voies de signalisation qui régulent entre autres l’équilibre entre la synthèse et la dégradation des protéines myofibrillaires. En ciblant la voie de signalisation Akt/mTOR, la myostatine est un régulateur négatif de la myogenèse. Elle inhibe la différentiation myogénique et le renouvellement cellulaire. Parmi les différents facteurs moléculaires extracellulaires qui régulent la myostatine, les protéines GASP (Growth and differentiation factor Associated Serum Protein) ont été décrites comme des antagonistes de son activité. L’Unité de Génétique Animale a développé plusieurs stratégies qui permettent d’appréhender les mécanismes moléculaires qui régissent le(s) rôle(s) des protéines GASP au cours du développement musculaire. Ainsi, la création de la lignée murine appelée surGasp-1-20 a permis de montrer que la surexpression de Gasp-1 entraîne un phénotype hypermusclé associé à une hypertrophie des myofibrilles. Une analyse de l’expression génique dans des myoblastes dérivés des cellules satellites montre une surexpression de la myostatine corrélant avec une absence d’hyperplasie chez les souris surGasp-1-20. Des études similaires actuellement en cours pour la protéine GASP-2 devraient permettre de préciser son rôle dans le contexte musculaire. Les protéines GASP sont également définies comme des inhibiteurs composés hétérotypiques caractérisés par plusieurs domaines inhibiteurs pouvant moduler l’activité de différentes protéases. Parmi ces différents domaines,le second domaine Kunitz de GASP-2 a été précédemment décrit comme pouvant inhiber la trypsine. Dans ce travail, nous avons pu montrer que les deux protéines entières conservent cette capacité d’inhibition. Nos résultats indiquent cependant que GASP-1 et GASP-2 présentent une différence de spécificité due à la composition du second domaine Kunitz et non à l’environnement moléculaire présent dans chacune des protéines. Enfin, nous proposons un modèle structural du second domaine Kunitz impliqué dans la dualité fonctionnelle dans l'inhibition anti-trypsine de GASP-1 et GASP-2. / Skeletal muscles, responsible for voluntary movements such as locomotion or posture maintenance, represent about 40% of body mass. This muscle mass is maintened by several signaling pathways that regulate , among other things, the balance between synthesis and degradation of myofibrillar proteins. By targeting the Akt/mTOR pathway, myostatin is anegative regulator of myogenesis. It inhibits myogenic differentiation and cell turnover. Among the various endogenous molecular factors that regulate myostatin, proteins GASP (Growth and differentiation factor Associated Serum Protein) have been described as antagonists of its activity. The Animal Genetics Unit has developed several strategies to understand themolecular mechanisms that govern the role (s) of GASP proteins during muscle development.Thus, the creation of the transgenic mouse line named surGasp-1-20 has shown that overexpression of Gasp-1 results in a hypermuscular phenotype associated with myofibril hypertrophy. An analysis of gene expression in myoblasts derived from satellite cells showed overexpression of myostatin correlating with an absence of hyperplasia in Gasp-1-20 mice.Similar studies currently underway for the protein GASP-2 should clarify its role in the muscular context. Proteins GASP are also defined as compound heterotypic inhibitors characterized by several inhibitory domains that can modulate the activity of different proteases. Among these different modules, the second Kunitz domain of GASP-2 was previously been described asable to inhibit trypsin. In this work, we have shown that the two whole proteins conserve this capacity of inhibition. However, our results indicate that GASP-1 and GASP-2 exhibit a difference in specificity due to the composition of the second Kunitz domain and not to the molecular environment present in each of the proteins. Finally, by modeling, we propose a structural model of the second Kunitz domain of GASP-1 and GASP-2 implicated in the antitrypsin inhibition specificity

Les RCPG sont exprimés dans tous types de tissus et sont impliqués dans la régulation de nombreux processus biologiques et ont pour rôle de capter un vaste panel de stimuli extracellulaires qu’ils transmettent à l’intérieur de la cellule. Récemment, le laboratoire a identifié une nouvelle famille de dix protéines, les GASP, qui interagissent avec les RCPG et moduleraient leur trafic intracellulaire. Alors que GASP-1 est le membre de cette famille le mieux caractérisé et que son interaction avec de nombreux RCPG soit documentée, peu d’informations sont disponibles sur les modalités d’interaction de cette protéineavec les RCPG au niveau moléculaire. La première partie de ce projet de thèse a consisté à étudier les modalités d’interaction entre les GASPs et les RCPG au niveau moléculaire. Nous avons ainsi pu montrer à l’aide de techniques biochimiques et biophysiques, l’importance d’un motif répété et conservé de 15 acides aminés pour l’interaction de GASP-1 avec divers RCPG. Par la suite, les résultats obtenus ont été exploités pour mettre en place un essai de criblage qui nous a permis d’identifier des petites molécules capables de perturber l’interaction entre GASP-1 et le récepteur beta-2 adrénergique. Enfin, l’absence de données structurales sur les protéines de la famille GASP nous a ensuite poussé à la réalisation d’études structurales de ces protéines à la fois par cristallographie et par RMN. Bien que les résultats obtenus ne nous aient pas encore permis d’obtenir la structure de ces protéines, des expériences préliminaires de RMN ont permis deconfirmer l’implication des acides aminés tryptophanes présents au sein des motifs GASP dans l’interaction avec les RCPG. / GPCRs represent one of the most diversified protein families in humans. They translate extracellular stimuli into intracellular signals to modulate a large panel of physiological processes making them unrivalled targets for development of new therapeutic agents. Recently, we identified the GASP family of proteins that interact with GPCRs and modulate the postendocyticfate of agonist activated receptors. GASP-1 is the well-characterized protein of this family and has been shown to be involved in the sorting of receptors that are quickly degraded following agonistpromoted internalization. Although GASP-1 was found to interact with numerous GPCR both in vitro and in vivo and that helix 8 of GPCRs is critically involved in this interaction, little is known about which region within GASP-1 is required for its interaction with GPCRs. In this work, we first present a detailed analysis of the molecular interaction between GASPs and GPCRs. By using biochemical and biophysical experiments we shown that the central domain of GASP-1 is critical for the interaction with GPCRs and that a conserved and repeated sequence of 15 amino acids plays a critical role in this interaction. In a second step, we developed an HTC assay allowing us to identify small molecules able to disrupt the interaction between GASP-1 and the beta-2 adrenergic receptor. Finally, preliminary NMR experiments have confirmed the importance of amino acid tryptophan for the interaction with GPCRs and a first crystallization trials were performed with a fragment of GASP -1.

The initial aim of the roll out of smart electricity meters in Sweden was to allow remote readings of the households’ monthly electricity consumption for billing purposes. Since then the transition towards a smart grid has become a more prioritized matter. In the roll out of next generation smart meters more attention is therefore given to how the Distribution System Operator (DSO) can benefit from the meter through different smart grid applications. This study uses a qualitative research method to identify three general fields of application and 15 specific concepts corresponding to ways in which the DSO can create added value from the information provided by the smart meter. The benefits of one of these concepts, the so-called “last gasp” and “first breath” functionality, are assessed in a business case. The study concludes that the three main areas of smart meter applications are operating the grid, planning the grid and utility in the customers’ household. The study also shows that the outcomes of the business case on the “last gasp” and “first breath” functionality are highly dependent on the cost of the functionality, however the investment can still be motivated through increased customer satisfaction andimproved outage management. The general conclusion is that the smart meter will play an essential role in providing the control and information needed in the transition to a smarter grid.

21 Mitgliedstaaten der EU sind heute gleichzeitig auch Mitglieder der NATO. Das geografische und politische Europa ist, bis auf wenige Ausnahmen, von Staaten besetzt, die zumindest einer dieser Organisationen angehören. Die verteidigungspolitische Organisation NATO trifft auf das politische System EU mit wachsendem sicherheitspolitischem Anspruch. Vor diesem Hintergrund werden verschiedene Aspekte der Kooperation zwischen diesen beiden Organisationen näher beleuchtet.

The purpose of this research report is to compare two simulation languages; GASP and GPSS. An economical comparison was performed by simulating the same system in each language and examine parameters such as run time, core size, program time, and debug time. A statistical comparison of the results of the system simulation was also performed using a 90% confidence level testing procedure. The system simulated was the proposed Orlando Police Department Automatic Vehicle Locator (AVL) Operational System.