Introdução: Atualmente as Doenças Crônicas não Transmissíveis (DCNTs) são um dos maiores problemas de saúde pública da sociedade. É bastante claro o papel da dieta no controle do colesterol e na incidência de doenças cardiovasculares. Neste sentido, o amaranto desperta grande interesse devido a sua propriedade hipocolesterolemizante. Estudos sugerem que seu efeito hipocolesterolemizante está associado à inibição da enzima HMG-CoA redutase, chave na síntese do colesterol endógeno. Objetivo: Avaliar a atividade enzimática hepática da HMG-CoA redutase de hamsters alimentados com proteína de amaranto. Metodologia: Trinta hamsters foram divididos em 5 grupos e receberam dieta diferenciadas pela fonte protéica. Os grupos I e Icol receberam dieta com 20% de proteína de amaranto e os grupos caseína C e Ccol receberam dieta com 20% de caseína. Os grupos \"col\" apresentavam dieta com 0,1% de colesterol e 13,5% de gordura de coco. O metabolismo lipídico foi acompanhado através do monitoramento das concentrações plasmáticas de colesterol total, triacilgliceróis, HDL, e fração não-HDL nos animais. A excreção de colesterol e ácidos biliares foram quantificados nas fezes dos animais e o grau de esteatose hepática foi determinada através de análises histológicas do lobo direito do fígado. A atividade da enzima HMGR nos fígados foi medida por meio do Kit CS 1090 da Sigma-Aldrich com adaptações segundo Cong et al, 2012. A análise é baseada em espectrometria com absorbância de 340nm a 37ºC, que representa a oxidação de NADPH pela HMG-CoA redutase, na presença do substrato HMG-CoA. Conclusões: A proteína de amaranto pode ser considerado um aliado na redução dos agravos gerados pela dislipidemia, uma vez que reduziu significativamente os níveis de colesterol plasmático e gordura hepática, além de ser demonstrado seu efeito na redução da atividade da enzima HMG-CoA redutase dos animais hipercolesterolemizados que se alimentaram com proteína de amaranto. Uma vez verificado o efeito hipocolesterolemizante e seu possível mecanismo de ação por meio da enzima HMG-CoA redutase, espera-se com isso, estimular o consumo pela população brasileira produção de amaranto no Brasil, como alternativa para diversificar a dieta e a agricultura. / Introduction: Nowadays, Non-Communicable Chronic Diseases (NCCD) are a major challenge in health public. It is evident the role of diet in the control of cholesterol and incidence of cardiovascular disease. In this sense, amaranth arouses great interest due to its hypocholesterolemic property. Studies suggest that amaranth\'s hypocholesterolemic effect is associated with the inhibition of the enzyme HMG-CoA reductase, known as the key process to the endogenous cholesterol synthesis. Objective: Evaluate the hepatic enzymatic activity of HMG-CoA reductase in hamsters fed with amaranth protein. Methodology: Amaranth protein was isolated according to the conventional isoelectric precipitation methodology. Thirty hamsters were divided in 5 groups and were fed diets with different protein source. Experimental groups (I and lcol) had a diet containing 20% of protein amaranth and control groups(C and Cool) received a diet with 20% of casein. Moreover, groups \"col\" had also a diet with 0.1% cholesterol and 13.5% coconut oil in their composition. The lipid metabolism was accompanied through monitoring of plasma concentrations of total cholesterol, triglycerides, HDL and non-HDL fraction in animals. Excretion of cholesterol and bile acids were quantified in the feces of animals and the degree of hepatic steatosis was determined by histological analysis of the liver\'s right lobe. The HMGR enzyme activity in the liver was measured by the CS 1090 Kit from Sigma-Aldrich adjusted in accordance with Cong et al, 2012. The analysis is based on spectrometry with absorbance of 340nm at 37 ° C, which represents the oxidation of NADPH by HMG-CoA reductase in the presence of HMG-CoA substrate. Conclusions: Amaranth protein can be considered as an ally in reducing of injuries generated by dyslipidemia, since it significantly reduced levels of plasma cholesterol and hepatic fat. Furthermore, it was demonstrated its effect on reducing activity of HMG-CoA reductase enzyme in hypercholesterolemic animals, which were fed with amaranth protein. Therefore, once verified the hypocholesterolemic effect of amaranth and its possible action mechanism through HMG-CoA reductase enzyme, stimuli on the production of amaranth are expected as an alternative to diversify the diet and agriculture.

Introduction: L'homéostasie du cholestérol est indispensable à la synthèse de la testostérone dans le tissu interstitiel et la production de gamètes mâles fertiles dans les tubules séminifères. Les facteurs enzymatiques contribuent au maintien de cet équilibre intracellulaire du cholestérol. L'absence d'un ou de plusieurs enzymes telles que la HMG-CoA réductase, la HSL et l'ACAT-1 a été associée à l'infertilité masculine. Toutefois, les facteurs enzymatiques qui contribuent au maintien de l'équilibre intra-tissulaire du cholestérol n'ont pas été étudiés. Cette étude a pour but de tester l'hypothèse que le maintien des taux de cholestérol compatibles avec la spermatogenèse nécessite une coordination de la fonction intracellulaire des enzymes HMG-CoA réductase, ACAT1 et ACAT2 et la HSL. Méthodes: Nous avons analysé l'expression de l’ARNm et de la protéine de ces enzymes dans les fractions enrichies en tubules séminifères (STf) de vison durant le développement postnatal et le cycle reproductif annuel et dans les fractions enrichies en tissu interstitiel (ITf) et de STf durant le développement postnatal chez la souris. Nous avons développé deux nouvelles techniques pour la mesure de l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de celle de l'ACAT1 et ACAT2. En outre, l'immunohistochimie a été utilisée pour localiser les enzymes dans le testicule. Enfin, les souris génétiquement déficientes en HSL, en SR-BI et en CD36 ont été utilisées pour élucider la contribution de la HMG-CoA réductase, l'ACAT1 et l'ACAT2 et la HSL à l'homéostasie du cholestérol. Résultats: 1) HMG-CoA réductase: (Vison) La variation du taux d’expression de l’ARNm de la HMG-CoA réductase était corrélée à celle de l'isoforme de 90 kDa de la protéine HMG-CoA réductase durant le développement postnatal et chez l'adulte durant le cycle reproductif saisonnier. L'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase augmentait de façon concomitante avec le taux protéinique pour atteindre son niveau le plus élevé à 240 jours (3.6411e-7 mol/min/μg de protéines) au cours du développement et en Février (1.2132e-6 mol/min/μg de protéines) durant le cycle reproductif chez l’adulte. (Souris), Les niveaux d'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase étaient maximales à 42 jours. A l'opposé, le taux protéinique diminuait au cours du développement. 2) HSL: (Vison), l'expression de la protéine de 90 kDa de la HSL était élevée à 180- et 240 jours après la naissance, ainsi qu'en Janvier durant le cycle saisonnier chez l'adulte. L'activité enzymatique de la HSL augmentait durant le développement pour atteindre un pic à 270 jours (36,45 nM/min/μg). Chez l'adulte, l'activité enzymatique de la HSL était maximale en Février. (Souris) Le niveau d’expression de l'ARNm de la HSL augmentait significativement à 21-, 28- et 35 jours après la naissance concomitamment avec le taux d'expression protéinique. L'activité enzymatique de la HSL était maximale à 42 jours suivie d'une baisse significative chez l'adulte. 3) ACAT-1 et ACAT-2: Le présent rapport est le premier à identifier l’expression de l'ACAT-1 et de l'ACAT-2 dans les STf de visons et de souris. (Vison) L'activité enzymatique de l'ACAT-2 était maximale à la complétion du développement à 270 jour (1190.00 CPMB/200 μg de protéines) et en janvier (2643 CPMB/200 μg de protéines) chez l'adulte. En revanche, l'activité enzymatique de l'ACAT-1 piquait à 90 jours et en août respectivement durant le développement et chez l'adulte. (Souris) Les niveaux d'expression de l'ARNm et la protéine de l'ACAT-1 diminuait au cours du développement. Le taux de l'ARNm de l'ACAT-2, à l’opposé du taux protéinique, augmentait au cours du développement. L'activité enzymatique de l'ACAT-1 diminuait au cours du développement tandis que celle de l'ACAT-2 augmentait pour atteindre son niveau maximal à 42 jours. 4) Souris HSL-/ -: Le taux d’expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase diminuaient significativement dans les STf de souris HSL-/- comparés aux souris HSL+/+. Par contre, les taux de l'ARNm et les niveaux des activités enzymatiques de l'ACAT-1 et de l'ACAT-2 étaient significativement plus élevés dans les STf de souris HSL-/- comparés aux souris HSL+/+ 5) Souris SR-BI-/-: L'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de l'ACAT-1 étaient plus basses dans les STf de souris SR-BI-/- comparées aux souris SR-BI+/+. A l'opposé, le taux d'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HSL étaient augmentées chez les souris SR-BI-/- comparées aux souris SR-BI+/+. 6) Souris CD36-/-: L'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de l'ACAT-2 étaient significativement plus faibles tandis que celles de la HSL et de l'ACAT-1 étaient inchangées dans les STf de souris CD36-/- comparées aux souris CD36+/+. Conclusion: Nos résultats suggèrent que: 1) L'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de la HSL sont associées à l'activité spermatogénétique et que ces activités ne seraient pas régulées au niveau transcriptionnel. 2) L'ACAT-1 et de l'ACAT-2 sont exprimées dans des cellules différentes au sein des tubules séminifères, suggérant des fonctions distinctes pour ces deux isoformes: l'estérification du cholestérol libre dans les cellules germinales pour l'ACAT-1 et l'efflux du cholestérol en excès dans les cellules de Sertoli au cours de la spermatogenèse pour l'ACAT-2. 3) La suppression génétique de la HSL diminuait la HMG-CoA réductase et augmentait les deux isoformes de l'ACAT, suggérant que ces enzymes jouent un rôle critique dans le métabolisme du cholestérol intratubulaire. 4) La suppression génétique des transporteurs sélectifs de cholestérol SR-BI et CD36 affecte l'expression (ARNm et protéine) et l'activité des enzymes HMG-CoA réductase, HSL, ACAT-1 et ACAT-2, suggérant l'existence d’un effet compensatoire entre facteurs enzymatiques et non-enzymatiques du métabolisme du cholestérol dans les fractions tubulaires. Ensemble, les résultats de notre étude suggèrent que les enzymes impliquées dans la régulation du cholestérol intratubulaire agissent de concert avec les transporteurs sélectifs de cholestérol dans le but de maintenir l'homéostasie du cholestérol intra-tissulaire du testicule. / Introduction: Cholesterol homeostasis is essential for the synthesis of testosterone in interstitial tissue and the production of fertile gametes in the seminiferous tubules of the testis. Intracelluar cholesterol equilibrium in the testis is delicately maintained and regulated by enzymatic factors. The absence of one or more enzymes (HMG-CoA reductase, HSL and ACAT) has been implicated in the development of male infertility. However, the enzymatic factors that contribute to the maintenance of cholesterol equilibrium have not been investigated. This study is to test the hypothesis that the coordinated function of intracellular enzymes, HMG-CoA reductase, HSL and ACAT isoforms, are the basis of a system that helps to maintain cholesterol equilibrium during spermatogenesis. Methods: We characterized mRNA and protein expression levels of these enzymes in mink seminiferous tubules-enriched fraction (STf) during development and the annual reproductive cycle; or in mouse interstitial tissue-enriched fraction (ITf) and STf during postnatal development. Two novel techniques were developed to measure the HMG-CoA reductase, HSL and ACAT activities in mink and mouse STf. Additionally, immunohistochemistry was used to localize the enzymes in the testis. Finally, HSL knockout (KO) infertile male mice and selective cholesterol transporter (SR-BI, CD36) KO mice were used to elucidate the contribution of HMG-CoA reductase, HSL and ACAT isoforms in testicular cholesterol homeostasis when the enzyme or cholesterol transport system was genetically impeded. Results: 1) HMG-CoA reductase: (In mink STf), HMG-CoA reductase mRNA levels were relatively independent of 90kDa protein expression during development and the seasonal cycle. HMG-CoA reductase activity increased independently of its protein expression and reached maximal values by day 240 (3.6411e-7 mol/min/μg protein) during development and peaked in February (1.2132e-6 mol/min/μg protein) during the seasonal cycle. (In mouse STf), HMG-CoA reductase mRNA levels and enzymatic activity peaked by 42 days before decreasing while the protein levels tended to decrease steadily. 2) HSL: (In mink STf), an increase of 90kDa HSL protein expression by day 180- and 240 after birth as well as in January in seasonal cycle, was not related to the enzyme mRNA expression. HSL activity increased progressively through development and peaked by 270 days (36.45 nM/min/μg); another high HSL activity was shown in February. (In mouse STf), three significant elevations in HSL mRNA levels by day 21, 28, and 35 corresponded to a steady elevation of HSL protein expression throughout development. HSL activity peaked by day 42 but decreased remarkably in the adult. 3) ACAT-1 and ACAT-2: This is the first report to establish the presence of both ACAT-1 and ACAT-2 in the mink and mouse testis. (In mink STf), ACAT-2 activity reached its maximal value at 1190.00 CPMB/200μg protein by day 270 and 2643 CPMB/200μg protein in January. In contrast, ACAT-1 activity peaked by day 90 or in August during the seasonal cycle. (In mouse STf), ACAT-1 mRNA and protein levels were both decreased throughout development; ACAT-2 mRNA levels changes in the opposite direction of the protein levels, increasing throughout development. ACAT-1 activity in STf decreased throughout the development; while ACAT-2 activity increased significantly during development and peaked by day 42. 4) HSL-/- mice: KO HSL gene caused a decrease of HMG-CoA redutase mRNA expression and enzymatic activity in STf. However, ACAT-1 and ACAT-2 mRNA levels and enzymatic activities significantly increased in STf. 5) SR-BI-/- mice: The mRNA expression and activity of HMG-CoA reductase as well as ACAT-1 were statistically decreased in STf; whereas HSL mRNA level and activity were increased. 6) CD36-/- mice: The mRNA expression and activity of HMG-CoA reductase as well as ACAT-2 were significantly decreased in STf; while HSL and ACAT-1 mRNA levels and activities remained constant. Conclusion: These results suggest that 1) Activation of HMG-CoA reductase and HSL is associated with spermatogenetic activity, while the enzymatic activities may not only be regulated transcriptionally. 2) ACAT-1 and ACAT-2 are expressed in different cells of the tubules, suggesting distinct functions for these two closely related enzyme isoforms, with ACAT-1 being related to cholesterol esterification in germ cells and with ACAT-2 being associated with the removal of excessive cholesterol by Sertoli cells during spermatogenesis. 3) Genetically blocking HSL reduced the activity of HMG-CoA reductase while increasing activity of ACAT isoforms, suggesting the turn-off the enzyme in the cholesterol ester cycle may be essential for the accumulation of cholesterol esters in the tubules. 4) The dysfunction of intracellular cholesterol transporters affects regulation of the enzymes (HMG-CoA reductase, HSL and ACAT-1 and ACAT-2), which is presumably in response to compensatory extracellular cholesterol uptake. This study suggests that the enzymes implicated in the regulation of intracellular cholesterol may act cooperatively to maintain cholesterol homeostasis in testis.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Le champignon filamenteux, Podospora anserina, possède deux types sexuels, mat+ et mat-, caractérisés chacun par une séquence spécifique. La séquence mat+ contient un seul gène FPR1; la séquence mat- contient trois gènes : FMR1, SMR1 et SMR2. La fonction moléculaire de SMR1 est inconnue, les autres gènes codent des facteurs de transcription qui contrôlent la fécondation (reconnaissance intercellulaire), et le passage d’un syncytium à un hyphe spécialisé binucléé contenant un noyau mat+ et un noyau mat- (reconnaissance internucléaire). Il n’y a pas eu d’analyse exhaustive des gènes impliqués dans la reconnaissance intercellulaire et le mécanisme de la reconnaissance internucléaire est encore inconnu. Afin de déterminer les cibles de FPR1 et FMR1, et les différents mécanismes impliqués, nous avons utilisé une approche microarray. Le profil transcriptomique des souches mat+ et mat- compétentes pour la fécondation a permis d’identifier 157 gènes cibles, et l’analyse transcriptomique des souches mutantes fpr1- et fmr1- a révélé que ces cibles peuvent être soit réprimées, soit activées par FMR1 ou FPR1, ou être sous le contrôle de ces deux facteurs. Ces expériences ont aussi détecté l’existence de 10 gènes activés ou réprimés au même niveau dans mat+ et mat-. La délétion de 32 gènes choisis parmi ces 167 gènes cibles n’a permis de mettre en évidence que deux gènes impliqués dans la fécondation. Les comparaisons des gènes cibles des facteurs de transcription MAT de Gibberella moniliformis et Sordaria macrospora avec ceux de P. anserina révèlent un nombre significatif de gènes cibles communs entre ces espèces, mais ces gènes ont des profils transcriptomiques différents, soulevant la question du rôle de ces gènes cibles. La recherche des gènes cibles de FPR1, FMR1 et SMR2 impliqués dans la reconnaissance internuléaire a été effectuée en comparant le transcriptome des périthèces issus de deux croisements, l’un n’exprimant que les gènes spécifiques mat+, l’autre que les gènes spécifiques mat-. Les résultats ont été interprétés selon le modèle d’identité nucléaire et le modèle de ségrégation aléatoire. Le premier modèle a conduit à l’identification de 27 gènes cibles, tandis que 154 gènes cibles ont été identifiés en appliquant le deuxième modèle. Au total 46 souches mutantes ont été construites. Cependant aucune délétion n’a affecté le développement sexué. En parallèle de ces expériences transcriptomiques, nous avons invalidé tous les gènes à HMG-box de P. anserina. Les résultats montrent que ces derniers ont un rôle très important dans le développement sexué, particulièrement Pa_1_13940 qui code un régulateur des gènes des types sexuels, le premier identifié chez les Pezizomycotina. / The filamentous fungus, Podospora anserina, has two mating-type idiomorphs, mat+ and mat-. The mat+ sequence contains one gene FPR1, while mat- contains three genes: FMR1, SMR1 and SMR2. The molecular function of SMR1 is unknown, FPR1, FMR1 and SMR2 encode transcriptional regulators which control the fertilization (intercellular recognition) and the transition from a syncytium to a specialized dikaryotic hypha which contains one mat+ and one mat- nucleus (internuclear recognition). No exhaustive analysis is available for the genes involved in the intercellular recognition, while the mechanism of the internuclear recognition is unknown. In order to understand the mechanism of these events and to identify the target genes of mating-type transcription factors, we used a microarray approach. The transcriptomic profiles of the mat+ and mat- strains that are competent for fertilization revealed 157 differentially transcribed genes, and transcriptomic analysis of fmr1- and fpr1- mutant strains was used to determine the regulatory actions exerted by FMR1 and FPR1 on these differentially transcribed genes. All possible combinations of transcription repression and/or activation by FMR1 and/or FPR1 were observed. Furthermore, 10 additional mating-type target genes were identified that were up- or down-regulated to the same level in mat+ and mat- strains. Of the 167 genes identified, 32 genes were selected for deletion, which resulted in the identification of two genes essential for the sexual cycle. A comparison with similar data set from the two ascomycetes, Gibberella moniliformis and Sordaria macrospora, reveals significant numbers of orthologous pairs, although transcriptional profiles were not conserved between species, questioning the function of these target genes. Internuclear recognition was investigated by the transcriptomic analysis of perithecia from two crosses expressing mat+ and mat- genes, respectively. The tow internuclear recognition models: nuclear identity and random segregation, were used to interpret our results. According to the former model, 27 target genes have been identified, while 154 target genes were identified with the latter model. A total of 46 mutant strains were constructed. However, these strains showed no defects in sexual development. Besides this microarray experiences, we have invalidated all HMG-box genes of P. anserina. The results show that the HMG-box genes have a very important role in sexual development, especially Pa_1_13940 which encodes the first identified regulator of Pezizomycotinan mating-type genes.

Introduction: L'homéostasie du cholestérol est indispensable à la synthèse de la testostérone dans le tissu interstitiel et la production de gamètes mâles fertiles dans les tubules séminifères. Les facteurs enzymatiques contribuent au maintien de cet équilibre intracellulaire du cholestérol. L'absence d'un ou de plusieurs enzymes telles que la HMG-CoA réductase, la HSL et l'ACAT-1 a été associée à l'infertilité masculine. Toutefois, les facteurs enzymatiques qui contribuent au maintien de l'équilibre intra-tissulaire du cholestérol n'ont pas été étudiés. Cette étude a pour but de tester l'hypothèse que le maintien des taux de cholestérol compatibles avec la spermatogenèse nécessite une coordination de la fonction intracellulaire des enzymes HMG-CoA réductase, ACAT1 et ACAT2 et la HSL. Méthodes: Nous avons analysé l'expression de l’ARNm et de la protéine de ces enzymes dans les fractions enrichies en tubules séminifères (STf) de vison durant le développement postnatal et le cycle reproductif annuel et dans les fractions enrichies en tissu interstitiel (ITf) et de STf durant le développement postnatal chez la souris. Nous avons développé deux nouvelles techniques pour la mesure de l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de celle de l'ACAT1 et ACAT2. En outre, l'immunohistochimie a été utilisée pour localiser les enzymes dans le testicule. Enfin, les souris génétiquement déficientes en HSL, en SR-BI et en CD36 ont été utilisées pour élucider la contribution de la HMG-CoA réductase, l'ACAT1 et l'ACAT2 et la HSL à l'homéostasie du cholestérol. Résultats: 1) HMG-CoA réductase: (Vison) La variation du taux d’expression de l’ARNm de la HMG-CoA réductase était corrélée à celle de l'isoforme de 90 kDa de la protéine HMG-CoA réductase durant le développement postnatal et chez l'adulte durant le cycle reproductif saisonnier. L'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase augmentait de façon concomitante avec le taux protéinique pour atteindre son niveau le plus élevé à 240 jours (3.6411e-7 mol/min/μg de protéines) au cours du développement et en Février (1.2132e-6 mol/min/μg de protéines) durant le cycle reproductif chez l’adulte. (Souris), Les niveaux d'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase étaient maximales à 42 jours. A l'opposé, le taux protéinique diminuait au cours du développement. 2) HSL: (Vison), l'expression de la protéine de 90 kDa de la HSL était élevée à 180- et 240 jours après la naissance, ainsi qu'en Janvier durant le cycle saisonnier chez l'adulte. L'activité enzymatique de la HSL augmentait durant le développement pour atteindre un pic à 270 jours (36,45 nM/min/μg). Chez l'adulte, l'activité enzymatique de la HSL était maximale en Février. (Souris) Le niveau d’expression de l'ARNm de la HSL augmentait significativement à 21-, 28- et 35 jours après la naissance concomitamment avec le taux d'expression protéinique. L'activité enzymatique de la HSL était maximale à 42 jours suivie d'une baisse significative chez l'adulte. 3) ACAT-1 et ACAT-2: Le présent rapport est le premier à identifier l’expression de l'ACAT-1 et de l'ACAT-2 dans les STf de visons et de souris. (Vison) L'activité enzymatique de l'ACAT-2 était maximale à la complétion du développement à 270 jour (1190.00 CPMB/200 μg de protéines) et en janvier (2643 CPMB/200 μg de protéines) chez l'adulte. En revanche, l'activité enzymatique de l'ACAT-1 piquait à 90 jours et en août respectivement durant le développement et chez l'adulte. (Souris) Les niveaux d'expression de l'ARNm et la protéine de l'ACAT-1 diminuait au cours du développement. Le taux de l'ARNm de l'ACAT-2, à l’opposé du taux protéinique, augmentait au cours du développement. L'activité enzymatique de l'ACAT-1 diminuait au cours du développement tandis que celle de l'ACAT-2 augmentait pour atteindre son niveau maximal à 42 jours. 4) Souris HSL-/ -: Le taux d’expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase diminuaient significativement dans les STf de souris HSL-/- comparés aux souris HSL+/+. Par contre, les taux de l'ARNm et les niveaux des activités enzymatiques de l'ACAT-1 et de l'ACAT-2 étaient significativement plus élevés dans les STf de souris HSL-/- comparés aux souris HSL+/+ 5) Souris SR-BI-/-: L'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de l'ACAT-1 étaient plus basses dans les STf de souris SR-BI-/- comparées aux souris SR-BI+/+. A l'opposé, le taux d'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HSL étaient augmentées chez les souris SR-BI-/- comparées aux souris SR-BI+/+. 6) Souris CD36-/-: L'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de l'ACAT-2 étaient significativement plus faibles tandis que celles de la HSL et de l'ACAT-1 étaient inchangées dans les STf de souris CD36-/- comparées aux souris CD36+/+. Conclusion: Nos résultats suggèrent que: 1) L'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de la HSL sont associées à l'activité spermatogénétique et que ces activités ne seraient pas régulées au niveau transcriptionnel. 2) L'ACAT-1 et de l'ACAT-2 sont exprimées dans des cellules différentes au sein des tubules séminifères, suggérant des fonctions distinctes pour ces deux isoformes: l'estérification du cholestérol libre dans les cellules germinales pour l'ACAT-1 et l'efflux du cholestérol en excès dans les cellules de Sertoli au cours de la spermatogenèse pour l'ACAT-2. 3) La suppression génétique de la HSL diminuait la HMG-CoA réductase et augmentait les deux isoformes de l'ACAT, suggérant que ces enzymes jouent un rôle critique dans le métabolisme du cholestérol intratubulaire. 4) La suppression génétique des transporteurs sélectifs de cholestérol SR-BI et CD36 affecte l'expression (ARNm et protéine) et l'activité des enzymes HMG-CoA réductase, HSL, ACAT-1 et ACAT-2, suggérant l'existence d’un effet compensatoire entre facteurs enzymatiques et non-enzymatiques du métabolisme du cholestérol dans les fractions tubulaires. Ensemble, les résultats de notre étude suggèrent que les enzymes impliquées dans la régulation du cholestérol intratubulaire agissent de concert avec les transporteurs sélectifs de cholestérol dans le but de maintenir l'homéostasie du cholestérol intra-tissulaire du testicule. / Introduction: Cholesterol homeostasis is essential for the synthesis of testosterone in interstitial tissue and the production of fertile gametes in the seminiferous tubules of the testis. Intracelluar cholesterol equilibrium in the testis is delicately maintained and regulated by enzymatic factors. The absence of one or more enzymes (HMG-CoA reductase, HSL and ACAT) has been implicated in the development of male infertility. However, the enzymatic factors that contribute to the maintenance of cholesterol equilibrium have not been investigated. This study is to test the hypothesis that the coordinated function of intracellular enzymes, HMG-CoA reductase, HSL and ACAT isoforms, are the basis of a system that helps to maintain cholesterol equilibrium during spermatogenesis. Methods: We characterized mRNA and protein expression levels of these enzymes in mink seminiferous tubules-enriched fraction (STf) during development and the annual reproductive cycle; or in mouse interstitial tissue-enriched fraction (ITf) and STf during postnatal development. Two novel techniques were developed to measure the HMG-CoA reductase, HSL and ACAT activities in mink and mouse STf. Additionally, immunohistochemistry was used to localize the enzymes in the testis. Finally, HSL knockout (KO) infertile male mice and selective cholesterol transporter (SR-BI, CD36) KO mice were used to elucidate the contribution of HMG-CoA reductase, HSL and ACAT isoforms in testicular cholesterol homeostasis when the enzyme or cholesterol transport system was genetically impeded. Results: 1) HMG-CoA reductase: (In mink STf), HMG-CoA reductase mRNA levels were relatively independent of 90kDa protein expression during development and the seasonal cycle. HMG-CoA reductase activity increased independently of its protein expression and reached maximal values by day 240 (3.6411e-7 mol/min/μg protein) during development and peaked in February (1.2132e-6 mol/min/μg protein) during the seasonal cycle. (In mouse STf), HMG-CoA reductase mRNA levels and enzymatic activity peaked by 42 days before decreasing while the protein levels tended to decrease steadily. 2) HSL: (In mink STf), an increase of 90kDa HSL protein expression by day 180- and 240 after birth as well as in January in seasonal cycle, was not related to the enzyme mRNA expression. HSL activity increased progressively through development and peaked by 270 days (36.45 nM/min/μg); another high HSL activity was shown in February. (In mouse STf), three significant elevations in HSL mRNA levels by day 21, 28, and 35 corresponded to a steady elevation of HSL protein expression throughout development. HSL activity peaked by day 42 but decreased remarkably in the adult. 3) ACAT-1 and ACAT-2: This is the first report to establish the presence of both ACAT-1 and ACAT-2 in the mink and mouse testis. (In mink STf), ACAT-2 activity reached its maximal value at 1190.00 CPMB/200μg protein by day 270 and 2643 CPMB/200μg protein in January. In contrast, ACAT-1 activity peaked by day 90 or in August during the seasonal cycle. (In mouse STf), ACAT-1 mRNA and protein levels were both decreased throughout development; ACAT-2 mRNA levels changes in the opposite direction of the protein levels, increasing throughout development. ACAT-1 activity in STf decreased throughout the development; while ACAT-2 activity increased significantly during development and peaked by day 42. 4) HSL-/- mice: KO HSL gene caused a decrease of HMG-CoA redutase mRNA expression and enzymatic activity in STf. However, ACAT-1 and ACAT-2 mRNA levels and enzymatic activities significantly increased in STf. 5) SR-BI-/- mice: The mRNA expression and activity of HMG-CoA reductase as well as ACAT-1 were statistically decreased in STf; whereas HSL mRNA level and activity were increased. 6) CD36-/- mice: The mRNA expression and activity of HMG-CoA reductase as well as ACAT-2 were significantly decreased in STf; while HSL and ACAT-1 mRNA levels and activities remained constant. Conclusion: These results suggest that 1) Activation of HMG-CoA reductase and HSL is associated with spermatogenetic activity, while the enzymatic activities may not only be regulated transcriptionally. 2) ACAT-1 and ACAT-2 are expressed in different cells of the tubules, suggesting distinct functions for these two closely related enzyme isoforms, with ACAT-1 being related to cholesterol esterification in germ cells and with ACAT-2 being associated with the removal of excessive cholesterol by Sertoli cells during spermatogenesis. 3) Genetically blocking HSL reduced the activity of HMG-CoA reductase while increasing activity of ACAT isoforms, suggesting the turn-off the enzyme in the cholesterol ester cycle may be essential for the accumulation of cholesterol esters in the tubules. 4) The dysfunction of intracellular cholesterol transporters affects regulation of the enzymes (HMG-CoA reductase, HSL and ACAT-1 and ACAT-2), which is presumably in response to compensatory extracellular cholesterol uptake. This study suggests that the enzymes implicated in the regulation of intracellular cholesterol may act cooperatively to maintain cholesterol homeostasis in testis.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

The temperature-dependent catalytic activity of rat liver 3-hydroxy-3 -methylglutaryl coenzyme A reductase (HMG-CoA reductase) displays the nonlinear Arrhenius behavior characteristic of many membrane-bound enzymes. A two-conformer equilibrium model has been developed to characterize this behavior. In the model, HMG-CoA reductase undergoes a conformational change from a low specific activity to a high specific activity form. This conformation change is apparently driven by a temperature-dependent phase transition of the membrane lipids. It has been found that this model accurately describes the data from diets including rat chow, low-fat, high-carbohydrate, and diets supplemented with fat, cholesterol or cholestyramine. The effects characterized by the model are consistent with the regulation of HMG-CoA reductase by enzyme-lipid interactions.

There is conflicting data on the effects of statins on cerebral vasospasm and clinical outcomes in aneurysmal subarachnoid hemorrhage (aSAH) patients. In this retrospective cohort study, patients were divided into those who received pravastatin (PRAV group) 40mg/d and those who did not (NP group). Data were analyzed using multivariate logistic regression. Eighty-one patients met inclusion criteria. There was a statistically significant decreased in the incidence of vasospasm in the PRAV group; however, this association did not retain significance after adjusting for WFNS, race, elevated WBC, and clipping (59% PRAV vs. 88% NP, p=0.08). There was no statistically significant difference in proportion of severe radiological vasospasm or mortality between groups. However, there was a trend towards a decreased mean length of stay (P=0.06) and a significantly higher proportion of survivors discharged to home in the PRAV group (P<0.0001). In conclusion, there was a trend towards a decrease in the incidence of vasospasm in the aSAH receiving pravastatin, but this trend did not achieve statistical significance after adjusting for potential confounders. Pravastatin was associated with other favorable clinical outcomes.

In the eukaryotic nucleus, an immense length of DNA is compactly packaged to generate an ordered three-dimensional hierarchical structure called chromatin (van Holde, 1988; Wolffe, A.P, 1998). This organization forms a template for various DNA transaction processes like replication, transcription, recombination etc. The different stages of organization of the chromatin finally results in the 10,000-fold compaction observed in the metaphase chromosome. The problem of how the fibres of chromatin are folded has interested biologists and biochemists for decades. It has long been recognized that the Histones play a major part in this folding. However, the distinctly different roles of the Histones H2A, H2B, H3 and H4 on one hand and the lysine rich Histones such as Histone H1 and its cognates on the other, were not understood until after the discovery of the nucleosomes in the early 1970s. Some of the early insights into the structure of chromatin came through the digestion of nuclear chromatin with calcium-dependent endonucleases like micrococcal nuclease. A repeating kinetic intermediate of about 200 bp of DNA with Histones was obtained (Simpson, 1978). Based on repeating pattern of micrococcal nuclease digested chromatin and structural studies, Kornberg (1974) proposed that chromatin is composed of a flexible chain of repeating units of 100 A0 diameter. These units were termed as "nucleosomes" (Oudet et al, 1975). It then became clear that the Histones H2A, H2B, H3 and H4 were constituents of the nucleosome core particle whereas the lysine rich Histone H1 was somehow associated with the linker DNA between core particles. Hence, the formers are called core Histones and the latter as linker Histones. On further digestion of nucleosome, a nucleosome core was obtained in which wrapping of 146 bp of DNA about the Histone octamer to form the core particle provided the first level of folding. Electron microscopy and X-ray diffraction techniques suggested that this particle is a disk, 57 A0 thick and 110 A0 in diameter, and that the DNA is wound around the Histone core (Finch et al, 1977), But this cannot account for the many thousand-fold condensation of the DNA in the eukaryotic nucleus. The "string of beads" structure observed obviously could not satisfy the compaction requirement. It soon became evident that there exists some level of higher order folding of the chromatin fiber. In a classical paper, Finch and Klug (1976), showed that the extended nucleosomal filaments condense into irregular fibers of about 30 nm diameter in the presence of low concentrations of Mg 2+. Based on the data from earlier structural studies, these authors proposed a solenoid model in which nucleosomes were wrapped into a regular helix with a pitch of about 11nm. Later, it was observed that the formation of well defined fibers requires the presence of lysine rich Histones such as Histone H1.

Chez les organismes pluricellulaires, la prolifération, la différenciation ou encore la<br />mort des cellules reposent en partie sur l'activation et la répression de gènes spécifiques. Les<br />profils d'expressions géniques ainsi mis en place sont maintenus d'une génération cellulaire à<br />l'autre par des mécanismes épigénétiques stables qui altèrent la structure de la chromatine au<br />niveau des gènes cibles. Les protéines des groupes Polycomb (PcG) et Trithorax (TrxG)<br />établissent une mémoire cellulaire au cours des mitoses en maintenant l'état transcriptionnel<br />de nombreux gènes par une réorganisation de la structure chromatinienne. Les protéines PcG<br />maintiennent la répression des gènes cibles en créant des domaines chromatiniens compacts<br />où l'ADN est peu accessible. Les protéines TrxG assurent le maintien de l'activation des gènes<br />en bloquant la propagation des complexes PcG et en déplaçant les nucléosomes. Chez la<br />drosophile, ces protéines agissent au sein de complexes multimèriques qui se lient à la<br />chromatine au niveau de modules communs appelés modules de mémoire cellulaire (CMM).<br />Les PcG et TrxG régulent l'expression de nombreux gènes dont les plus étudiés sont les gènes<br />homéotiques. Aujourd'hui, si les différents acteurs de la mémoire cellulaire commencent à<br />être bien connus, plusieurs questions restent posées. Quels sont les moyens de recruter<br />spécifiquement les PcG et TrxG sur leurs cibles ? Quels sont les mécanismes moléculaires qui<br />permettent le maintien de cette mémoire ? Quels sont les gènes cibles ? Est-ce que les<br />mécanismes d'action que nous étudions au niveau des gènes homéotiques sont communs à<br />l'ensemble des gènes régulés par les PcG et TrxG ?<br />Notre équipe travaille sur une protéine à boîte HMG de drosophile : DSP1 (Dorsal<br />Switch Protein 1). L'étude d'un mutant nul dsp11 a montré que la protéine intervient dans la<br />régulation des gènes homéotiques. Par ailleurs, des études d'interactions génétiques et des<br />expériences de digestion à la DNase I montrent que DSP1 est un facteur de remodelage de la<br />chromatine qui agit suivant le locus considéré en synergie avec les protéines des groupes PcG<br />ou TrxG. DSP1 fait donc partie des protéines qui participent à la mémoire cellulaire.<br />Le travail de thèse que nous présentons ici a pour objectif la recherche des gènes cibles<br />de DSP1 et du rôle de cette protéine dans la régulation de l'expression de ces gènes. Nous<br />avons identifié des cibles préférentielles de DSP1 sur l'ensemble du génome par la technique<br />d'immunoprécipitation de la chromatine pontée (ChIP). Nous avons étudié le rôle de DSP1<br />sur l'une de ces cibles, le CMM Fab-7 dont l'activité régule le gène homéotique<br />Ultrabithorax. Au cours de cette étude nous montrons par des expériences de transgenèse que<br />DSP1 est indispensable au fonctionnement du CMM. Le recrutement des protéines PcG et<br />TrxG sur les CMM reste mal connu. La fixation de DSP1 sur le CMM Fab-7 est essentielle au<br />recrutement des PcG. Ainsi nous montrons pour la première fois que DSP1 est un recruteur<br />précoce de ces protéines suivant le locus considéré au cours de l'embryogenèse. Au contraire,<br />nous montrons que DSP1 intervient tardivement dans l'activation du gène homéotique Sex<br />combs reduced. Dans ce cas, la protéine n'est essentielle qu'au cours de la vie larvaire. Enfin,<br />nous montrons que DSP1 régule l'expression du gène de segmentation knirps et est impliquée<br />dans l'établissement de son profil d'expression plutôt que dans son maintien.<br />161<br />Les protéines des groupes Polycomb (PcG) et Trithorax (TrxG) établissent une<br />mémoire cellulaire en maintenant l'état transcriptionnel de nombreux gènes par un<br />remodelage de la chromatine. Chez la drosophile, ces protéines agissent au sein de complexes<br />multimériques qui se lient à des unités fonctionnelles appelées Modules de Mémoire<br />Cellulaire (CMM). Quels sont les gènes cibles des protéines PcG/TrxG ? Quels sont les<br />moyens de recruter spécifiquement ces protéines ? Sont deux questions auxquelles nous avons<br />voulu répondre. Notre équipe travaille sur une protéine à boîtes HMG de drosophile : DSP1.<br />L'objectif du travail que nous présentons ici est de rechercher des gènes cibles de DSP1 et son<br />rôle dans la régulation de l'expression de ces gènes. Plusieurs cibles ont été identifiées par la<br />technique d'immunoprécipitation de la chromatine pontée (ChIP). Nous avons étudié le rôle<br />de DSP1 sur le CMM Fab-7 qui régule le gène Ultrabithorax. Nous montrons par des<br />expériences de transgenèse que la fixation de DSP1 est indispensable à l'activité du CMM.<br />Par ailleurs, nous montrons pour la première fois que DSP1 est un recruteur précoce des<br />protéines PcG. Nous montrons également que DSP1 intervient en tant que protéine du groupe<br />TrxG dans l'activation du gène Sex combs reduced. Dans ce cas, DSP1 est essentielle au cours<br />de la vie larvaire. Enfin, nous montrons que DSP1 régule l'expression du gène knirps et<br />participe à l'établissement de son profil d'expression plutôt qu'à son maintien.