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

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

Staphylococcus xylosus est une bactérie ubiquitaire, commensale de la peau et des muqueuses de l'homme et des animaux. C'est un des principaux ferments utilisé en salaison. Ses propriétés technologiques étaient bien connues mais peu de données génétiques sur cette espèce étaient disponibles. Nous avons établi la première carte physique et génétique de la souche modèle S. xylosus C2a. Cette carte nous a permis d'avoir une estimation de la taille (2,89 Mb) et de l'organisation globale d'un chromosome de S. xylosus. Au sein de cette espèce, nous avons montré qu'il existait une grande diversité, tant au niveau des caractères phénotypiques (métabolisme des sucres, formation de colonies géantes) que génotypiques (profils génomiques, taille du chromosome). Nous avons étudié, par hybridation soustractive, la diversité du contenu génétique de souches de diverses origines. Le génome de la souche C2a a été soustrait à ceux d'un ferment et de deux souches isolées d'infections opportunistes. Au total, 78 kb de séquences d'ADN ont été identifiés, la majorité correspondant à des gènes du métabolisme. La distribution de ces fragments souchesspécifiques au sein de l'espèce S. xylosus révèle deux groupes dont un composé des souches présentant un risque potentiel. Ces fragments pourraient être utilisés dans des études épidémiologiques. La région de l'oriC est une zone d'insertion privilégiée de ces fragments sur les chromosomes de S. xylosus. Elle permet l'acquisition de matériel génétique important pour son adaptation à différentes niches écologiques. Le séquençage de cette zone chez différentes souches permettra d'évaluer la plasticité des génomes de S. xylosus.

Spiroplasma citri est une bactérie phytopathogène transmise par la cicadelle Circuliferhaematoceps. L'absence de symptômes malgré la multiplication de S. citri dans l'hémolymphe, suggèreque le système immunitaire joue un rôle important dans la tolérance de la cicadelle vis-à-vis duspiroplasme.Le but de cette thèse a donc été d'étudier la réponse immunitaire de C. haematoceps aucours de l'infection par S. citri.Notre étude sur le système immunitaire de la cicadelle a montré la présence dans le plasma d'uneactivité antibactérienne et d'une activité phénoloxidase. Parmi les principaux types d'hémocytes unephagocytose des bactéries par les granulocytes et les plasmatocytes a été observée. Les gènessusceptibles d'être impliqués dans ces processus ont été recherchés par une approche par hybridationsoustractive. De manière étonnante, aucun gènes codant des récepteurs ni d'effecteurs connus del'immunité n'ont été identifiés. En revanche certains gènes (23 en tout) codent des protéines ayantpotentiellement un rôle immunitaire. Six de ces 23 gènes ont été retenus pour suivre leur expressionau temps précoce d'une infection bactérienne. Les résultats ont montré que les gènes codantI'Hexamérine, la DDBPl et la Thiorédoxine peroxydase étaient surexprimés lors de l'infection par 5.citri. Une approche fonctionnelle d'interférence par ARN a montré d'une part que I'Hexamérine étaitimpliquée dans l'activité phénoloxidase et d'autre part qu'elle jouait un rôle important dans la surviede C. haematococeps au cours de l'infection par 5. citri. En parallèle, le suivi de l'activité phénoloxidaseet de la phagocytose au cours de l'infection a montré que 5. citri était capable de s'adapter à laréponse immunitaire de l'insecte et d'y échapper. Ces résultats rejoignent ceux obtenus chez ladrosophile concernant S. poulsonii. / Spirop/asma citri is phytopathogenic bacteria transmitted by the leafhopper Circuliferhaematoceps. The absence of symptoms despite the multiplication of S. citri in the hemolymph,suggests that the immune system plays an important role in the tolerance of the leafhopper towardsthe spiroplasma infection. The purpose of this thesis was to study the immune response of C.haematoceps during the infection by 5. citri.The characterization of the immune system of the leafhopper showed that an antibacterial activity anda phenoloxidase activity were present in the plasma. The main types of hemocytes were identified.Among them, granulocytes and plasmatocytes are capable to phagocyte bacteria. The genes involvedin these immune processes were searched using subtractive hybridization method. lnterestingly, noneof the genes known to encode receptors or effectors of the immune system were identified. On theother hand 23 putative immune genes were identified. Six of these genes were retained to follow theirexpression in the early time of a bacterial infection. The results showed that the genes encodingHexamerin, DDBPl and Thioredoxin peroxidase were up-regulated during the infection by 5. citri. Afunctional approach by gene silencing showed that Hexamerin was involved in the phenoloxidaseactivity and played an important role in the survival of C. haematoceps during the infection by S. citri.Finally, the follow-up of the phenoloxidase activity and phagocytosis by hemocytes showed anadaptation and an evasion of S. citri from the immune response of the insect, according to the resultsobtained for 5. pou/sonii-infected drosophila.Keywords : 5piroplasma citri, phenoloxidase, phagocytosis, hemocytes, gene silencing, Hexamerine,subtractive hybridization.

Notre objectif est d'identifier un gène muté responsable d'une forme familiale de bloc de conduction cardiaque. Cette maladie, à transmission autosomique dominante, a été localisée sur le chromosome 19q13.3 dans un intervalle de 10 cM. L'étude de liaison nous a permis de réduire l'intervalle à 7 cM. Par l'approche de gènes candidats nous avons cherché des mutations dans les parties codantes de 9 gènes, mais aucune anomalie n'a été identifiée. Les données du séquençage du génome humain montrent qu'il y a plus de 100 gènes dans cet intervalle. Nous avons donc entrepris l'approche de la RDA (Representational Difference Analysis) afin de sélectionner les gènes spécifiquement exprimés dans les voies de conduction cardiaque, en supposant que le gène responsable de la maladie est exprimé spécifiquement dans ce tissu. Ce travail nécessite l'extraction spécifique des transcrits des voies de conduction cardiaque (impossible chez l'homme). Nous avons donc choisi de travailler sur le coeur de bovin. Nous avons réalisé toutes les étapes jusqu'à l'obtention des clones. Après séquençage et tri informatique, nous avons obtenus une quarantaine de clones correspondants seulement à une quinzaine de gènes dont la fonction et la localisation chromosomique sur le génome humain est connue. Nous avons vérifié la spécificité tissulaire par RT-PCR et la localisation cellulaire des transcrits spécifiques est testée par l'hybridation In Situ, en cours d'optimisation. En parallèle, nous avons localisé le syndrome de Kartagener lié à l'X en Xq21-q24 chez une famille française à un intervalle de 34 cM, et nous avons exclu deux gènes MID2 et AKAP28 comme gènes candidats.

Notre travail qui sinscrit dans le cadre général de létude du développement embryonnaire de Phaseolus a pour objectif principal disoler et de caractériser des gènes différemment exprimés chez les embryons en voie davortement, et donc nécessaires au développment normal des embryons. Des embryons en cours de dégénérescence issus des hybridations interspécifiques et de la mutagenèse induite ont été analysés. Des ADNc différemment exprimés chez ces embryons ont été identifiés par les techniques de lHybridation Soustractive Suppressive (HSS) et de la dot blot. Les hybridations interspécifiques ont été réalisées entre lespèce P. vulgaris L. utilisée comme parent mâle et les espèces P. coccineus L. et P. polyanthus Greenm. utilisées comme parents femelles (formes sauvages et cultivées). La mutagenèse induite à lEthyl Méthyl Sulfonate (EMS) a été appliquée sur le génotype BAT93 de P. vulgaris, une variété améliorée du CIAT. Dans les croisements P. coccineus x P. vulgaris, 938 hybridations ont été effectuées et le taux de gousses avortées au-delà de 8 JAP est denviron 12%. Quatre gousses supposées hybrides ont été obtenues. Pour les croisements P. polyanthus x P. vulgaris, 733 hybridations ont été réalisées. Le taux de gousses avortées au-delà de 8 JAP est denviron 18% et une seule gousse supposée hybride a été produite. Les caractères hybrides dune plante de chacune des deux combinaisons interspécifiques ont été mis en évidence au moyen de caractères morphologiques des fleurs et des graines, mais aussi grâce à lutilisation dun marqueur moléculaire, le microsatellite BM160. La mise en évidence et la caractérisation des embryons en voie davortement ont été effectuées à partir de matériels issus des hybridations interspécifiques et de la mutagenèse à lEthyl Méthyl Sulfonate (EMS). Les observations, faites sur des embryons extraits et sur des coupes histologiques dovules, révèlent des malformations au niveau du suspenseur et des cotylédons et des retards de croissance. Les plantes issues de la mutagenèse et produisant des graines avortant avant la maturité ont été croisées avec des plantes normales. Lanalyse de la F2 effectuée sur 96 plantes révèle une proportion mendélienne 3:1 de plantes avec des graines normales et de plantes avec graines qui avortent. Ce résultat suggère un contrôle du caractère « avortement des graines » par une paire dallèles récessifs. La technique de lHSS a permis disoler des fragments dADNs complémentaires différemment exprimés dans les graines en voie davortement. Lanalyse des séquences de ces ADNs complémentaires montre quils codent pour plusieurs protéines intervenant dans les développements cellulaire et embryonnaire. Les principales protéines sont le cytochrome P450, la myo-inositol 1-phosphate synthase, la peroxydase cationique, le voltage-dependent anion channel et la sucrose synthase. A lexception du cytochrome P450, les niveaux dexpression des autres gènes sont plus faibles dans les graines en voie davortement issues de la mutagenèse par rapport aux graines normales. The main objective of this study was to isolate and to characterize cDNAs differentially expressed in Phaseolus degenerating embryos. Aborting embryos from interspecific hybridizations and induced mutation were analysed. cDNAs differentially expressed in these embryos were isolated using the Suppressive Subtractive Hybridization (SSH) and the dot blot techniques. The interspecific hybridizations were performed between P. vulgaris L. used as male parent and P. coccineus L. and P. polyanthus Greenm. used as female parents (wild and cultivated forms). The induced mutation was performed whith Ethyl Methyl Sulfonate (EMS) applied on the genotype BAT93 of P. vulgaris, a breeding line from CIAT. A total number of 938 crosses P. coccineus x P. vulgaris and 733 crosses P. polyanthus x P. vulgaris were carried out. In the crosses P. coccineus x P. vulgaris, the rate of pod abortion after 8 days after pollination (DAP) is 12%. Four putative hybrid pods were obtained. The rate of pod abortion after 8 DAP in the crosses P. polyanthus x P. vulgaris is 18% and one putative hybrid pod was produced. The hybrid nature of one plant from each interspecific combination was confirmed using morphological characters of flowers and seeds and molecular marker (microsatellite BM160). The isolation and the characterization of degenerating embryos were realised with materials from interspecific hybridizations and from chemical mutagenesis with EMS. The observations of these two materials revealed abnormalities mainly in suspensor and cotyledons; and the embryos failed to grow normally. Plants from mutagenesis which produce degenerating seeds were crossed with normal plants. Genetic analysis on 96 F2 plants revealed a 3:1 Mendel ratio of plants with normal seeds and plants with degenerating seeds. This result suggests the control of the seed abortion trait by a single recessive gene. The SSH technique was used to isolate cDNAs fragments differentially expressed in aborting seeds. Analysis of the cDNAs sequences revealed that these cDNAs encode for proteins involved in cellular and embryonic development. The main proteins are cytochrome P450, myo-inositol 1-phosphate synthase, cationic peroxidase, voltage-dependent anion channel and sucrose synthase. All the genes showed a reduction of their expression in developing seeds of the mutagenized plants, compared to those observed in wild-type plants.

Le groupe ‘M. mycoides’ constitue une branche phylogénétique homogène des mycoplasmes regroupant 6 taxons pathogènes des ruminants, responsables pour la plupart de maladies inscrites sur la liste de l’OIE. L’identification taxinomique sur laquelle repose le diagnostic reste délicate à cause de réactions antigéniques et génétiques croisées et d’un manque d’universalité intra-taxon des PCR, notamment pour les taxons Mcc, MmmLC et Mbg7. Une approche par hybridation soustractive sélective a été développée pour 1) appréhender les différences moléculaires entre ces 3 taxons ; 2) analyser globalement la diversité au sein du groupe ‘M. mycoides’ et 3) rechercher de nouveaux marqueurs d’intérêt diagnostique. Nos résultats montrent un important partage de séquences entre ces taxons, MmmLC et Mcc étant très polymorphes par rapport à Mbg7, plus homogène et qui représente une sorte de chimère entre les taxons Mcc et MmmSC. Nos données nous ont permis de développer un test PCR spécifique pour Mcc mais la diversité génétique du groupe ‘M. mycoides’ dépasse les frontières entre taxons rendant difficile et peu pertinente l’identification taxinomique. Un typage des souches en fonction de la virulence indépendamment de l’espèce serait l’approche diagnostique alternative. La faisabilité d’une telle approche a été explorée dans le cas du taxon MmmLC mais aucun critère susceptible de différencier les souches issues de foyers de celles issues de portage dans des troupeaux sans antécédent clinique n’a pu être mis en évidence. Ce continuum génétique entre souches, probablement lié à des transferts génétiques horizontaux, imposera à l’avenir une surveillance globalisée des mycoplasmoses / The ‘M. mycoides’ cluster, a homogenous phylogenetic branch of the Mollicutes, includes 6 taxa which are responsible for diseases in ruminants, most of which are listed by the OIE. Their taxonomic identification, on which current diagnosis is based, is impaired by antigenic and genetic cross-reactivity and by the lack of a universal, intra-taxon PCR assay, especially for the Mcc, MmmLC and Mbg7 taxa. A suppression subtractive hybridization approach was developed to: 1) define molecular differences between these 3 taxa; 2) analyze the overall genetic diversity within the ‘M. mycoides’ cluster and 3) search for new markers useful for diagnosis. Results obtained here showed that several sequences are shared across taxa, with Mcc and MmmLC being very polymorphic compared to Mbg7 which is more homogeneous, representing a sort of chimera between Mcc and MmmLC. From these analyses, a specific PCR assay was designed for Mcc identification but, because of the genetic diversity existing within the ‘M. mycoides’, the taxonomic identification of new strain appears less and less relevant. Instead, regardless of their species, strain typing on the basis of their virulence would offer an alternative approach for diagnosis. We assessed this type of approach for the MmmLC taxon but so far, our attempts to uncover markers that would distinguish pathogenic strains from carrier strains, isolated from herds with no clinical history, have failed. The genetic continuum observed between strains is remnant of horizontal gene transfers and imposes the development of a more global approach for mycoplasmosis surveillance

Chez les végétaux supérieurs, lembryogenèse est une phase clé du développement au cours de laquelle lembryon établit les principales structures de la future plante. La compréhension des processus moléculaires et physiologiques menant à la formation de la graine est donc dun intérêt agronomique majeur. Chez Phaseolus la caractérisation moléculaire de lembryogenèse permet de mieux comprendre les mécanismes du développement embryonnaire et de son dysfonctionnement observé chez les hybrides interspécifiques. Cette thèse sinscrit dans ce cadre et vise à identifier et caractériser des gènes clés impliqués dans le développement de l'embryon chez Phaseolus. Des hybridations interspécifiques ont été réalisées entre lespèce P.vulgaris L. (cultivar NI637) utilisée comme parent mâle et lespèce P. coccineus L. (cultivar NI16) utilisée comme parent femelle. Des analyses ont aussi été effectuées sur un mutant obtenu par mutagenèse chimique à l'EMS (Ethyl Méthyl Sulfonate) de graines de la variété BAT93 de P.vulgaris. Une étude histologique comparative a permis de suivre la dynamique de lembryogenèse du haricot commun à partir dembryons prélevés 3 à 12 jours après la pollinisation et provenant de plantes normales et déficients dans la production de graines. Les embryons de P. vulgaris se développent plus rapidement par rapport à ceux issus du mutant EMS. Ces derniers présentent des anomalies au niveau de lembryon et du suspenseur. La caractérisation fonctionnelle de deux gènes candidats MIPS (myo-inositol phosphate synthase) et Sus (sucrose synthase) a été réalisée par RT-PCR quantitative et hybridation in situ suite à une étude spatio-temporelle dexpression de ces deux gènes candidats au cours de développement embryonnaire chez Phaseolus. Lanalyse du profil dexpression de ces deux gènes montre quils sont exprimés différemment au niveau des tissus de lembryon et du suspenseur. Lanalyse in silico nous a permis de sélectionner 22 gènes candidats dont nous avons vérifié l'expression au cours de développement de la graine chez Phaseolus. Des variations au niveau de la méthylation de lADN ont été déterminées chez les hybrides interspécifiques comparativement à leurs parents. La technique de lHSS a permis disoler des fragments dADNs complémentaires différemment exprimés au cours de développement de la graine chez Phaseolus. Lanalyse des séquences de ces ADNs complémentaires montre quils codent pour plusieurs protéines intervenant dans le développement cellulaire et embryonnaire, en particulier le "storage protein activator" (SPA), le "pentatricopeptide repeat-containing protein" (PPR) et lacetyl-CoA carboxylase (ACCase). La caractérisation de ces différents gènes exprimés au cours du développement de la graine, fournit de nouveaux outils susceptibles de mettre en évidence des mécanismes de dysfonctionnement embryonnaire chez le genre Phaseolus.