L‘objectif général du présent travail est la conception et le développement d‘un procédé original de culture de microalgues pour la production à grande échelle d‘huiles végétales à faible coût pour le marché du biodiesel. Une procédure multicritères de sélection de souches a d‘abord été mise au point afin d‘identifier la souche la plus susceptible de répondre favorablement aux paramètres du procédé préalablement déterminés. Cette procédure permet d‘inclure un grand nombre de critères et de considérer l‘importance relative de chacun de ces critères dans le pointage final accordé aux souches présélectionnées. Elle peut aussi être transposée à d‘autres contextes techniques et géographiques pour la sélection de souches destinées à diverses applications commerciales. Par la suite, l‘évaluation de la croissance et de la productivité lipidique de la souche sélectionnée a été effectuée au laboratoire, en mode nutritionnel mixotrophe, en présence d‘un important coproduit de l‘industrie laitière : le perméat de lactosérum. Le profil lipidique de la souche privilégiée, ainsi que sa capacité à hydrolyser le lactose, mise au jour pour la première fois, ont permis de démontrer le potentiel du procédé. Une méthode de suivi de consommation et d‘hydrolyse du lactose contenu dans le perméat de lactosérum a été développée par l‘intermédiaire de la technologie « spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier » couplée à une sonde externe avec « prisme à réflectance totale atténuée » (FT-IR/ATR) ainsi que la conception de modèles univariés et multivariés de type « régression des moindres carrés partiels (PLS) ». Ce type de modèle est plus précis que ceux déjà existants pour le suivi des sucres dissous par la méthode infrarouge car l'utilisation de régressions PLS permet de tenir compte du phénomène d‘additivité des spectres lorsque différents analytes pouvant absorber dans une même région du spectre sont présents dans la solution. De plus la méthode développée permet d‘envisager un suivi in situ de la consommation des sucres dans une culture de microorganismes à l‘échelle industrielle. La méthode des surfaces de réponse (RSM) a ensuite été utilisée afin d‘optimiser les conditions de pH et de densité de biomasse permettant de provoquer une accumulation de lipides à l‘intérieur de cultures de microalgues carencées en azote. Des modèles prédictifs ont été construits pour trois souches différentes et ce en modes nutritifs photoautotrophe et hétérotrophe. Ces travaux ont permis de démontrer l‘existence d‘une interaction entre ces deux facteurs. De plus, certaines différences spécifiques ont pu être mises en évidence en comparant les réponses entre les souches. À la lumière des résultats obtenus, certains paramètres d‘optimisation devront être considérés dans le cadre d‘un procédé de production de biomasse microalgale oléagineuse en deux phases; la première phase permettant d‘obtenir une productivité en biomasse maximale par une stratégie d‘augmentation du taux d‘hydrolyse du lactose; la seconde phase permettant une accumulation de lipides grâce à l‘imposition de conditions environnementales spécifiques. L‘augmentation des connaissances disponibles sur les microalgues ainsi que l‘amélioration et la standardisation des techniques de génie génétique nous permettront d‘aborder ces problématiques d‘un point de vue différent dans le futur.

Thèse de doctorat : Physiologie et biologie des organismes : Strasbourg 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 14 p.

Thèse--Sc. nat.--Strasbourg I, 1973. / Bibliogr. p. 97-103. Résumés en anglais et en allemand.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2001. / Comprend du texte en français et en anglais. Bibliogr.: f. 80-87. Publié aussi en version électronique.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / Les biodiesels, des carburants renouvelables d'origine biologique obtenus par transestérification des huiles, sont considérés comme des alternatives plus respectueuses de l'environnement en comparaison aux diesels pétroliers. Leur combustion génère moins d'émissions de monoxyde de carbone, de dioxyde de soufre et d'hydrocarbures imbrûlés que les diesels. Cependant, malgré leurs avantages, les biodiesels présentent une viscosité élevée entraînant des problèmes d'atomisation, une faible stabilité à l'oxydation, une mauvaise performance à basse température et des émissions plus importantes d'oxydes d'azote. L'objectif de ce projet de maîtrise était d'optimiser le profil lipidique de la levure oléagineuse *Yarrowia lipolytica* grâce à la biologie synthétique pour produire des biodiesels aux propriétés améliorées. Les mutants construits durant cette étude ont montré une augmentation des titres lipidiques et ont généré des profils lipidiques plus insaturés. À l'aide de modèles mathématiques basés sur la longueur et l'insaturation des lipides, les propriétés des biodiesels produits à partir de ces mutants ont été prédites, révélant des biodiesels améliorés avec une viscosité réduite et une opérabilité à des températures sous 0 °C. D'ailleurs, ce travail a abouti à l'amélioration de l'efficacité de l'édition génétique par CRISPR-Cas9 chez *Y. lipolytica* par le développement du promoteur synthétique p*TEF*(-41-406)-Kozak pour l'expression de l'endonucléase Cas9. De plus, nous avons optimisé les conditions de croissance de la levure pour une surproduction de lipides en utilisant un plan factoriel. Pour ce dernier, nous avons développé et standardisé une méthode de quantification des lipides à haut débit basée sur la fluorescence du rouge de Nil. Les essais d'optimisation ont révélé qu'un ratio C/N de 61 est optimal pour obtenir le meilleur rendement lipidique en culture. Ces travaux contribuent à faire avancer la recherche sur les biodiesels provenant des levures oléagineuses en tant que remplacement aux diesels et à l'avancement des connaissances sur les lipides microbiens. / Biodiesels are renewable fuels of biological origin obtained by transesterification of oils and are considered more environmentally-friendly alternatives to petroleum-based diesels. Their combustion generates fewer emissions of carbon monoxide, sulfur dioxide and unburned hydrocarbons than diesels. However, despite their advantages, biodiesels have a high viscosity leading to atomization problems, a poor oxidation stability, a poor low-temperature performance and higher emissions of nitrogen oxides. The aim of this project was to optimize the lipid profile of the oleaginous yeast *Yarrowia lipolytica* using synthetic biology to produce biodiesels with improved properties. The mutants constructed during this study showed an increase in lipid titers and generated more unsaturated lipid profiles. Using mathematical models based on lipid length and unsaturation, the properties of biodiesels produced from these mutants were predicted, revealing improved biodiesels with reduced viscosity and better operability at temperatures below 0°C. Moreover, this work led to the improvement of the efficiency of CRISPR-Cas9 gene editing in *Y. lipolytica* through the development of the synthetic promoter p*TEF*(-41-406)-Kozak for the expression of the Cas9 endonuclease. In addition, we optimized yeast growth conditions for lipid overproduction using a factorial design. For the latter, we developed and standardized a high-throughput lipid quantification method based on Nile Red fluorescence. Optimization trials revealed that a C/N ratio of 61 is optimal for obtaining the best lipid yield in culture. This work contributes to advance research on biodiesels from oleaginous yeasts as a replacement for diesels, and to further the knowledge of microbial lipids.

Thèse (M.Sc.) -- Université Laval, 1997. / Bibliogr.: f. 118-137. Publié aussi en version électronique.

Les fibrates sont utilisés cliniquement pour traiter l'hypertriglycéridémie. Leurs actions sont médiées par le peroxisome proliferator activated receptor [alpha] (PPAR [alpha]), un récepteur nucléaire hautement exprimé dans le foie, qui régule l'expression des gènes impliqués dans la lipolyse, la [bêta]-oxydation et la synthèse des cétones.Les cétones, produites à partir de la dégradation des acides gras, sont des substrats énergétiques alternatifs pour le cerveau lorsque les concentrations de glucose diminuent. Lors du vieillissement, dans des cas de déclin cognitif ou de maladie d'Alzheimer, la captation du glucose par le cerveau diminue ce qui perturbe son homéostasie énergétique.Les cétones, en concentration plasmatique suffisante, pourraient pallier efficacement au manque énergétique cérébral. Le potentiel des fibrates à stimuler la production des cétones n'a jamais été étudié chez l'homme. Objectif. Évaluer la capacité des fibrates, des agents activateurs du PPAR[alpha], à stimuler la production des cétones chez les humains. Méthodes : Trois études ont été réalisées. La première étude (a) comparait les concentrations plasmatiques de cétones d'un groupe traité avec les fibrates avec un groupe témoin, non traité aux fibrates.Les deux autres études cliniques comparaient les concentrations de cétones à jeun et lors d'une journée métabolique de 6 heures avant et après (b) un traitement de 12 semaines avec le bezafibrate sur 10 personnes légèrement hypertriglycéridémiques et (c) l'arrêt d'un traitement au fénofibrate pour une période de 6 semaines, sur 10 personnes déjà sous médication au fénofibrate. Résultats : Dans les trois études, les concentrations plasmatiques de cétones à jeun n'ont pas été augmentées significativement par les fibrates. Dans les deux études cliniques, comme attendu, les fibrates ont diminué significativement les triglycérides. Par contre, les fibrates n'ont pas augmenté les concentrations de cétones à jeun ni aux différents temps de la journée. Cependant, après 12 semaines de traitement avec le bezafibrate, la réponse post prandiale des cétones, obtenue par l'aire sous la courbe des données normalisées par rapport aux concentrations à jeun, a été augmentée de 85%. Conclusion : La cétogenèse n'est pas stimulée par la prise d'un fibrate quand le contexte métabolique n'est pas favorable. Un besoin énergétique est nécessaire pour initier la cétogenèse mais la présence d'un fibrate aurait un certain potentiel pour favoriser cette voie métabolique. Perspectives : Le recrutement se poursuit pour mieux définir l'effet des fibrates sur les cétones et d'autres stratégies devront être mises de l'avant, comme la combinaison d'un fibrate avec un apport en substrats facilement oxydables, pour induire un état de cétose chronique afin de favoriser la captation des cétones par le cerveau.

Les lipides cationiques sont des molécules amphiphiles chargées positivement et couramment utilisées comme vecteur de transfection tant in vitro qu'in vivo avec une bonne efficacité. Cependant, la transfection in vivo par voie intraveineuse à l'aide de complexes lipides cationiques/ADN (lipoplexes) induit une réponse inflammatoire, attribuée à la présence de séquences CpG dans les plasmides transportés, et qui limite l'efficacité de transfection des complexes. Il a été montré dans notre laboratoire que la pré-injection de liposomes de diC14-amidine, un lipide cationique mis au point dans notre laboratoire, avant l'injection des lipoplexes diC14-amidine/ADN permettait d'augmenter l'efficacité de transfection tout en diminuant la production de TNF-¦Á dans le sérum [Elouahabi et al., 2003b]. Ce résultat suggérait une nouvelle propriété anti-inflammatoire de la diC14-amidine dans le cas d'une inflammation causée par les lipoplexes de diC14-amidine/ADN. Dans le présent travail, nous d¨¦montrons que les macrophages de la rate sont les principales cellules productrices de TNF-¦Á suite à l'injection intraveineuse des lipoplexes à des souris. Ces mêmes cellules sont également la principale cible des liposomes de diC14-amidine après injection intraveineuse. Nous avons dès lors centré notre étude sur ce type cellulaire, en utilisant une lignée établie de macrophages murins. Nos résultats ont permis de confirmer la capacité des liposomes de diC14-amidine à inhiber la sécrétion des cytokines pro-inflammatoires induites par des séquences CpG, des lipopolysaccharides ou des poly(I :C). Fait intéressant, la présence de sérum est indispensable à la propriété anti-inflammatoire des liposomes de diC14-amidine. Par fractionnement successifs des composants du sérum, nous avons pu montrer que seuls les phospholipides des lipoprotéines pouvaient conférer cette propriété aux liposomes de diC14-amidine.

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

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