Mémoire (M.Ed.)-- Université du Québec à Chicoutimi, 1993. / Résumé disponible sur Internet. CaQCU Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Texte remanié de: Diss.--Berlin--Technische Universität, 1994. / Bibliogr. p. 408-428.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2009. / Bibliogr.: f. [295]-304. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Mes travaux de recherche concernent la méthodologie expérimentale pour la Recherche en Informatique Centrée Humain (RICH). Il s’agit des domaines de la recherche en informatique qui intègrent des utilisateurs pour construire de la connaissance scientifique et des outils supports à cette recherche. A titre d’exemple, nous pouvons citer les domaines concernés comme le domaine des Systèmes d’Information (SI), de l’Ingénierie des Interfaces Homme-Machine (IIHM) ou celui des Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain (EIAH). Dans ces travaux de recherche se pose le problème du processus de conduite de la recherche et de la traçabilité des résultats et de la qualité des données. L’objectif de cette thèse est de proposer un processus de conduite de la recherche qui accompagne le chercheur tout au long de ce processus en lui fournissant des moyens pour intégrer des méthodes de production des données issues des sciences humaines et sociales et des outils pour garantir la traçabilité de ce processus. Cette méthode offre des outils conceptuels et techniques pour garantir la traçabilité du processus de conduite de la recherche. Elle porte le nom de THEDRE pour « Traceable Human Experiment Design Research ». Ce travail de formalisation d’un processus de conduite de la recherche a été une opportunité pour créer un langage de modélisation des processus de conduite de la recherche. La construction de ce langage et de cette méthode repose sur des expérimentations conduites depuis 2008 dans le domaine de la RICH. / My research focuses on the experimental methodology for research in human centered computer science (RICH). It concerns areas of informatics research that integrate users to build scientific knowledge and supporting tools for this research. As example, we can mention the fields concerned, such as the field of Human Computer Interface (HCI) or the Technology for Enhance Learning (TEL). The objective of this thesis is to propose a method which accompanies researchers in the integration of the methods of data production from the humanities and social sciences. In this research the problem of the traceability of the results and the quality of the data arises. This method provides conceptual and technical tools to ensure the traceability of the research conduct process. It is called THEDRE for "Traceable Human Experiment Design Research". This work of formalizing a process of conducting research has been an opportunity to create a modeling language for conducting research processes. The construction of this language and method relies on experiments carried out since 2008 in the field of RICH.

Notre laboratoire a développé une stratégie d'isolement de fragments d'anticorps recombinants à partir de primates non humains (Macaca fascicularis) immunisés, en utilisant la technologie des phages. Dans le cadre de cette thèse, une comparaison des séquences d'anticorps de macaques (Macaca Mulatta) et d'anticorps humains a toutefois montré que les anticorps des deux espèces présentent des différences qui rendent souhaitable une étape d'humanisation des anticorps de macaques. Cette stratégie a été utilisée dans le cadre du projet Européen AntiBotABE (www.antibotabe.com) et l'étape de criblage a été adaptée pour isoler des scFv neutralisant de façon croisée les toxines botuliques BoNT/B des sous-types B1 et B2, en utilisant séquentiellement l'holotoxine BoNT/B1 et un fragment recombinant représentant la région C-terminale de la chaîne lourde de BoNT/B2. Le meilleur scFv ciblant les régions C-terminales des chaînes lourdes de BoNT/B1 et BoNT/B2, B2-7, a montré une bonne capacité de neutralisation de BoNT/B1 et BoNT/B2 dans le test ex vivo de paralysie hémidiaphragmatique. Les régions charpentes du scFv B2-7 ont un pourcentage d'identité élevé (80 %) avec leurs homologues humains. Des scFv neutralisant BoNT/A1 en ciblant sa chaîne légère ont aussi été isolés, dont le scFv le plus efficace, 2H8, induit une diminution de 50% de l'activité endopeptidasique à une concentration correspondant à un rapport molaire 2H8/BoNT/A1 de 64000. Les régions charpentes de 2H8 ont également un pourcentage d'identité élevée (88%) avec leurs homologues humains. La versatilité de cette stratégie en fait un outil permettant l'isolement de nombreux autres fragments d'anticorps à visée thérapeutique. / Our laboratory has developed a strategy to isolate recombinant antibody fragments technology from immunized non human primates (Macaca fascicularis) by phage display. In the course of the present thesis, a comparison between macaque (Macaca mulatta) and human antibody sequences has demonstrated that antibodies of the two species are different. This difference makes the humanization of macaque antibodies desirable. The strategy was used in the framework of the European AntiBotABE project, and the screening was adapted to isolate antibody fragments cross neutralizing the B1 and B2 subtypes of botulinum B neurotoxin, by using sequentially the holotoxin BoNT/B1 and a recombinant fragment representing the C-terminal region of the heavy chain of BoNTB2. The best scFv targeting the C-terminal region of BoNT/B1 and BoNTB2 heavy chains, B2-7, demonstrated a high capacity to neutralize BoNT/B1 and BoNT/B2 in the ex vivo hemidiaphragmatic assay. A high identity (80%) between the framework regions of B2-7 and their human homologs was observed. ScFvs neutralizing BoNT/A1 by targeting its light chain were also isolated and among them, the scFv 2H8 induced a decrease of 50% in the endopeptidase activity at a concentration corresponding to a molar ratio of 2H8/BoNT/A1 of 64000. A high identity (88%) between the framework regions of 2H8 and their human homologs was also observed. Our strategy can be used to isolate other therapeutic antibody fragments.

Cette thèse étudie les causes de l’essoufflement de la croissance des pays Sud méditerranéens en les comparants aux pays asiatiques. Cette comparaison a été faite à travers l’analyse des politiques industrielles et éducatives menées, ainsi qu’à travers la dimension institutionnelle. On a également essayé d’analyser les facteurs économiques et sociaux qui ont probablement contribué à déclencher les révoltes dans ces pays. Nos résultats empiriques ont montré que la qualité des institutions est un déterminant pertinent des différences de croissance. Ils ont également montré que c’est la Tunisie qui a réuni les facteurs nécessaires pour que cette révolution soit réalisée. Le degré de développement de la société civile- mesuré par les taux de participation de la femme à la vie active et d’utilisation d’Internet- semble jouer un rôle important dans le déclenchement de ces révoltes, et ceci dans un contexte de taux de chômage élevé, d’inégalités de revenus et de faible niveau de démocratie. / The thesis investigates the causes of growth weakening in southern Mediterranean countries in comparison with Asian countries through industrial and educational policies analysis, as well as through the institutional dimension. It also attempts to analyze the economic and social factors that may have contributed to triggering the revolts experienced by these countries. The main results of this research are: First, the quality of institutions is a relevant determinant of growth differences between countries. Second, Tunisia is the country that gathered together the most necessary elements for this revolution to be achieved. Third, it is found out that the degree of development of civil society as measured by the participation rate of women in the workforce as well as the rate of Internet use played an important role in triggering these revolts. This result is achieved in an environment featured by high levels of unemployment, income inequality, and low levels of democracy.

Les interactions protéine-ligand interviennent dans de nombreux processus biochimiques et permettent notamment à certaines protéines sanguines d’assurer leur rôle de transport. Parmi ces protéines figurent notamment l’albumine, protéine la plus abondante du plasma, ou l’apolipoprotéine A1 (ApoA1), majoritaire au sein des lipoprotéines de haute densité (HDL). Dans un contexte diabétique, la glycation des protéines induit des modifications structurales affectant ainsi leur potentiel d’interaction.Le premier objectif de ce travail de thèse visait à déterminer l’impact de la glycation de l’albumine sur sa liaison au liraglutide, un médicament de plus en plus utilisé dans le traitement du diabète de type 2. Ensuite, la seconde partie de ce travail a consisté en la production d’une ApoA1 humaine recombinante fonctionnelle afin d’étudier ses propriétés d’interaction, sous forme libre ou associée aux phospholipides. La technique RMN (résonance magnétique nucléaire) a été utilisée sur les protéines préalablement marquées au fluor (pour le liraglutide) ou aux isotopes stables 13C/15N (pour l’ApoA1). La titration microcalorimétrique isotherme (ITC), méthode complémentaire à la RMN a été appliquée pour l’étude des interactions avec l’avantage de ne nécessiter aucun marquage. Différentes stratégies de clonage ont été explorées pour la surexpression de l’ApoA1 en bactérie Clearcoli.Les résultats obtenus démontrent une altération de l’affinité de l’albumine pour le liraglutide in vitro et in vivo, dépendante du degré de glycation. Ces résultats, enrichis d’une analyse lipidomique et peptidique, permettent d’expliquer les observations cliniques concernant la baisse de l’efficacité de médicaments liant l’albumine chez les patients ayant un diabète mal contrôlé. Concernant l’ApoA1, le choix de l’étiquette de fusion reste à optimiser, mais sa surexpression de manière soluble et abondante a été obtenue pour l’ApoA1 marquée et non marquée. / Protein-ligand interactions are involved in many biochemical processes. They are notably implicated in the role of transporter proteins in blood. Albumin, the most abundant plasma protein, and apolipoprotein A1 (ApoA1), which is the main component of high-density lipoprotein (HDL) belong to this class of proteins. In the context of diabetes, proteins are altered by glycation which leads to structural modifications and potentially affect their interactions.The first objective of this work was to determine the impact of albumin glycation on its binding to liraglutide, a drug increasingly used in the treatment of type 2 diabetes. Then, the second part of this work involved the production of recombinant functional human ApoA1 in order to study its interaction properties, in its lipid-free form or associated with phospholipids. The NMR (nuclear magnetic resonance) technique has been used on proteins previously labeled with fluorine (for liraglutide) or stable 13C/15N isotopes (for ApoA1). In addition, isothermal titration microcalorimetry (ITC), has been applied to the study of interactions with the advantage of not requiring any labeling. Various cloning strategies have been explored for the overexpression of ApoA1 in Clearcoli bacteria.The results demonstrate an alteration of the affinity of albumin for liraglutide in vitro and in vivo, depending on the degree of glycation. These results, supported by a lipidomic and peptide analysis, explain clinical observations concerning the decrease of efficacy of albumin-binding drugs in patients with poorly controlled diabetes. Regarding ApoA1, the choice of the fusion tag remains to be optimized, but both labeled and unlabeled ApoA1 were successfully overexpressed at high yields in a soluble form.

L’Accident de Décompression présente un risque majeur pour les plongeurs. Il est admis que la formation de bulles circulantes est à l’origine de l’ADD. Cependant, une forte variabilité inter individuelle existe entre plongeurs, avec une faible corrélation entre bulles et symptômes de l’ADD. Plusieurs mécanismes physiologiques ont été liés à l’ADD, mais aucun d’entre eux ne semble déterminant dans la mise en place de la pathologie. Dans ce contexte, des techniques issues de la médecine de précision pourraient apporter de nouveaux éléments de compréhension.Durant cette thèse, nous avons effectué des études protéomiques afin d’étudier les possibles changements du protéome plasmatique de rats et de plongeurs suite à une plongée avec ou sans ADD, dans le but de trouver de potentiels biomarqueurs de développement précoce de l’ADD. Nous avons de plus mis en évidence une potentielle implication de processus inflammatoires dans la mise en place des symptômes de l’ADD. Un protocole de sélection a ensuite été utilisé dans le but de créer une nouvelle souche de rats résistante à l’ADD. Une résistance à l’ADD est apparue en l’espace d’une génération chez les femelles, deux chez les mâles. Une caractérisation physiologique de la souche résistante a montré une potentielle implication d’une région spécifique du chromosome X, ainsi que des modifications du fonctionnement du muscle lisse vasculaire, de la résistance aux espèces réactives de l’oxygène, de la consommation d’oxygène mitochondriale, et du système immunitaire. Les suites de cette caractérisation se focaliseront sur des études transcriptomiques et génétiques, en particulier sur la région d’intérêt du chromosome X. / Decompression Sickness is one of the most serious hazards for divers. It is usually admitted that DCS origins from circulating bubbles. However, a strong inter-individual variability exists between divers, resulting in a poor correlation between bubble grade and DCS symptoms. Several physiological mechanisms have been linked with DCS, but none of them appeared to be determinant in the onset of the pathology. In this context, medicine precision techniques may offer new insights, with a broader approach.During this thesis, we used proteomics to investigate changes of the plasma proteome of rats and divers during diving, with and without DCS, and aimed at finding biomarkers of early DCS development. We found that acute inflammation may play a role in the onset on DCS, and that proteomics may be fitted to look for new biomarkers. We also used a selection protocol to create a new DCS resistant rat strain, which was significantly more resistant than classic Wistar rats. Moreover, DCS resistance was gained in a matter of only 2 reproductions cycles (only 1 for females), which gives evidence of heritable components of DCS resistance/susceptibility that might be carried out by the X chromosome. A characterization of this DCS resistant strain showed a number of physiological adaptations gained during the selection process. Indeed, DCS resistant rats showed a decreased mitochondrial oxygen global consumption, a decrease of vascular smooth muscle contraction and relaxation as well as a raise of neutrophils count among males.Further characterization of the DCS resistant strain will focus on transcriptomic and genetic studies, especially on the genomic region of interest located on the X chromosome.

Deux processus majeures de la vie cellulaire, la transcription et la réplication, nécessitent l'ouverture de la double hélice d'ADN et agissent différemment sur les deux brins, ce qui génère des taux de mutation différents (asymétrie de mutation), et aboutit à des compositions en nucléotides différentes des deux brins (asymétrie de composition). Nous nous proposons de modéliser le programme spatio-temporel de réplication et son impact sur l'évolution des séquences d'ADN. Dans le génome humain, nous montrons que les asymétries de composition et de mutation peuvent être décomposées en deux contributions, l'une associée à la transcription et l'autre à la réplication. Celle associée à la réplication est proportionnelle à la polarité des fourches de réplication, elle-même proportionnelle à la dérivée du “timing” de réplication. La polarité des fourches de réplication délimite, le long des chromosomes humains, des domaines de réplication longs de plusieurs Mpb où le “timing” de réplication a une forme de U. Ces domaines de réplication sont également observés dans la lignée germinale, où ils sont révélés par une asymétrie de composition en forme de N, indiquant la conservation de ce programme de réplication sur plusieurs centaines de millions d'années. Les bords de ces domaines de réplication sont constituées d'euchromatine, permissive à la transcription et à l'initiation de la réplication. L'analyse de données d'interaction à longue portée de la chromatine suggère que ces domaines correspondent à des unités structurelles de la chromatine, au coeur d'une organisation hautement parallélisée de la réplication dans le génome humain. / Two key cellular processes, namely transcription and replication, require the opening of the DNA double helix and act differently on the two DNA strands, generating different mutational patterns (mutational asymmetry) that may result, after long evolutionary time, in different nucleotide compositions on the two DNA strands (compositional asymmetry). Here, we propose to model the spatio-temporal program of DNA replication and its impact on the DNA sequence evolution. The mutational and compositional asymmetries observed in the human genome are shown to decompose into transcription- and replication-associated components. The replication-associated asymmetry is related to the replication fork polarity, which is also shown to be proportional to the derivative of the mean replication timing. The large-scale variation of the replication fork polarity delineate Mbp scale replication domains where the replication timing is shaped as a U. Such replication domains are also observed in the germline, where they are revealed by a N-shaped compositional asymmetry, which indicates the conservation of this replication program over several hundred million years. The replication domains borders are enriched in open chromatin markers, and correspond to regions permissive to transcription and replication initiation. The analysis of chromatin interaction data suggests that these replication domains correspond to self-interacting chromatin structural units, at the heart of a highly parallelized organization of the replication program in the human genome.

L’architecture et la régulation de la traduction eucaryote fut pendant longtemps un mystère pour les biologistes. Je présente ici un protocole détaillé pour purifier de manière homogène des ribosomes à partir de cellules HeLa, pour des études biochimiques mais également structurales. En utilisant ces ribosomes, j’ai obtenu des cristaux diffractant à faible résolution, pouvant être utilisés pour de futurs travaux. Une analyse par cryo-microscopie électronique (CME) a abouti à une structure à 5 A de résolution, permettant la construction d’un modèle. De plus, les facteurs eRF1 et eRF3 ont permis des premières études de la terminaison de la traduction par CME. Ces protéines en complexe ont également été étudiées par cristallographie aux rayons-X, montrant des interactions jusqu’alors jamais observées. L’ensemble de ce travail fournit des résultats importants pour la préparation et la description de la structure du ribosome humain, pavant la voie vers l’analyse de complexes fonctionnels. / Ribosomes comprise the translational machinery engaged in synthesizing proteins. The architecture and translation regulation of eukaryotic especially, human ribosomes, has been an enigma for a long time. I established a protocol for purifying homogenous ribosomes from HeLa cells which can be used for structural as well as biochemical analysis. Using these ribosomes, I obtained plate-like crystals of 80S diffracting to low resolution. A cryo electron microscopy analysis of these ribosomes yielded 5 Å resolution structure with secondary structures of rRNA and protein clearly visible. Furthermore, these ribosomes, along with the eukaryotic release factors (eRF1 and eRF3) purified by over-expression in bacteria, formed the basis for translation termination studies using cryo electron microscopy. Simultaneously, eRF1-eRF3 protein complex was explored by X-ray crystallography revealing new interactions. Together, this work paves the way for the analysis of functional ribosome complexes.