Les granules de stress (GSs) sont des entités cytoplasmiques très dynamiques et dépourvues de membranes, ils apparaissent suite à des conditions de stress. En raison du fait que les GSs sont instables et dépourvus de membranes, leur isolement biochimique n'a pas été accompli. En effet, toutes les fonctions qui sont attribuées aux GSs se basent principalement sur l'observation par microscopie optique de quelques protéines régulatrices des ARNm. A travers cette étude, nous avons déterminé la composition des GSs à l'échelle nanométrique dans deux conditions de stress différentes (stress osmotique et stress oxydatif). Nous avons d'abord cartographié les GSs par microscopie électronique puis ces mêmes granule sont été analysés par microscopie ionique. Grâce au marquage isotopique de l'ARN, nous avons montré que ces structures sont très riche sen ARN, par rapport au reste du cytoplasme et ceci dans les deux conditions de stress. Le deuxième volet de notre étude nous a permis de mettre en évidence un rôle fonctionnel des GSs dans la réponse au stress osmotique. En effet, l'augmentation de la force ionique et de l'encombrement macromoléculaire (deux paramètres qui sont accentués dans les conditions de stress osmotique) permet la dissociation des polysomes et l'assemblage des GSs. Néanmoins, quelques heures après, l'accumulation des osmolytes compatibles dans le cytoplasme par les transporteurs spécifiques réduit la force ionique et l'encombrement macromoléculaire permettant ainsi la dissociation des GSs et le retour progressif de la traduction. Nous avons démontré également que le préconditionnement des cellules avec des osmolytes compatibles avant leur exposition à un stress osmotique sévère bloque la formation des GSs et augmente le taux de survie des cellules. L'ensemble de ces résultats prouve que les osmolytes compatibles favorisent la survie cellulaire et l'adaptation des cellules aux conditions de stress osmotique partiellement via la dissociation des GSs et la reprise de la traduction. / Stress granules (SGs) are highly dynamical cytoplasmic bodies laking encapsuling membarnes which appear in reponse to a wide variety of stresses. Due to their lack of membranes and their instability, their biochemical isolation from cells has not yet been accomplished. All functions attributed to SGs are mostly based on optical microscopy observations of key proteins involved in mRNA processing. In the first part of our study, we explored the RNA composition SGs at a nanometric scale and their biophysical properties in two different conditions (osmotic and oxydative stresses). To do so, we imaged and identified the SGs by electron microscopy and analyzed the distribution of N15-uridine labeled-RNA via ionic microscopy. We show that the SGs are enriched in RNA compared to rest of cytoplasm in the two stress conditions. The second part of our study, we tackled the functional role of the SGs in response to osmotic stress. The increase of ionic strength and macromolecular crowding which are the hallmark of osmotic stress lead to SGs assembly in cells after polysome disassembly. However, several hours after the onset of stress, the compatible osmolyte accumulation in the cell by specific transporters reduces the ionic strength and macromolecular crowding thus allowing the diassembly of SGs and the progressive return of translation. In line with this, celle preconditioning with compatible osmolytes before their exposition to severe osmotoc stress prevents the assembly of SGs and increases the rate of cell survival. Together, these results show that compatible osmolytes favors cell survival and adaptation to osmotoc stress via the disassembly of SGs ans recovery of translation.

La consolidation des argiles par électro-osmose est une technologie qui fut appliquée sur certains chantiers depuis les années cinquante. Elle améliore grandement les propriétés mécaniques des argiles normalement consolidées. Par contre, les résultats hétérogènes sur le terrain et la difficulté de maîtriser l'efficacité du traitement, dues aux pertes de potentiel électrique au contact sol-électrodes, font en sorte qu'elle n'a jamais connu un succès commercial. Récemment, un projet in-situ a été réalisé par l'Université de Sherbrooke (BURNOTTE (2003)) avec la collaboration du ministère des Transports du Québec dans la ville de Mont Saint-Hilaire, Québec. Le projet du Mont Saint-Hilaire a été un succès et il a démontré une bonne concordance entre les résultats en laboratoire et les résultats sur le terrain pour un argile normalement consolidée. Le succès de ce projet pilote a fait ressortir quelques problématiques qui devront être comprises et maîtrisées afin que la technologie de consolidation par électro-osmose soit apte à des applications commerciales, dont: (1) influence du degré de surconsolidation ( OCR ); (2) influence de la géométrie sur l'efficacité du traitement; (3) traitement é.-o. des fondations pour un nouveau remblai. La compréhension de ces problématiques est nécessaire pour augmenter l'efficacité du traitement, améliorer la fiabilité des résultats envisagés, améliorer l'homogénéinité et diminuer les coûts du traitement.

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

Cette thèse rapporte les résultats d'études expérimentales effectuées à l'?domètre avec imposition de succion par la méthode osmotique sur des matériaux gonflants compactés lâches et naturels denses. Plusieurs cycles de séchage/humidification ont été appliqués sur ces matériaux sous trois faibles charges mécaniques constantes. Pendant ces cycles, les éprouvettes manifestent un retrait cumulé pour le sol lâche et un gonflement cumulé pour le sol dense. Les résultats montrent que dans les deux cas, les déformations volumiques convergent vers un état d'équilibre où le sol présente un comportement réversible. A la fin des cycles de succion, un cycle de chargement/déchargement a été effectué sous les succions constantes. Les valeurs de la pression de préconsolidation p0(s), de l'indice de compression vierge lambda(s) et de l'indice de compression élastique lambda dépendent directement des chemins de contrainte suivis.<br>L'ensemble des résultats expérimentaux permet de déterminer les surfaces de charge : la limite de séparation de micro/macro (Lm/M) ; la surface de chargement-effondrement (LC) et la surface de comportement saturé (SCS). La succion limite entre la micro- et la macrostructure (Lm/M) dépend parfaitement de la structure interne et du diamètre qui délimite les deux familles de pores. L'évolution de la pression de préconsolidation en fonction de la succion imposée est présentée par la surface LC. Les courbes de compressibilité sous différentes succions convergent vers la courbe correspondant à l'état saturé sous de fortes contraintes appliquées. La pression à partir de laquelle, le sol continue son chemin sur la courbe du comportement normalement consolidé est appelée la pression de saturation (Psat). Plus la succion imposée est élevée, plus la charge nécessaire pour atteindre cette pression de saturation est importante. La surface SCS présente la variation de la pression de saturation en fonction de la succion imposée. Nous pouvons considérer que les surfaces de charge SCS et LC sont uniques pour les sols denses cependant elles se superposent à la fin des cycles de succion pour les sols lâches. Les cycles hydriques augmentent aussi la limite (Lm/M) entre la micro- et la macrostructure pour les deux sols.

La caractérisation de la réponse au sel d'un mutant d'A.thaliana déficient dans la synthèse de la proline (p5cs1-4) a montré que la salinité affecte de la même manière les relations hydriques et l'homéostasie ionique chez les deux génotypes. La pulvérisation foliaire de proline sous contrainte saline améliore la capacité antioxydante chez le mutant p5cs1-4 et rétablit sa croissance ainsi que son activité photosynthétique. L'analyse des relations entre la production précoce de H2O2 par la NADPH oxydase et la défense antioxydante chez A. thaliana soumise à la salinité a montré que l'exposition des plantes sauvages à 200 mM NaCl pendant 24 h conduit à une accumulation transitoire de H2O2, suivie d'une augmentation des activités des enzymes Catalases, Ascorbate peroxydases et Glutathione reductases. En présence de sel, le prétraitement des plantes par le DMTU, un chélateur de H2O2, ou le DPI et l'imidazole, deux inhibiteurs des NADPH oxydases, conduit à de faibles activités des enzymes antioxydantes. Le double mutant affiche également des activités faibles de ses enzymes antioxydantes. La meilleure performance des plantes sauvages par rapport aux mutants se traduisant par une meilleure aptitude de protéger ces tissus contre le stress oxydatif. En outre, l'accumulation de la proline est précédée par des niveaux élevés de H2O2 et l'utilisation de DMTU supprime l'accumulation de la proline chez les plantes soumises aux contraintes osmotiques. Les résultats ont montré également que de DPI, ainsi que des mutants knock-out conduisent à une inhibition de l'activité de l'enzyme-clé de la synthèse de la proline. / Characterization of salt stress response in A. thaliana p5cs1-4 mutant defective in proline biosynthesis showed that no significant difference was observed in the leaf water status and Na+/K+ ratio between salt-treated WT and p5cs1-4 seedlings, suggesting that the salt hypersensitivity of the mutant was not due to the disruption of water uptake or Na+/K+ homeostasis. Foliar application of proline under salt stress increased the antioxidant activity in the p5cs1-4 mutant and restored its photosynthetic activity. The analysis of the relationship between the early production of H2O2 by the NADPH oxidase and the antioxidant defense in A. thaliana subjected to salinity showed that short-term salt exposure led to a transient and significant increase of H2O2 concentration, followed by a marked increase in Catalase, Ascorbate peroxidase and Glutathion reductase activities, pre-treatment with either dimethylthiourea, a chemical trap for H2O2, or two NADPH oxidase inhibitors such as imidazol and diphenylene iodonium, significantly decreased the above-mentioned enzyme activities under salinity. atrbohd/f double mutant plants failed to induce the antioxidant response under the culture conditions. The better performance of the WT was related to the plant ability to deal with the salt-induced oxidative stress as compared to atrbohd/f. In addition NaCl or mannitol stress resulted in a transient increase in H2O2 content followed by an accumulation of proline upon stress. In contrast DMTU and DPI were found to significantly inhibit proline accumulation. Expression level of the key enzyme involved in the biosynthesis of proline was observed to be diminished by DPI and in atrboh mutants.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

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

Le clan « arrestine » est une superfamille de protéines adaptatrices regroupant les arrestines conventionnelles (β-arrestines et arrestines visuelles), bien décrites pour leur rôle dans la régulation des récepteurs membranaires couplés aux protéines G hétéro-trimériques et la signalisation associée et des protéines de type arrestin-like identifiées plus récemment, qui semblent partager des fonctions communes dans la régulation et le trafic de cargos membranaires. Ce travail de thèse a porté sur l'étude de la protéine arrestin-like AdcA de Dictyostelium discoideum dans l'objectif d'en définir le rôle fonctionnel. En plus de son module arrestine, caractéristique de cette famille de protéines, AdcA possède un domaine FYVE qui permet son association à la voie endocytaire, un domaine C-terminal riche en tyrosines et un domaine N-terminal riche en histidines impliqué dans son oligomérisation. Mes travaux ont permis d'établir que la protéine AdcA répond à des stress de natures diverses dont l'hyper-osmolarité, par une multi-phosphorylation massive, notamment au niveau du domaine N-terminal. La sensibilité d'AdcA à la dépolymérisation du réseau d'actine suggère un lien fonctionnel entre le cytosquelette d'actine et la cascade de signalisation menant à la phosphorylation de la protéine. En conditions de stress modéré, la phosphorylation d'AdcA est transitoire et sa déphosphorylation, en partie dépendante du facteur de transcription STATc, corrèle avec l'adaptation des cellules aux conditions de stress. Cette modification post-traductionnelle transitoire pourrait permettre de contrôler l'activité d'AdcA et d'optimiser la réponse des cellules au stress. Parallèlement, la caractérisation fonctionnelle d'un partenaire d'AdcA, la protéine FrmC, a été entreprise. FrmC est une nouvelle protéine, encore non caractérisée, présentant plusieurs domaines fonctionnels dont un domaine FERM capable de lier l'actine in vitro et un domaine à motifs LRR. Mes travaux ont notamment mis en évidence que FrmC est recrutée à la membrane plasmique et joue un rôle dans l'adhésion cellulaire. Par ailleurs, l'absence de FrmC affecte l'adaptation des cellules et la réponse d'AdcA en situation de stress hyper-osmotique. / The arrestin clan represents a large group of adaptor proteins which includes the canonical arrestins - β-arrestins and visual arrestins – well described for their role in the regulation of membrane receptors coupled to heterotrimeric G-proteins and associated signaling as well as arrestin-like proteins identified more recently that seem to share functions in the regulation and trafficking of membrane cargoes. This work focused on the study of the arrestin-like protein AdcA of Dictyostelium discoideum, to determine the functional role of this atypical member. In addition to the arrestin module common to all the members of the arrestin family, AdcA harbors a FYVE domain responsible for its association to the endocytic pathway, a C-terminal tyrosine-rich domain and an N-terminal extension rich in histidine residues mediating its oligomerization. I have established that AdcA responds to a variety of stresses such as hyperosmolarity by a massive multi-phosphorylation of the protein. Sensitivity of AdcA to changes in F-actin polymerization status suggests a link between the signaling cascade leading to AdcA phosphorylation and the actin cytoskeleton. In conditions of moderate stress, AdcA response is transient and its dephosphorylation depends on the transcription factor STATc and correlates with cell adaptation to the stress conditions. This post-translational modification of AdcA could modulate its activity and optimitize the cell response to stress. In parallel, the functional characterization of a partner of AdcA, the protein FrmC, has been undertaken. This so-far uncharacterized protein presents a multimodular structure with a FERM domain able to bind F-actin in vitro and several leucine-rich repeats (LRR). I have shown that FrmC is recruited to the plasma membrane and is involved in cell-substrate adhesion. In addition, disruption of FrmC affects cell adaptation and AdcA response in conditions of hyperosmotic stress.

Ce travail concerne les suspensions macroscopiques en régime visqueux, pour lesquelles les interactions sont purement hydrodynamiques, au travers de deux expériences modèles.<br />La première, de nature rhéologique, vise à caractériser les contraintes de la phase particulaire dans une suspension isodense cisaillée. Elle met en évidence une pression des particules, proportionnelle au cisaillement imposé, analogue à la pression osmotique, proportionnelle à la température dans les systèmes Browniens. Les résultats obtenus pour des concentrations en particules allant de 0.30 à 0.50, indiquent que les contraintes normales induites dépendent fortement de la concentration.<br />La seconde expérience concerne des suspensions bidisperses fluidisées de particules plus denses que le fluide. L'efficacité de la fluidisation à ségréger ou à mélanger les particules de tailles différentes est testée pour différents débits imposés. Pour des rapports de tailles assez grands et quelle que soit la concentration, il existe un état ségrégé stationnaire (grosses billes seules surmontées de petites seules). Les vitesses de fronts de ségrégation permettent de discriminer les modèles empiriques proposés dans la littérature : le modèle de Funamizu & Takakuwa rend compte des mesures, avec un seul paramètre ajustable. En revanche, lorsque le rapport de tailles est inférieur à 4/3, et pour une certaine gamme de concentration, aucun état stationnaire n'est observé. Les suspensions oscillent entre états mélangés et états partiellement ségrégés avec une période variant avec la composition et la concentration : le processus de ségrégation est interrompu par un phénomène de mélange encore inexpliqué.

L'objectif de cette thèse est d'apporter, une meilleure compréhension de la stabilité colloïdale de dispersions aqueuses préparées à partir de particules commerciales de zircone yttriée (TZ3Y). Ces dispersions sont utilisées pour l'élaboration de matériaux céramiques Des modèles classiques (DLVO) suffisent à décrire la stabilité malgré des forces attractives élevées (constante Hamaker de 17kT). D'après les propriétés granulométriques, rhéologiques et structurales (SAXS), nous mettons en évidence que la transition d'un état liquide à un état gel viscoélastique, est surtout liée à la polydispersité des dispersions et à la métastabilité des particules de quelques dizaines de nm. Les interactions jouent cependant un rôle. En effet tandis que la transition apparaît à une fraction volumique en particules de 20%vol lorsque le système est contrôlé par des répulsions ioniques et elle apparait pour fraction volumique en particules de 30%vol dans le cas d'une barrière stérique. L'empilement dans les gels reste dense sans hétérogénéités. Enfin, dans le cas de mélanges, le rôle de nanoparticules (<10nm) de zircone et silice sur la stabilité en milieu dilué et concentré est explorée.