Diss. Upps. phil. / Symbolae botanicae Upsalienses, 11 : 6. -IVc3-

Dans le monde de la réadaptation, un souhait commun est d’utiliser un programme de plusieurs exercices physiques pour diminuer les troubles reliés à une maladie musculaire. C’est en particulier vrai pour les patients concernés par les maladies neuromusculaires. Ce programme d’exercices à réaliser chez soi est envisagé en moyen terme par les thérapeutes, étant donné que les patients atteints de maladies neuromusculaires ont de grandes contraintes de déplacement. Cependant, le thérapeute n’a aucune preuve que le patient réalise ses exercices chez lui. Pour se faire, la technologie peut reconnaître des activités, et notamment les exercices physiques. De nouveaux capteurs voient le jour de moins en moins chers et de plus en plus performants. Ces capteurs sont entre autres des accéléromètres, des gyroscopes, des magnétomètres. Ils sont très puissants et très utilisés pour confectionner des montres, des téléphones intelligents, des bracelets et des ceintures. Pour permettre de reconnaître les exercices physiques prescrits par le thérapeute, et pour pouvoir quantifier le niveau d’exercice global d’un patient, une solution algorithmique a été développée à l’aide de matériel existant. Cette solution est composée de plusieurs périphériques communiquant entre eux par les moyens de protocoles sans fil. Les résultats obtenus par cette méthode de reconnaissance hybride sont excellents. De plus, malgré qu’elle ait été développée pour une population atteinte de dystrophie myotonique de type 1, elle peut être utilisée potentiellement pour différents types de patients.

Thèse en cotutelle, doctorat interuniversitaire en océanographie, Université Laval, Québec, Université Paris-Saclay, Saint-Aubin, France. / Les zones polaires sont caractérisées par des conditions environnementales extrêmes dont les variations mettent à rude épreuve les capacités d'acclimatation des organismes sessiles et planctoniques marins. L'un des grands défis rencontrés par les organismes autotrophes est de survivre dans aux longs mois d'hiver privés de lumière. Au printemps, les microalgues (eucaryotes majoritairement unicellulaires) ayant survécu forment d'importantes efflorescences (blooms) qui supportent la production estivale du reste du réseau trophique. Les diatomées, particulièrement bien adaptées aux zones océaniques turbulentes riches en nutriments, dominent la production primaire aux pôles. Elles sont souvent les premières à initier les efflorescences printanières, illustrant leur extraordinaire capacité à survivre à la nuit polaire, mais également à reprendre leur croissance après une très longue période d'inactivité. Bien qu'étudiés à de nombreuses reprises par le passé, les processus impliqués dans leur survie sont encore aujourd'hui mal connus. Le projet Green Life in the Dark, au sein duquel cette thèse a été réalisée, a pour but d'élucider les mécanismes physiologiques et génétiques impliqués dans la survie des diatomées pendant et juste après la nuit polaire. Pour ce faire, des cultures de Fragilariopsis cylindrus (diatomée polaire pennée) ont été soumises en laboratoire à quatre périodes d'obscurité longues d'un à cinq mois, chacune suivie d'une période de ré-illumination. F. cylindrus domine souvent la production des blooms en Arctique et en Antarctique. Elle peut par ailleurs croître attachée sous la glace, et dans la colonne d'eau, faisant d'elle une représentante pertinente des diatomées polaires. Son génome a également été publié. Nous nous sommes premièrement attelés à tester l'intérêt de l'utilisation de la cytométrie en flux dans l'étude de la survie. Cette technique a permis de suivre les variations de différents paramètres physiologiques des cultures au niveau de la cellule, une première dans ce champ de recherche. Les résultats ont permis d'illustrer l'importance de prendre en considération les potentielles variations interindividuelles au sein d'une population de cellules lors d'une acclimatation longue à l'obscurité. Après plusieurs semaines sans lumière, deux sous-populations dérivant de la population initiale ont pu être détectées, et leurs caractéristiques physiologiques étudiées. Trois causes de mortalité ont pu être identifiées. Les grands réservoirs de molécules riches en carbone (sucres, lipides et protéines) permettent de stocker les photosynthétats. L'utilisation de ces réserves permet aux organismes de compenser un déficit d'apports énergétiques exogènes, en fournissant les métabolites nécessaires au fonctionnement de la cellule. Associée à un ralentissement du métabolisme, cette stratégie est utilisée par certaines diatomées pour survivre à la nuit polaire. Cependant, les mécanismes sous-jacents restent mal compris. Le second objectif de cette thèse était donc, grâce une double approche, de suivre la gestion du métabolisme de F. cylindrus à l'obscurité. Premièrement, en étudiant la régulation de la transcription des voies métaboliques associées aux grands compartiments de carbone, puis en suivant les variations de la taille et de la nature de ces derniers. Les analyses ont permis de confirmer la dégradation de différents stocks de carbone accumulés avant l'obscurité, ainsi que le ralentissement métabolique attendu. Les données de transcriptomique ont notamment permis de souligner l'importance des voies de dégradation de certains acides aminés ramifiés ou aromatiques. L'analyse des différentes familles de molécules a montré que les lipides et carbohydrates de réserve ont été dégradés à court et moyen termes, alors que les protéines, biomasse fonctionnelle, ont été recyclées dans un second temps, probablement pour pallier la diminution d'énergie provenant d'autres compartiments. / The polar regions are characterized by extreme environmental conditions whose variations challenge the acclimation capabilities of marine sessile and planktonic organisms. One of the major challenges faced by autotrophic organisms is to survive in darkness during the long winter months. In the spring, the surviving microalgae (mostly unicellular eukaryotes) form large blooms that support the rest of the food web for summer production. Diatoms, particularly well adapted to turbulent nutrient-rich oceanic zones, dominate primary production at the poles. They are often the first to initiate spring blooms, illustrating their extraordinary ability to survive the polar night, but also to resume growth after a very long period of inactivity. Although studied many times in the past, most of the processes involved in survival remain poorly understood. The Green Life in the Dark project, in which this thesis was carried out, aims at elucidating the physiological and genetic mechanisms involved in the survival of diatoms during and just after the polar night. To do so, cultures of Fragilariopsis cylindrus (polar pennate diatom) were subjected in the laboratory to four periods of darkness lasting from one to five months, each followed by a period of re-illumination. F. cylindrus often dominates bloom production in the Arctic and Antarctic. It can also grow attached under the ice and in the water column, making it a relevant representative of polar diatoms. Its genome has also been published. We first set out to test the value of using flow cytometry in the study of survival. This technique allowed us to follow the variations of different physiological parameters of the cultures at the single-cell level, a first in this field of research. The results illustrated the importance of considering the potential inter-individual variations occurring within a population of cells during a long acclimation to darkness. After several weeks in the dark, two subpopulations derived from the initial population were observed and their physiological characteristics studied. Three causes of mortality were identified. The large reservoirs of carbon-rich molecules (sugars, lipids and proteins) are used to store photosynthates. The use of these reserves allows organisms to compensate for a deficit in exogenous energy supply, by providing the metabolites necessary for the functioning of the cell. Associated with a slowing down of the metabolism, this strategy is used by some diatoms to survive the polar night. However, the underlying mechanisms remain poorly understood. The second objective of this thesis was therefore, through a dual approach, to follow the managment of the metabolism of F. cylindrus in the dark. First, by studying the regulation of the transcription of metabolic pathways associated with large carbon compartments, and then by following the variations of the size and nature of the latter. Analyses confirmed the degradation of different carbon stocks accumulated before darkness, as well as the expected metabolic slowdown. The transcriptomic data allowed to underline the importance of the degradation pathways of some branched and aromatic amino acids. The analysis of the different families of molecules showed that reserve lipids and carbohydrates were degraded in the short and medium term, while proteins, the functional biomass, were recycled in a second phase, probably to compensate for the decrease in energy from other compartments.

Habilitationsschrift--Medizinische Fakultät--Kiel--Christian-Albrechts-Universität, 1990.

Thèse : Physiologie animale et végétale : Faculté des sciences de Paris : 1850. / Titre provenant de l'écran-titre.

L'angiogenèse désigne la formation de nouveaux capillaires sanguins à partir de vaisseaux pré-existants. Ce processus est activé dans les situations physiologiques telles que le développement embryonnaire, et dans les conditions physiopathologiques, notamment lors de la croissance tumorale. Il met en jeu des interactions complexes entre la surface endothéliale et la matrice extracellulaire. De ces interactions, des stimuli sont émis, puis convertis en signaux intracellulaires aboutissant à l'activation de cascades de signalisation, qui modulent le comportement cellulaire au cours des différentes phases du processus angiogénique, notamment la prolifération, la migration et la morphogenèse des tubes endothéliaux.La peroxydasine humaine est une peroxydase nouvellement identifiée qui joue un rôle essentiel dans le remodelage de la matrice extracellulaire, par l'intermédiaire de son activité de bromation. Dans ce travail, nous montrons que dans un contexte de gain de fonction, le traitement à la peroxydasine recombinante (exogène) stimule l'angiogenèse in vitro et in vivo par l'intermédiaire de son activité catalytique. Par ailleurs, la perte de sa fonction engendrée par la répression de sa forme endogène, inhibe la migration des cellules endothéliales et des cellules musculaires lisses vasculaires et bloque la formation des tubes endothéliaux. Les effets délétères observés sur la tubulogenèse peuvent être partiellement corrigés par la supplémentation en peroxydasine, ce qui indique qu'il existe une voie alternative que les cellules endothéliales adoptent pour rétablir la tubulogenèse engendrée par l'extinction de la peroxydasine endogène. Lors de l’étude des mécanismes moléculaires par lesquels la peroxydasine exogène agit, il est ressorti que cette peroxydase active les voies ERK1/2, Akt et FAK et induit l'expression de sa forme endogène et des gènes pro-angiogéniques d'aval: PDGFB, HB-EGF, CXCL-1, ID-2, HEY-1, et SNAI-1, par l'intermédiaire de son activité catalytique. La répression de la peroxydasine endogène réduit la phosphorylation des kinases Akt et FAK tandis qu'elle engendre une suractivation des kinases ERK1/2 en réponse à la peroxydasine exogène. Cette suractivation des kinases ERK1/2 pourrait expliquer rétablissement partiel de la tubulogenèse suite au traitement à la peroxydasine exogène lorsque l'expression de sa forme endogène est réprimée. Ensemble, nos résultats montrent le rôle important de la peroxydasine dans l’angiogenèse physiologique. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Pharmacie) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Der Stellenwert feinmotorischen Könnens und Handelns steigt im Zeitalter der globalen Vernetzung und Technisierung kontinuierlich an. Das Erlernen solcher motorischer Abläufe unterliegt vielen Einflüssen und Störgrößen. Aus vorangegangenen Arbeiten ist bekannt, dass die Atmung nicht nur mechanische, sondern auch zentralnervöse Einflüsse auf die Geschwindigkeit und Genauigkeit anderer Muskelaktivitäten hat. In der vorliegenden Arbeit wurden an 16 Probanden mittels sprungförmiger Fingerfolgetests Lerneffekte bei feinmotorischen Bewegungen in Abhängigkeit von der Atmungsphase untersucht. Die Dauer eines Versuches lag im Mittel bei 15 Minuten mit einer Sprunghäufigkeit von ca. 8 Sprüngen pro Minute. Ziel war es, einer digital über Monitor präsentierten sprungförmigen Vorgabefunktion durch eine Fingerbeugung so schnell und so genau wie möglich zu folgen. Die Folgegenauigkeit – dargestellt durch den Regelfehler – verbesserte sich im Laufe des Versuchs nur geringfügig (p = 0.6). Die Kennwerte der Geschwindigkeit (Latenzzeit, Anstiegszeit) wurden dagegen über die Versuchszeit schlechter. Letzterer Befund lässt sich eher als Folge von Ermüdung und nachlassender Konzentration interpretieren. Unter Berücksichtigung der Atmungsphase konnten wir dagegen einen positiven Lerneffekt mit signifikanter Verbesserung der Folgegenauigkeit bei den Sprüngen nachweisen, die in der frühen Exspiration ausgelöst wurden. Dieses Ergebnis zeigt, dass feinmotorisches Lernen atmungsphasenabhängig moduliert wird.

De manière générale, les procédés et processus produisent maintenant plus de données qu’un humain peut en assimiler. Les grosses données (Big Data), lorsque bien analysées, augmentent la compréhension des processus qui sont opérationnels à l’intérieur de systèmes et, en conséquence, encouragent leur amélioration. Analyser les séquences de l’acide désoxyribonucléique (ADN) permet de mieux comprendre les êtres vivants, en exploitant par exemple la biologie des systèmes. Les séquenceurs d’ADN à haut débit sont des instruments massivement parallèles et produisent beaucoup de données. Les infrastructures informatiques, comme les superordinateurs ou l’informatique infonuagique, sont aussi massivement parallèles de par leur nature distribuée. Par contre, les ordinateurs ne comprennent ni le français, ni l’anglais – il faut les programmer. Les systèmes logiciels pour analyser les données génomiques avec des superordinateurs doivent être aussi massivement parallèles. L’interface de passage de messages permet de créer de tels logiciels et une conception granulaire permet d’entrelacer la communication et le calcul à l’intérieur des processus d’un système de calcul. De tels systèmes produisent des résultats rapidement à partir de données. Ici, les logiciels RayPlatform, Ray (incluant les flux de travail appelé Ray Meta et Ray Communities) et Ray Cloud Browser sont présentés. L’application principale de cette famille de produits est l’assemblage et le profilage adaptatifs de génomes par passage de messages. / Generally speaking, current processes – industrial, for direct-to-consumers, or researchrelated – yield far more data than humans can manage. Big Data is a trend of its own and concerns itself with the betterment of humankind through better understanding of processes and systems. To achieve that end, the mean is to leverage massive amounts of big data in order to better comprehend what they contain, mean, and imply. DNA sequencing is such a process and contributes to the discovery of knowledge in genetics and other fields. DNA sequencing instruments are parallel objects and output unprecedented volumes of data. Computer infrastructures, cloud and other means of computation open the door to the analysis of data stated above. However, they need to be programmed for they are not acquainted with natural languages. Massively parallel software must match the parallelism of supercomputers and other distributed computing systems before attempting to decipher big data. Message passing – and the message passing interface – allows one to create such tools, and a granular design of blueprints consolidate production of results. Herein, a line of products that includes RayPlatform, Ray (which includes workflows called Ray Meta and Ray Communities for metagenomics) and Ray Cloud Browser are presented. Its main application is scalable (adaptive) assembly and profiling of genomes using message passing.

Les protéines découplantes (UCPs) sont situées dans la membrane interne des mitochondries. La première découverte, UCP1, est connue pour son potentiel à découpler la synthèse de l’adénosine 5’ triphosphate (ATP) de l’oxydation des substrats énergétiques, ce qui entraîne une accélération du métabolisme et une production de chaleur. La protéine découplante 2 (UCP2), est distribuée de façon ubiquitaire et semble plutôt réguler la production des espèces réactives de l’oxygène (ROS) et l’utilisation des substrats énergétiques. À notre connaissance, le rôle d’UCP2 dans les différents segments de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (hypothalamic-pituitary-adrenal — HPA) est encore peu connu, tout comme l’implication potentielle de cette protéine dans la réponse au stress. Lors de cette étude, nous avons (i) regardé la distribution de l’ARN messager d’Ucp2 dans l’axe HPA, (ii) évalué les effets du stress sur l’expression d’Ucp2 et (iii) utilisé un modèle de souris déficiente en Ucp2 (Ucp2 KO) afin d’évaluer la réponse au stress en l’absence d’Ucp2. Sans avoir détecté de différence majeure dans la réponse au stress entre les souris de type sauvage (Wild-type — WT) et Ucp2 KO, il est sans équivoque qu’Ucp2 est exprimée en abondance dans l’axe HPA et que plusieurs régions du cerveau exprimant Ucp2 présentent une activation suite au stress. / Uncoupling proteins (UCPs) are located in the inner membrane of mitochondria. The first discovered uncoupling protein 1 (UCP1) is well known for its potential to uncouple adenosine 5’ triphosphate (ATP) synthesis from energetic substrate oxidation, resulting in heat production. Its partially homologue uncoupling protein 2 (UCP2) is found in several tissues and has been reported to reduce reactive oxygen species (ROS) production and seems implicated in the regulation of energetic substrates. According to our knowledge, the expression of Ucp2 in the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis has not been described yet, neither its implication in stress response. Our study presents i) the distribution of Ucp2 mRNA in the HPA axis, ii) the effect of stress on Ucp2 expression in the brain and HPA axis and iii) the stress response of Ucp2 deficient mice (Ucp2 KO) to evaluate whether or not the absence of Ucp2 affects the stress response in mice. Although we do not detect any difference between Ucp2 KO mice and wild type (WT) mice following a stress, we have shown that Ucp2 is expressed in abundance in the HPA axis. Many brain regions also present an increase in Ucp2 expression after a stress.

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