Nous nous intéressons à une extension de ML avec polymorphisme<br />de première classe, à la manière du Système F.<br />Cette extension, nommée MLF, utilise les annotations de types<br />d'ordre supérieur données explicitement dans le programme pour inférer<br />de manière principale le type le plus général. Toute expression admet<br />ainsi un type principal, qui dépend des annotations présentes<br />initialement dans le programme.<br /><br />Toute expression de ML est typable dans MLF sans annotation<br />supplémentaire. Les expressions du Système F sont encodées de<br />manière systématique dans MLF en supprimant les abstractions<br />et les applications de types, et en traduisant les annotations<br />de types dans le langage de types de MLF.<br />De plus, les paramètres de lambda-abstractions qui ne sont pas<br />utilisés de manière polymorphe n'ont pas besoin d'être annotés.

Les objectifs de cette thèse étaient d'explorer les mécanismes moléculaires et les bases génétiques impliquées dans la survie des huîtres Crassostrea gigas à des maladies infectieuses, en considérant deux souches de Vibrio pathogènes pour l'huître (V. splendidus LGP32 et V. aestuarianus LPi 02/41) qui ont été associées aux phénomènes de mortalités massives d'huîtres en France. Par l'approche transcriptomique de « Digital Gene Expression », nous avons identifié des composants génétiques d'une réponse efficace à des infections par des Vibrio virulents. La capacité de survie des huîtres se traduit par l'expression basale d'une combinaison de 14 gènes hémocytaires, une signature de survie, et par l'induction de différentes fonctions cellulaires au cours de la réponse immunitaire. Une analyse transcriptomique détaillée au niveau individuel a révélé un extraordinaire polymorphisme d'expression basale des gènes, incluant des cas où chez certaines huîtres des transcrits sont absents. Afin de comprendre ce polymorphisme, nous nous sommes intéressés à la caractérisation d'une nouvelle famille de peptides antimicrobiens (PAMs), les big défensines (Cg-BigDef). Nous avons montré que Cg-BigDef est une famille de PAMs composée de trois membres et diversifiée en termes de séquences, d'organisation génomique et de régulation de l'expression des gènes. Les Cg-BigDefs sont codées par des gènes distincts dont l'expression est régulée suivant différents modes en réponse à une infection. Chose intéressante, certaines huîtres n'expriment pas simultanément les trois formes de Cg-BigDef ou dans certains cas, n'en expriment aucune. Nous avons démontré que l'absence d'expression basale de Cg-BigDef est liée à l'absence de gène correspondant dans le génome des huîtres. C'est la première mise en évidence chez un invertébré de variation de présence/absence (PAV) de gènes, un phénomène qui pourrait contribuer à une susceptibilité accrue aux maladies infectieuses. / The objectives of this thesis were to explore the molecular mechanisms and genetic bases involved in Crassostrea gigas oyster survival to infectious diseases, considering two Vibrio strains (V. splendidus LGP32 and V. aestuarianus LPi 02/41) pathogenic for oysters which have been shown to be involved in C. gigas mass mortalities in France. By the Digital Gene Expression transcriptomic approach, we have identified some genetic components implicated in a successful response and survival to virulent Vibrio infections. Oyster survival capacity is reflected by the basal expression of a selected combination of hemocyte genes, a 14-gene survival signature, and by the induction of some cellular functions during the oyster immune response. A detailed transcriptomic analysis at individual level revealed an extraordinary interindividual polymorphism in basal gene expression, including cases where some transcripts are fully absent. In order to understand this striking variability in gene expression, we have focused on the characterization of a novel family of antimicrobial peptides (AMP) in C. gigas oysters, the big defensins (Cg-BigDef). We have shown that Cg-BigDef is an AMP family, composed of three members, and diversified in terms of sequences but also in terms of genomic organization and regulation of gene expression. Each Cg-BigDef form is encoded by a distinct gene that follows different patterns of gene regulation upon Vibrio infection. Interestingly, some oysters were shown do not express simultaneously the three Cg-BigDef forms or any Cg-BigDef. We demonstrated that the absence of Cg-BigDef basal gene expression is likely due to the absence of the Cg-bigdef gene in oyster genome. This is the first evidence in an invertebrate of a presence/absence variation (PAV) of genes, a phenomenon that could be associated to a susceptibility to infectious diseases.

Chez le bovin laitier, la mammite est la maladie la plus importante pour l'économie agroalimentaire du secteur laitier et entraîne les plus grandes pertes pour le producteur. Depuis plusieurs décennies, les pressions génétiques visant l'amélioration des traits favorisant la production laitière, mesurée par l'augmentation du rendement (quantité et pourcentage) de lait, protéine et gras du lait, ont eu un effet délétère sur la santé de la vache. Prévenir cette maladie devient une priorité pour les producteurs. On vise à réduire l'usage d'antibiotiques et contenir l'émergence de pathogènes résistants. Afin de renverser la tendance actuelle, l'approche proposée est d'améliorer le système immunitaire des vaches par une sélection génétique favorable au renforcissement de celui-ci. L'objectif du projet consiste à identifier des gènes impliqués dans la réponse immunitaire innée de la vache laitière et qui contribueraient à développer une offensive face aux insultes pathogéniques causant la mammite. Un modèle d'infection in vivo a été créé par l'infusion d' Escherichia coli dans des quartiers de glandes mammaires de vaches saines. Des banques de gènes transcrits ont été créées à partir de l'ARNm des cellules du lait récoltées en début d'infection (cinq heures suivant l'introduction des pathogènes). L'analyse des banques a révélé la présence d'un gène connu pour activer les lymphocytes T, 1'ostéopontine ( SPP1 ). L'induction de ce gène fut confirmée lors d'essais d'infection ex vivo avec Escherichia coli sur des cellules sanguines de vaches saines. Comme SPP1 est une cytokine produite tôt par les macrophages lors d'une infection bactérienne, elle pourrait avoir un impact important sur les défenses contre la mammite. Afin d'identifier des variants génétiques de SPP1 , la recherche de polymorphismes de nucléotides fut réalisée en comparant les séquences d'ADN génomique de deux groupes de taureaux de race Holstein présentant des valeurs d'élevage estimées (VÉE) extrêmes selon une cote attribuée aux cellules somatiques (CCS) du lait. Le séquençage de la région promotrice et des sept exons du gène a permis d'identifier quatre polymorphismes d'un seul nucléotide (SNP), soit SPP1c.-1301G>A, SPP1c.-1251C>T, SPP1c.-430G>A et SPP1c.*41A>C . Pour confirmer l'association de ces SNP dans la population Holstein, un plus grand nombre de taureaux furent génotypés et les haplotypes, déterminés. L'analyse statistique de l'association des VÉE pour la CCS à différentes lactations avec les quatre SNP et haplotypes présents dans la population a confirmé leur impact sur la CCS. L'étude a également porté sur les VÉE de certains autres critères de performance (e.g. pourcentages de gras et protéines du lait) qui seront aussi utiles aux producteurs laitiers afin d'évaluer l'impact de ces SNP sur la production laitière. Certains SNP et leur localisation (promoteur, région 3' UTR) potentialisent l'impact génétique sur la VÉE pour la CCS. Comme cette dernière est en lien avec la mammite, certains SNP pourraient influencer la résistance à cette maladie. Aussi, les SNP découverts dans la région promotrice de SPP1 sont localisés au site de reconnaissance de certains facteurs de transcription. Ils pourraient avoir un impact sur la liaison de ceux-ci à leur séquence consensus; ceci amènerait des effets sur la différenciation des lymphocytes T vers les voies de l'immunité cellulaire (Th1) et acquise (Th2). De cette manière, la réponse immunitaire serait modifiée et SPP1 pourrait effectivement influencer la résistance à la mammite.

Les marqueurs de risque cardio-vasculaire peuvent être améliorés par des recommandations nutritionnelles à l’échelle d’une population, mais la réponse à ces régimes varie entre les individus, variabilité partiellement due aux polymorphismes génétiques. Les objectifs de ce travail étaient d’étudier l’association entre la réponse à un régime suivi pendant 3 mois et certains polymorphismes des gènes de l’apolipoprotéine B (-516C/T) et de l’apolipoprotéine E (epsilon et -219G/T).Le régime alimentaire (diminution des lipides totaux et remplacement des acides gras saturés par des acides gras mono- et poly-insaturés) a été suivi par 69 hommes et 100 femmes (âge moyen 51±10 ans) dont le risque cardio-vasculaire était modéré (Score de Framingham 5,93 ± 3,17).Dans ce travail, nous montrons que, après 3 mois de régime, les marqueurs de risque cardio-vasculaire ont été améliorés dans la population totale, mais que la réponse au régime variait en fonction du polymorphisme -516C/T d’ApoB des sujets étudiés. En effet, les sujets homozygotes pour l’allèle T ne modifiaient pas les taux plasmatiques de cholestérol et de glucose ainsi que les paramètres postprandiaux, déjà bas à l’inclusion.De son côté, les 2 polymorphismes de l’ApoE ne modulaient pas la réponse au régime mais étaient associés à l’insulinorésistance des sujets dès l’inclusion. En effet, les sujets porteurs de l’allèle epsilon 4 et de l’allèle -219T présentaient une insulinémie à jeun 70 % plus élevée que les sujets homozygotes pour l’allèle epsilon 3 et pour l’allèle T.Ce travail montre que le terrain génétique pourrait expliquer en partie la variabilité de réponse aux régimes recommandés. / Cardiovascular risk markers have been obviously improved at the population level by the widespread use of public dietary guidelines. Nevertheless a large variability, questionably linked to genetic polymorphism, is observed between individual responses. The aim of this study was to evaluate the influence of a polymorphism at the apolipoprotein B locus (-516C/T) and 2 polymorphisms at the apolipoprotein E locus (epsilon and -219G/T) on cardiovascular risk markers in response to a dietary intervention targeted at reducing total fat intake together with a partial replacement of saturated FA by mono/polyunsaturated FA.69 men and 100 women (mean age 51±10 y), displaying at baseline a moderate cardiovascular risk (Framingham score 5,93 ± 3,17), followed this diet for 3 months and improved biological markers for cardiovascular risk. But individual responses to the diet differed according to genotype concerning ApoB-516C/T polymorphism. While most individuals greatly improved biological risk markers, homozygous subjects for the T allele did not modify cholesterol, glucose and post-prandial parameters, parameters that were already low at the inclusion.Concerning the ApoE locus, we showed that both polymorphims did not modify the response to the diet, but were associated with insulin resistance measured at the inclusion. Indeed, subjects carrying both the epsilon 4 and the -219T allele, displayed a 70% higher insulinemia than subjects homozygous for the epsilon 3 and for the -219T allele.In conclusion, this work shows that the genetic background may at least in part account for the individual variability that is observed in the response to a diet.

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

Pour améliorer la compétitivité de l'industrie porcine, le porc canadien doit être attrayant et présenter un avantage unique qui permettrait à cette industrie de se démarquer des autres produits alimentaires. La carnosine pourrait offrir un tel avantage et ainsi aider l'industrie porcine à obtenir une plus grande part de marché, tout en modifiant les perceptions négatives liées à la consommation de viande. La carnosine fut, en 1900, le premier peptide jamais isolé à partir de matériel biologique. Chez l'homme, certaines propriétés curatives ont été associées à la consommation de carnosine. Ces propriétés peuvent être expliquées, en partie, par la capacité de la carnosine à inhiber la glycation non enzymatique des protéines et leurs agrégations au cours du vieillissement. Mais son potentiel d'améliorer la qualité de la viande de porc est tout aussi intéressant à développer. En effet, la carnosine musculaire agirait comme tampon de pH, ce qui permettrait de ralentir l’acidification dans le muscle squelettique. La carnosine présente également des propriétés antioxydantes, ce qui peut aussi contribuer à améliorer la qualité de la viande. Ce projet de maîtrise fait partie d’un programme de recherche plus large ayant pour objectif d'augmenter la teneur en carnosine musculaire chez le porc en croissance afin de différencier et de donner une valeur ajoutée au porc canadien. Dans cette étude, nous avons supposé qu’un contenu élevé en carnosine musculaire serait associé à de meilleurs paramètres de qualité de la viande chez le porc en croissance et que l'expression des gènes liés au métabolisme de la carnosine serait modulée chez les porcs ayant différents niveaux de carnosine musculaire, de même que dans les muscles de porcs de différentes races. En second lieu, nous avons supposé que des polymorphismes d'un seul nucléotide (SNP), observés sur les gènes liés au métabolisme de la carnosine, pourraient aussi affecter le dépôt de carnosine musculaire chez le porc. Un total de 282 porcs de race pure a été utilisé pour ce projet, incluant 85 Duroc, 92 Landrace et 105 Yorkshire, lesquels provenaient de 16 producteurs différents à travers le Canada. Ces porcs sont entrés à la station de Deschambault (Québec, Canada) entre 10 à 16 jours d’âge, ont tous été élevés dans des conditions similaires et abattus à 120 kg de poids vif. Les carcasses ont été suivies individuellement à l’abattoir pour permettre l’échantillonnage du muscle longissimus thoracis immédiatement après la mort de l’animal et de prendre les mesures de qualité de la viande, 24 h postmortem. Les valeurs de qualité de la viande et de carnosine musculaire étaient disponibles au début de ce projet de maîtrise (projet de recherche antérieur). Dans un premier temps, les niveaux d’expression génique de gènes du métabolisme de la carnosine ont été mesurés par la méthode de PCR en temps réel. Les gènes sélectionnés incluent des enzymes (ABAT, 4-aminobutyrate aminotransferase; CARNS1, carnosine synthase 1; CNDP1, CNDP dipeptidase 1; CNDP2, CNDP dipeptidase 2; HDC, histidine decarboxylase) et des transporteurs (SLC6A6, solute carrier family 6, member 6; SLC15A1, solute carrier family 15, member 1; SLC15A2, solute carrier family 15, member 2; SLC15A3, solute carrier family 15, member 3; SLC15A4, solute carrier family 15, member 4; SLC36A1, solute carrier family 36, member 1) reliés au métabolisme de la carnosine. Les gènes ABAT, CDNP1, HDC, SLC15A1 et SLC15A2 ont été abandonnés puisque leurs transcrits étaient indétectables ou présents à de très faibles quantités. En ce qui concerne les autres gènes, l’analyse des résultats a révélé un effet de race pour l’expression génique de CARNS1, CNDP2 et SLC36A1, les valeurs les plus élevées étant observées chez les porcs de race Duroc, lesquels présentent également des niveaux plus élevés en carnosine musculaire. Pour chaque race, les animaux ont été regroupés en trois catégories selon leur teneur en carnosine musculaire (Bas, Moyen et Élevé). Pour les Duroc, l'abondance en ARNm de la CARNS1 est plus élevée pour le groupe Bas que pour les groupes Moyen et Élevé en carnosine. Ce résultat laisse croire à un possible rétrocontrôle de la carnosine musculaire sur la transcription de la CARNS1, l’enzyme responsable de sa synthèse. Pour les gènes SLC15A3 et SLC15A4, nous observons des niveaux d’ARNm plus élevés chez les animaux à haute teneur en carnosine. Ainsi, des niveaux plus élevés de carnosine musculaire pourraient entrainer une augmentation de la transcription de SLC15A3 et SLC15A4, deux gènes impliqués dans le transport de la carnosine. Dans un deuxième temps, l’effet de la quantité de carnosine musculaire sur différents caractères de qualité de la viande a aussi été étudié. Ces résultats nous démontrent que les porcs ayant des niveaux de carnosine élevés, présentent également une meilleure qualité de la viande, tel que démontré par un pH à 24h plus élevé, une meilleure capacité de rétention d’eau et une diminution des indices de couleur b* (couleur jaune) et L* (luminance).Enfin, une recherche de polymorphismes d’ADN a aussi été effectuée sur quatre gènes cibles (CARNS1, SLC6A6, SLC15A3 et SLC15A4) ayant un fort potentiel d’affecter les niveaux de carnosine musculaire. Les séquences codantes et 3’UTR de chacun de ces gènes ont tout d’abord été séquencées sur une population restreinte de 28 Duroc, 27 Landrace et 30 Yorkshire, incluant des porcs présentant de faibles et de hauts niveaux de carnosine musculaire. Un total de 27 SNPs ont été identifiés pour ces quatre gènes. De ce nombre, quatre SNPs furent sélectionnés pour effectuer le génotypage de la population entière (n = 590). De ces SNPs, deux entrainent un changement d’acide aminé dans le gène SLC15A4 (SNP c.658A>G : Ile220Val; SNP c.818G>A : Ser273Asn)) et deux autres SNPs dans le gène SLC15A3 se retrouvent sur un site reconnu par un micro-ARN (c.*35C>T and c.*52C>T). Des analyses d’association ont ensuite été effectuées afin de déterminer l’effet des différents SNPs et diplotypes sur les caractères de qualité de la viande et sur les niveaux de carnosine et d’ansérine (analogue méthylé de la carnosine). Nos résultats démontrent qu’une sélection en faveur du génotype c.658AA ou du diplotype AA/GG pour le gène SLC15A4 résulterait en une augmentation de carnosine musculaire et une amélioration de certains paramètres de qualité de la viande tels que la couleur, la rétention d’eau et le pH à 24 h. Collectivement ces résultats montrent que les porcs présentant de hauts niveaux de carnosine musculaire présentent également une meilleure qualité de la viande. De plus, les niveaux d’expression de certains gènes du métabolisme de la carnosine sont modulés selon la race de porc (influence génétique possible) et aussi selon le contenu de carnosine musculaire. Enfin, une amélioration générale de la qualité de la viande serait possible par la sélection d’allèles favorables du gène SLC15A4. Cependant, les fréquences observées pour les allèles mineures du SNP c.658A>G (i.e. Duroc, 0.01; Landrace, 0.09) suggèrent une amélioration génétique limitée chez les Duroc et les Landrace.

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

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

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Les cristaux liquides constituent un état de la matière intermédiaire entre les solides et les liquides. De ce fait, ils allient à la fois la fluidité des liquides et les propriétés anisotropes des solides. Ce qui les rend à la fois excitants et compliqués à étudier est leur grande diversité. En effet, il existe plus d'une dizaine de phases différentes, chacune caractérisée par une structure et des propriétés particulières. De plus, de petits changements dans la structure des molécules peuvent mener à un polymorphisme liquide cristallin modifié ou des intervalles de stabilité thermique bien différents. Au sein du laboratoire, pour essayer d'y voir plus clair et de comprendre quels sont les facteurs microscopiques qui influencent le polymorphisme liquide cristallin, une technique relativement récente a été utilisée. Il s'agit de la dynamique moléculaire au niveau atomistique. Cet outil permet d'étudier des molécules dans des conditions qui tendent à représenter au mieux des conditions expérimentales, avec une température, une pression, une densité, etc. En simulant des systèmes qui ont été caractérisés expérimentalement, des corrélations entre le comportement expérimental et simulé peuvent être extraites. L'hypothèse que nous souhaitons vérifier dans ces travaux est la suivante: les variations de l'énergie non liante de Coulomb, un terme énergétique qui peut être extrait des simulations, peuvent être corréler à des observations expérimentales. Cette hypothèse se base sur les travaux précédents effectués au sein du laboratoire sur la phase smectique C (SmC). Dans ces travaux, la plage de stabilité thermique de la phase SmC a été corrélée aux valeurs des énergies non liantes de Coulomb. Dans le cadre de cette étude, le même protocole de simulation est utilisé pour étudier la phase smectique A (SmA), dans le but de confirmer les observations faites sur la phase SmC. Pour ce faire, deux familles de mésogènes (molécules possédant une ou plusieurs phases liquides cristallines dans leurs polymorphisme) sont étudiées. Ces deux familles diffèrent par de petits détails structuraux qui ont pourtant une grande influence sur le polymorphisme expérimental. Il s'agit, dans le cas de ces deux familles, de la longueur d'une chaîne alkyle ou alkoxy sur le mésogène. Pour la première famille de mésogènes, le type de phase SmA observé est différent selon la longueur de la chaîne. Pour la deuxième famille, des mésogènes formés par liaison halogène, il a été observé expérimentalement que la longueur de la chaîne a un impact sur la plage de stabilité thermique de la phase SmA. Ces deux familles sont donc tout à fait appropriées pour une étude par simulation au niveau atomistique. En ce qui concerne les résultats de la première famille, le mésogène présentant une phase SmA différente des autres mésogènes est associé à une énergie de Coulomb également différente. Pour relier ces énergies à l'organisation des molécules au sein des phases, un raisonnement basé sur la dépendance en distance de cette interaction est utilisé. Si une attraction existe entre les mésogènes, une énergie relativement plus basse correspond à des mésogènes plus proches les uns des autres. Au contraire, si les molécules ont tendance à s'éloigner les unes des autres, une énergie relativement plus élevée correspond à une distance intermoléculaire plus faible. Nous avons pu tirer des conclusions quant aux positions relatives des mésogènes et montrer qu'elles pouvaient être reliées à la phase observée expérimentalement. Pour la deuxième famille, nous observons que le mésogène avec la plage de stabilité thermique la plus grande est celui pour lequel les énergies de Coulomb sont les plus faibles, donc celui pour lequel l'arrangement initial imposé (arrangement SmA) est le plus stable énergétiquement. Ces deux projets d'étude de la phase SmA montrent que l'hypothèse mise de l'avant dans les travaux précédents portant sur la phase SmC est vérifiée. La combinaison simulation/expérience fournit des données sur les deux échelles nécessaires, à savoir la molécule et la phase macroscopique, pour essayer d'identifier les liens existants entre ces deux mondes.