Au Québec, plusieurs fromagers cherchent à produire des fromages du terroir, aux caractéristiques uniques, à partir d’un ou de quelques laits dont la composition est influencée par des facteurs génétiques et environnementaux. Ce projet vise à démontrer si des laits du terroir québécois crus et pasteurisés, ainsi que certaines de leurs composantes laitières (perméat (P), caséines (CN), protéines de lactosérum (IPL) et concentrés de bactéries (CB)), obtenues par microfiltration et ultrafiltration du lait, ont un impact sur la croissance et l’activité de microflores laitières. La croissance de Lactococcus lactis subsp. lactis et de Lactococcus lactis subsp. cremoris dans des laits du terroir crus et pasteurisés a été étudiée et le développement de trois souches de Geotrichum candidum a été suivi dans des caillés modèles faits à partir de certains de ces laits. De plus, la croissance de bactéries lactiques dans des mélanges de fractions laitières (P-CN-IPL, P-CN, P-IPL, P et P-CB) d’un lait du terroir et d’un lait industriel crus et pasteurisés a été évaluée. Les résultats ont démontré que l’origine des laits du terroir et le traitement thermique ont influencé le développement de certaines souches de lactocoques, alors que le développement de G. candidum était influencé par son caractère dimorphique. Dans les mélanges laitiers, la croissance des lactocoques était moins élevée dans les mélanges de laits pasteurisés que de laits crus, ce qui est contraire aux observations faites dans les laits entiers. La microfiltration 1,4 µm, lors du retrait de la fraction CB, semble avoir retenu des facteurs de croissance qui se retrouveraient dans les laits pasteurisés et qui favoriseraient la croissance de certaines bactéries lactiques. Ainsi, l’origine du lait, la pasteurisation et la filtration du lait sur membranes ont un impact sur le développement des microflores laitières et il est important pour le maître-fromager de s’adapter à ces changements. / In the province of Quebec, several cheese makers seek to produce local cheeses with unique characteristics, from one or a few milks whose composition is influenced by genetic and environmental factors. The aim of this project was to demonstrate whether raw and pasteurized milk from Québec, and certain milk components (permeate (P), caseins (CN), whey proteins (IPL) and concentrated bacteria (CB)), obtained by using microfiltration and ultrafiltration of milk, have an impact on the growth and activity of dairy microflora. The growth of Lactococcus lactis subsp. lactis and Lactococcus lactis subsp. cremoris in the raw and pasteurized local milks was studied and the development of three strains of Geotrichum candidum was followed in curds models made from some of these milks. In addition, the growth of lactic acid bacteria in mixtures of milk fractions (P-CN-IPL, P-CN, P-IPL, P and P-CB) of raw and pasteurized local milk and an industrial milk was evaluated. Results showed that the origin of the local milk and the heat treatment influenced the development of certain strains of Lactococcus, whereas the development of G. candidum was influenced by its dimorphic character. In dairy mixes, the growth of lactococci was lower in pasteurized milk mixtures than in raw milk mixtures, contrary to observations made in whole milk. The microfiltration at 1,4 µm, when removing the CB portion, seems to have retained growth factors that would be found in pasteurized milk and that would promote the growth of certain lactic acid bacteria. In this way, the origin of milk, pasteurization and filtration of milk on membranes have an impact on the development of dairy microflora and it is important for the cheese maker specialist to adapt to these changes.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2016-2017. / L’accumulation excessive de gras viscéral est un marqueur majeur des altérations cardiométaboliques associées à l’obésité, telles que les dyslipidémies, la résistance à l’insuline et l’inflammation chronique de faible intensité. À l’inverse, pour un même niveau d’adiposité, l’accumulation préférentielle de tissu sous-cutané semble conférer un effet neutre, voire protecteur. Plusieurs mécanismes peuvent contribuer à l’apparition de l’obésité viscérale et à sa relation avec les facteurs de risque cardiométabolique. L’objectif général de ce mémoire est d’examiner la contribution de l’alimentation et de la morphologie des adipocytes à la physiopathologie de l’obésité viscérale chez l’humain. Pour atteindre cet objectif, nous avons d’abord effectué une revue de la littérature sur la modulation de la distribution des graisses par les composants nutritionnels. Cette étude a révélé que l’effet des nutriments sur la distribution des graisses survenait en grande partie via son effet sur la masse grasse totale. Nous avons ensuite réalisé une analyse critique de la littérature sur l’hypertrophie adipocytaire comme un marqueur de la dysfonction du tissu adipeux. Cette étude a confirmé que la taille adipocytaire des dépôts sous-cutané et viscéral est un excellent prédicteur des altérations du profil lipidique et de l’homéostasie du glucose et de l’insuline, indépendamment des mesures d’adiposité totale. Nous avons également constaté que chaque technique de mesure de la taille adipocytaire générait des résultats variables, et ce, sur tout l’intervalle des valeurs d’indice de masse corporelle. Enfin, dans une étude originale visant à comparer trois techniques de mesure de la taille adipocytaire, nous avons démontré que le choix d’une technique n’influençait pas de manière prononcée les associations entre la taille adipocytaire et les facteurs de risque cardiométabolique ainsi que les associations avec les différentes mesures d’adiposité, régionales ou totales. En conclusion, l’hypertrophie de l’adipocyte viscéral humain est une mesure importante dans l’évaluation du risque associé à l’obésité. / Excess accumulation of visceral fat is a major marker of the cardiometabolic alterations associated with obesity such as dyslipidemia, insulin resistance and chronic low-grade inflammation. Conversely, for the same level of adiposity, preferential accumulation of subcutaneous adipose tissue has a neutral or protective effect. Several factors may contribute to the development of visceral adiposity and its relationship with cardiometabolic risk factors. The general objective of this master thesis is to examine the contribution of diet and the morphology of adipocytes in the pathophysiology of visceral obesity in humans. To achieve this goal, we first conducted a literature analysis on the modulation of fat distribution by nutritional components. This analysis revealed that the effect of nutrients on body fat distribution was mediated in large part by its effect on total fat accumulation. Second, we conducted a critical review of the literature on adipocyte hypertrophy as a marker of adipose tissue dysfunction. This study confirmed that adipocyte size of both subcutaneous and visceral depots is a strong predictor of alterations in the lipid profile and in glucose-insulin homeostasis, independently of adiposity. We also found that each of the measurement techniques for fat cell sizing generated variable results on the entire range of body mass index values. Third, in an original study aimed at comparing three measurement methods for cell sizing, we reported that the choice of technique had little impact on the associations between adipocyte size and cardiometabolic risk factors as well as the various adiposity indices, regional or total. In conclusion, human visceral adipocyte hypertrophy is an important measure to evaluate the risk associated with obesity.

Lors de la mise en place d’un projet de restauration, il est impératif de définir un écosystème de référence qui aidera à orienter les actions à poser. La restauration écologique des tourbières minérotrophes (fens) en est à ses débuts au Canada. À court terme, le but est d’introduire des communautés végétales qui ont le potentiel d’accélérer le retour de l’accumulation de la tourbe. Or, les connaissances actuelles des communautés végétales et des processus écosystémiques propres aux fens sont limitées. Cette recherche doctorale a pour objectif de définir un écosystème de référence pour des fens modérément riches à riches du sud-est du Canada et de cibler des communautés végétales préférentielles à l’atteinte des buts de restauration écologique des tourbières. Afin de consolider l’écosystème de référence, trois sources d’informations (temporelle, spatiale et empirique) ont été utilisées. L’analyse paléoécologique nous informe sur la dynamique de développement hydroséral, somme toute stable, d’un écosystème tourbeux sur une période de 8000 ans. Le comblement d’un plan d’eau est à l’origine de la tourbière où se sont succédées des communautés végétales de grandes cypéracées, puis des communautés dominées par les mousses brunes et les cypéracées basses. Les processus autogènes semblent avoir été prédominants dans l’évolution de la tourbière telle qu’elle est aujourd’hui. La caractérisation de treize fens naturels a résulté à l’identification de deux communautés végétales. La première est une communauté de grandes-cypéracées (magnocariçaie) associée à une production de biomasse et à un niveau d’eau élevés. La seconde est une communauté plus diversifiée de Sphagnum(warnstorfii)-Thuja. À l’exception du S. warnstorfii, cette communauté se compose davantage d’espèces généralistes des tourbières boréales qui croissent dans des habitats plus secs ou ombragés tels que les buttes ou les sous-bois. L’étude met aussi en lumière l’importance du Thuja occidentalis dans les fens régionaux. Sa présence, en densité modérée, devrait être favorisée à long terme. Trois fens naturelles ont été sélectionnées pour une étude approfondie des caractéristiques fonctionnelles de production primaire nette (PPN) et de taux de décomposition. La moyenne de PPN incluant toutes les strates de végétation est de 450 g m⁻² an⁻¹. Cette étude confirme l’importance des estimations de PPN du compartiment souterrain (45% de la biomasse totale), des bryophytes (21%) et des arbres (16%). Le S. warsntorfii est la mousse la plus productive (140 g m⁻² an⁻¹) et celle qui se décompose le plus lentement (valeur annuelle de décomposition exponentielle k de 0,07). La présence du S. warnstorfii contribue à l’augmentation du potentiel d’accumulation de tourbe. Les communautés du biotope des buttes ont également un meilleur potentiel d’accumulation de tourbe que celles des platières. Finalement, dans la partie expérimentale de la thèse, il a été conclu qu’il n’est pas nécessaire d’augmenter la diversité spécifique et structurelle pour accroître les chances de retour de l’accumulation de tourbe. La performance des variables mesurées est plutôt dépendante de l’identité des espèces composant les assemblages. La présence du Myrica gale, du Carex aquatilis ou du S. warnstorfii dans une communauté augmente significativement la production de biomasse sur le terrain. La présence d’une bryophyte augmente le recrutement de nouvelles espèces tandis que le M. gale ou le C. aquatilis le diminue. La complémentarité entre les espèces a été l’effet dominant sur la production de biomasse dans l’expérience terrain, tandis que l’effet de sélection a été observé en serre. On conclut qu’il existe des relations synergiques dans la décomposition de plusieurs litières mises en association. Une production de biomasse plus élevée devra ainsi être ciblée si le taux global de décomposition est prévu d’augmenter. Suite à la synthèse de ces trois chapitres, il est recommandé d’inclure des bryophytes dans les communautés à restaurer, en particulier le S. warnstorfii afin d’accélérer le retour des fonctions dans les tourbières restaurées et le recrutement de nouvelles espèces. Une communauté de grandes cypéracées est considérée lorsque l’introduction de bryophytes est hasardeuse. / When setting up a restoration project, it is imperative to define a reference ecosystem. This will determine the actions to be taken. In Canada, the ecological restoration of the minerotrophics peatlands (fens) is at its infancy stage. In the short term, the restoration goal is to introduce plant communities that have the potential to accelerate the return of peat accumulation. However, current knowledge of plant communities and ecosystem processes specific to fen are limited. The aim of this doctoral research is to define a reference ecosystem for moderately rich to rich fens in southeastern Canada and to target preferential plant communities to achieve the ecological restoration goals of peatlands. In order to consolidate the reference ecosystem, three sources of information were used: temporal, spatial, and empirical. Paleoecological analysis shows us the dynamics of the hydroseral development, notably how stable plant communities has been over a period of 8000 years. Terrestrialization was at the origin of the peatland development. Not long after body of water filled, tall cyperaceae community were followed by communities dominated by the brown mosses and the small cyperaceae. Autogenous processes seem to have been predominant in the evolution of the peatland. The characterization of thirteen natural fens has resulted in the grouping of two plant communities. The first is a tall cyperaceae (magnocaricion) community associated with high biomass production and high water level, the second is a more diverse community of Sphagnum (warnstorfii)–Thuja. With the exception of S. warnstorfii, this community is composed primarily of generalist species of boreal peatlands that grow in drier or shaded habitats, such as underwood or hummocks. The study also highlights the importance of Thuja occidentalis in regional fens. Over time and in moderate density, its presence should be promoted. Three natural fens were selected for an in-depth study of the functional characteristics of net primary production (NPP) and decomposition rates. The average production, including all vegetation layers, is 450 g m⁻² yr⁻¹. This study confirms the importance of the NPP estimations with regard to belowground (representing 45% of total biomass), bryophytes (21%) and trees (16%), among others. S. warsntorfii is the most productive bryophyte (140 g m⁻² yr⁻¹) and decomposes the slowest (annual exponential decomposition value k of 0.07). The presence of S. warnstorfii contributes to the increased potential for peat accumulation. The communities of the hummock biotope also have a better peat accumulation potential than those of lawns. Finally, in the experimental part of the thesis, it was concluded that there is no need to increase specific or structural diversity to increase the chances of return of peat accumulation. The performance of the measured variables is rather dependent on the identity of the species composing the assemblages. In the field, the presence of Myrica gale, Carex aquatilis or Sphagnum warnstorfii, individually or in combination, increases biomass production. The combination of these three species leads to transgressive overyielding for the production of aerial biomass. The presence of a bryophyte increases the recruitment of new species while M. gale or C. aquatilis will decrease it. The complementarity between species was the dominant effect on biomass production in the field experiment, while the selection effect was observed in greenhouses. Moreover, we concluded that there are synergistic relationships in the decomposition of litters when grouped. Higher biomass production should therefore be targeted if the overall rate of decomposition is predicted to increase. Following the synthesis of the three chapters, it is recommended to include bryophytes in the communities to be restored, in particular S. warnstorfii, in order to accelerate the return of functions in the restored peatlands, and the recruitment and establishment of new species. A community of tall cyperaceae could be considered when the introduction of bryophytes is hazardous and where water levels are forecasted to be high. In short, the preferential plant communities targeted in the reference will accelerate the return of the peat accumulation function and the revival of plant diversity.

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Les mycotoxines, comme la déoxynivalénol (DON), sont connues pour affecter les performances de croissance des porcs, principalement par une réduction de la prise alimentaire. Il est également reconnu que DON peut modifier la réponse immunitaire, incluant la réponse vaccinale, ainsi que le statut oxydatif des animaux exposés. La présente étude visait donc à déterminer les effets d'aliments contaminés par le DON et supplémentés en antioxydants ou en un additif antimycotoxine sur la réponse vaccinale des porcs contre le virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (VSRRP) et le circovirus type 2 (PCV2). Trois cent trente-deux porcelets ont été nourris avec l'une des trois rations contaminées à 0,70, 1,5 et 2,50 mg/kg de DON ainsi que trois autres rations contenant 2,5 mg/kg de DON plus un supplément antimycotoxinique (aluminosilicate hydraté de sodium et de calcium), ou un supplément d'antioxydants (vitamines A et E (20 000 UI/kg et 200 UI/kg), sélénium organique en lieu et place du sélénite de sodium (levures enrichies en sélénium)) ou encore une combinaison des deux suppléments pendant une période de 35 jours. Les porcelets furent tous vaccinés 7 jours après l'exposition au DON contre le VSRRP et le PCV2. Le poids des porcelets a été mesuré et des échantillons sanguins ont été prélevés. Aucun effet significatif de DON sur la prise alimentaire quotidienne, l'efficacité alimentaire et le gain moyen quotidien des porcelets ne fut observé. Toutefois, le poids à jour 35 tendait à diminuer linéairement avec l'augmentation du DON (P=0,096) alors que l'ajout de la combinaison des suppléments à l'aliment contaminé au DON tendait à augmenter le poids à jour 35 (P=0,075). La contamination au DON a augmenté la prolifération lymphocytaire in vitro après stimulation par la concanavaline A avec une valeur maximale à 1,5 mg/kg de DON (effet quadratique, P=0,005). La prolifération in vitro des lymphocytes en présence de PCV2 tendait également à augmenter linéairement chez les porcs exposés au DON (P=0,081). Les porcs exposés au DON ont aussi eu un niveau d'anticorps contre le VSRRP plus élevé avec une valeur maximale à 1,5 mg/kg de DON (effet quadratique, P=0,017). De plus, l'ajout de la combinaison des suppléments a significativement augmenté le niveau d'anticorps contre le VSRRP comparativement au traitement 2,5 mg/kg de DON. Cette étude a montré qu'une concentration en DON de 1,5 mg/kg stimule la prolifération lymphocytaire et la réponse vaccinale contre le VSRRP et que la combinaison des suppléments en antioxydants et antimycotoxine peut aussi agir positivement sur cette réponse vaccinale au VSRRP. Mots clés : déoxynivalénol, porcs, antimycotoxine, antioxydant, VSRRP, PCV2, réponse vaccinale

L’objectif des travaux effectués dans le cadre de cette thèse étaient de fournir de l’information concernant les impacts du stress de chaleur dans les troupeaux laitiers québécois. Le programme de recherche présenté a été conçu en prenant en considération le climat de la province et l’unicité du contexte de production canadien. La relation entre les conditions climatiques mesurées dans six étables laitières québécoises et celles mesurées à des stations météorologiques a d’abord été investiguée. L’objectif était de vérifier si les données collectées aux stations météorologiques pouvaient servir de substitut aux données des étables afin de juger adéquatement du niveau de stress de chaleur des animaux. Les résultats ont démontré que la température ambiante mesurée à l’intérieur des étables était significativement (P < 0,001) plus élevée que celle mesurée aux stations météorologiques alors que le contraire a été observé pour l’humidité relative. Ultimement, cela s’est traduit par un indice de température-humidité (ITH) significativement moins élevé de 4,6 unités dans l’Est du Québec et de 3,7 unités dans le Sud-Ouest du Québec lorsque les données des stations météorologiques sont utilisées au lieu des données des étables dans les calculs d’ITH. Finalement, l’adaptation du calcul d’ITH en substituant les conditions moyennes des stations météorologiques par la température maximale et l’humidité relative minimale a permis une meilleure représentation des conditions de l’étable. Néanmoins, une différence significative (P < 0,05) a été mesurée entre l’ITH modifié et l’ITH de l’étable. À la lumière de ces résultats, il est recommandé d’adapter les seuils d’ITH associés aux impacts négatifs du stress de chaleur lorsque les données environnementales dérivées des stations météorologiques sont utilisées. Dans le deuxième projet, la relation entre les performances de production et la durée des épidoes de stress de chaleur a été caractérisée grâce à un modèle multivarié. Pour ce faire, une banque de données incluant plus de 600 000 contrôles de production de 34 360 vaches a été utilisée et bonifiée de données environnementales exprimées sous forme d’ITH estimé à partir de la station météorolgique la plus près. Tout d’abord, les régressions linéaires effectuées ont révélé qu’il existe un délai de 24 heures entre un stress de chaleur et les impacts négatifs qui lui sont associés. Les résultats ont aussi suggéré que le stress de chaleur avait un effet persistent de huit jours sur les performances de production. Des pertes de production de 20 g de gras suite à une exposition d’un à deux jours de stress de chaleur et des pertes de protéines variant de 20 à 30 g selon la parité de l’animal ont été mesurées après trois ou quatre jours de stress de chaleur. Toutefois, aucune relation (P > 0,05) n’a été mesurée entre les productions de lait et de lactose et la durée des épisodes de stress de chaleur. Dans la troisième étude, les performances de production des vaches de la banque de données décrite précédemment ont été simulées pendant une période de référence (REF : 1971‒2000) et projetées pendant deux horizons futurs (FUT1: 2020‒2049; FL: 2050‒2079). L’objectif était de caractériser l’évolution des diminutions des composants laitiers associées au stress de chaleur et d’en chiffrer l’impact économique. Tout d’abord, les ITH quotidiens des trois périodes temporelles ont été calculés grâce aux données environnementales dérivées de six scénarios climatiques. Ensuite, le modèle élaboré dans la précédente étude a été adapté afin de projeter les performances de production des vaches pour les trois périodes mentionnées. Globalement, les scénarios climatiques utilisés dans cette étude ont démontré que la fréquence, l’intensité ainsi que la durée des épisodes de stress de chaleur pourront augmenter dans le FUT1 et dans le FL comparativement à la période de référence. Dans la région de l’Est du Québec, des pertes moyennes de gras et de protéines de 2405 ± 10 et de 1990 ± 7 kg/année par troupeau ont respectivement été projetées dans le FUT1 comparativement à REF. Dans la région du Sud-Ouest du Québec, des pertes moyennes de gras et de protéines de 2361 ± 147 et de 2057 ± 17 kg/année par troupeau ont respectivement été projetées dans le FUT1 comparativement à REF. Comparativement à REF, les diminutions projetées dans le futur (FUT1 et FL) se sont traduites par des pertes économiques moyennes allant de 5,02 à 7,07 can$/hl dans les troupeaux de l’Est du Québec et allant de 4,75 à 6,99 can$/hl dans les troupeaux du Sud-Ouest du Québec. / The main objective of this thesis was to provide information about heat stress related production impacts in Québec dairy herds. The relationship between on-farm summer environmental conditions and data retrieved from local meteorological stations was first investigated on six dairy farms. Secondly, the relationship between measurements previously established was considered in order to verify if temperature-humidity index (THI) calculations with weather station data could be adapted to better represent on-farm conditions. The farms recruited in the study were located in two contrasting dairy regions of the Province: East (EQ) and Southwest Quebec (SWQ). Our results showed that in both regions ambient temperature (AT) was consistently higher (P < 0.001) on-farm compared to AT measured at the weather station. The opposite was observed with relative humidity (RH), as it was significantly lower on-farm in EQ and numerically (P > 0.05) lower in SWQ compared to RH extracted from weather stations. Overall, this led to lower (P < 0.001) THI by 4.6 and 3.7 units at the weather stations compared to within-barn conditions for EQ and SWQ farms, respectively. Hence, using local meteorological station data to estimate on-farm conditions would lead to an underestimation of heat stress level in dairy cows. Adapting THI calculations by including daily maximum AT, and minimum RH retrieved from local weather station instead of their average counterparts led to a better estimation of within-barn conditions. However, difference between THI measured on-farm compared to the adapted THI calculated with weather station data remained significant. Although the adaption allowed for a closer relation to on-farm conditions, THI calculated with weather station data should only be used to gauge heat stress level in cows when heat stress thresholds are adapted for such data. In a second study, the relationship between milk performance and the cumulative number of days with heat stress was investigated with a multivariate model. A 6-year dataset containing 606,031 milk analysis records for 34,360 Holstein dairy cows at different parities was matched with the corresponding daily maximum THI. On average, cows were exposed to heat stress conditions for 135.8 ± 5.9 days per year in SWQ and 95.3 ± 10.2 days per year in EQ. Cows experiencing heat-stress conditions produced on average less fat, protein, and energy-corrected milk and lower fat and protein concentrations (P < 0.05). The decrease in milk fat reached a maximum of 6 % after an exposure of 7 to 8 heat stress days in cows at parity of three or more. The association between heat stress exposition duration and milk and lactose yields was weak (P > 0.05). Ultimately, heat stress lowered milk fat and protein production but had little effect on milk volume output. Further research is necessary to understand better the mechanism underlying the effects of sporadic low-to-medium-intensity heat stress on dairy productivity. The objective of the third study was to project milk performance of Holstein dairy cows under different climate scenarios through a reference period (REF: 1971–2000), near future (NF: 2020–2049) and distant future (DF: 2050–2079) using a predictive multivariate model. Moreover, this study provided information about the evolution of economic losses due to decreases in milk components associated with heat stress in Québec, Canada. Daily ambient temperature and relative humidity were derived from six climate scenarios in order to calculate daily THI through REF, NF and DF. Secondly, the model developed in the prior study was adapted to project annual milk performance of 71 dairy herds located in EQ and SWQ during the three aforementioned time horizons. Under NF climate conditions and relative to the reference period, projected fat and protein yields declined respectively by 2405 ± 10 and by 1990 ± 7 kg/yr per herd in EQ whereas decreases reached 2361 ± 147 and 2057 ± 17 kg/yr per herd in SWQ. Relative to the reference period, decreases in major milk components reached a maximum during DF in both regions. Ultimately, projected milk components declines resulted in average economic losses ranging from 5.02 to 7.07 can$/hL per EQ herds and from 4.75 to 6.99 can$/hL per SWQ herds.

Les produits fonctionnels et nutraceutiques ont pris une grande importance en raison de leur valeur ajoutée. Leur production requiert l’isolation et la concentration des composés tels que les acides aminés et les peptides bioactifs des hydrolysats de protéines. A cette fin, l’EDUF (Électrodialyse combinée à l’ultrafiltration), une nouvelle technique de séparation, a été proposée. Les paramètres importants pour optimiser le procédé tels que la force du champ électrique, le type de membrane, le seuil de coupure, le pH, la configuration du module, le débit de la solution et la surface effective de la membrane ont déjà été étudiés. Cependant, le paramètre concentration de l’hydrolysat n’a encore jamais été étudié. Le projet consistait à évaluer l’impact de l’augmentation de la concentration d’un hydrolysat de crabe des neiges sur la sélectivité et le taux de séparation des peptides anioniques et cationiques, ainsi que sur leur activité antimicrobienne. Pour évaluer l’impact de la concentration de l’hydrolysat, quatre valeurs de concentration en protéines (0.5%, 1%, 2% et 4%) ont été étudiées et les autres paramètres (pH, conductivité, différence de potentiel) du système ont été constants. Les résultats ont montré que l’augmentation de la concentration a un effet sur le taux de séparation des peptides et que le plus haut taux de concentration peptidique a été observé à 4% pour le compartiment anionique à 291.9 µg/mL et pour le compartiment cationique à 431.87 µg/mL. Par contre, l’augmentation de la concentration n’a pas d’effet sur la sélectivité qui reste sans changement. Le taux de migration a augmenté avec l’augmentation de la concentration alors qu’en parallèle l’énergie relative consommée baissait. Le plus haut taux de migration a ainsi été observé à 4% (16.2 g/m2.h et 7.8 g/m2.h respectivement, pour les compartiments cationique et anionique) avec une énergie relative consommée de 3.53 Wh/g. Les résultats ont aussi montré que l’augmentation de la concentration en peptides n’a eu aucun impact sur le colmatage et l’intégrité des membranes. Les différentes fractions (anionique et cationique) obtenues et l’hydrolysat initial testés et n’ont pas montré d’activité antimicrobienne contre Micrococcus luteus. / The importance of functional and nutraceutical products has grown tremendously due to their added value. Their production requires the isolation and concentration of compounds, such as amino acids and bioactive peptides from protein hydrolysates. Therefore, a new separation technique EDUF (electrodialysis with ultrafiltration) was used. To optimize the process, important parameters such as electric field strength, membrane material and molecular weight cut-off, pH, ionic strength and flow rate of the solutions as well as cell configuration have already been studied, except for the initial peptide concentration in the feed solution. The objective of this study was to determine the impact of peptides concentration of snow crab by-product hydrolysate on selectivity and separation rate of anionic and cationic peptides, and on their antimicrobial activity. To assess the impact of peptides concentration, four values of protein concentrations (0.5%; 1%; 2% and 4%) were studied with other parameters (pH, conductivity, potential difference) of the system kept constant. The results showed that increasing the peptides concentration has an effect on separation rate of the peptides. The highest rate was observed at 4% with 291.9 mg/mL and 431.87 mg/mL peptide concentration, respectively for the anionic and cationic compartment. Other results also showed that increasing the initial concentration has no effect on selectivity. The migration rate increased linearly with increasing feed solution concentration while the relative energy consumption decreased with increasing feed solution concentration. The highest migration rates of 16.2 g/m2.h and 7.8 g/m2.h for the cationic and anionic compartments respectively were observed at 4%, with relative energy consumption of 3.53 Wh/g. However, increasing the concentration had no effect on the fouling and membrane integrity. In terms of antimicrobial activity, different fractions (anionic and cationic) and the initial hydrolysate were tested and did not showed antimicrobial activity on Micrococcus luteus.

Les systèmes d’expression végétaux sont utilisés couramment pour la production hétérologue de protéines recombinantes complexes. Des contraintes biochimiques dans le système de sécrétion cellulaire, comme l’abondance de protéases peu spécifiques ou des variations de pH d’un organite à l’autre, compromettent toutefois l’expression de plusieurs protéines d’intérêt. Des approches ont été développées pour améliorer l’environnement intracellulaire dans la plante hôte de manière à accroître la qualité et le rendement des protéines sécrétées. Dans ce projet, nous avons évalué l’impact de l’homéostasie du pH dans le système de sécrétion cellulaire des feuilles du Nicotiana benthamiana sur l’expression et la stabilité des protéines recombinantes. Nous démontrons le potentiel du canal ionique M2 du virus de l’Influenza comme nouvel outil pour augmenter le pH des compartiments acides du système de sécrétion cellulaire, une approche éventuellement utile pour la stabilisation des protéines sensibles aux milieux acides. En lien avec l’influence bien documentée du pH sur l’activité des protéases cellulaires, nous montrons ensuite qu’une modification du pH induite par l’expression du canal M2 influence les profils de dégradation de protéines de fusion sensibles à la protéolyse, des observations qui confirment l’impact du pH sur l’activité protéolytique des cellules végétales et qui suggèrent le potentiel du canal ionique M2 comme protéine accessoire pour augmenter la stabilité et le rendement des protéines recombinantes in planta. Finalement, nous abordons l’impact du canal ionique M2 sur l’expression des protéines endogènes à l’échelle de la cellule. Nous démontrons qu’une altération du pH dans le système de sécrétion en réponse à l’expression du canal ionique a des effets étendus sur le protéome foliaire, affectant la teneur de protéines retrouvées dans plusieurs compartiments cellulaires incluant les chloroplastes, le cytosol et la vacuole. Nous rapportons aussi l’établissement d’un ‘protéome hybride’ dans les plantes exprimant M2, composé de protéines caractéristiques aussi bien de plantes témoins non infectées que de plantes agroinfectées exprimant activement des protéines de défense. En résumé, nos données mettent en évidence le rôle de l’homéostasie du pH sur le protéome des cellules végétales et l’impact significatif du gradient de pH dans le système de sécrétion cellulaire sur la stabilité et le rendement des protéines recombinantes sensibles à l’acidité ou à la protéolyse. / Plant expression systems are commonly used for the heterologous production of complex recombinant proteins. However, biochemical conditions in the plant cell secretory pathway, such as the presence of poorly-specific proteases or pH variations from one organelle to another, impair the expression of several potentially useful proteins. Approaches have been developed to improve the cellular environment of the host plant in such a way as to increase the quality and yield of secreted recombinant proteins. In this project, we assessed the impact of pH homoeostasis in the leaf cell secretory pathway of wild tobacco Nicotiana benthamiana on the expression and stability of recombinant proteins. We demonstrate the potential of Influenza virus proton channel M2 as a new tool to increase pH in acidic compartments of the cell secretory pathway, eventually useful to stabilize acid-labile recombinant proteins. In line with the well-established influence of pH on cell protease activities, we then show that pH modification induced by the expression of the M2 channel influences the degradation profile of fusion proteins susceptible to proteolysis, thus confirming the impact of pH on protease activities in plant cells and highlighting the potential of M2 as an accessory protein to increase the stability and yield of recombinant proteins in planta. Finally, we describe the impact of the M2 proton channel on the expression of endogenous proteins at the cellular scale. We show that pH alteration in the secretion system upon M2 expression has cell-wide effects on the leaf proteome, affecting the content of proteins found in various cell compartments including the chloroplast, the cytosol and the vacuole. We report the establishment of a ‘hybrid proteome’ in leaf cells expressing the proton channel, composed of protein clusters characteristic of both control, non-infected plants and agroinfected plants actively expressing defense-related proteins. Overall, our data highlight the central role of pH homeostasis on the proteome of plant cells and the strong impact of pH gradient in the cell secretory pathway on the stability and yield of acidic pH-labile and protease-susceptible recombinant proteins.

Le diabète gestationnel est une condition pouvant augmenter le risque de certaines complications lors de la grossesse et de l’accouchement. De plus, la littérature actuelle suggère que les individus qui y ont été exposés in utero seraient plus à risque de développer certaines conditions de santé à plus long terme, telles que le diabète de type 2. Plusieurs études ont voulu déterminer si l’exposition au diabète gestationnel était associée à une adiposité plus importante pendant l’enfance, l’adolescence ou l’âge adulte. Toutefois, la majorité de ces études ont utilisé l’indice de masse corporelle comme mesure d’adiposité. L’utilisation d’autres méthodes offrant une estimation plus exacte de la quantité et de la distribution du tissu adipeux pourrait permettre d’obtenir des mesures qui sont davantage associées au risque cardiométabolique et ainsi, aider à mieux comprendre l’impact d’une exposition au diabète gestationnel sur la santé de l’enfant. Dans cet ordre d’idées, le présent projet avait pour but d’étudier l’association entre l’exposition prénatale au diabète gestationnel et le profil de risque cardiométabolique pendant l’enfance en comparant la composition corporelle et la distribution du tissu adipeux d’enfants exposés et non exposés au diabète gestationnel et en déterminant si ces mesures d’adiposité étaient associées à leur profil glycémique. Les résultats obtenus démontrent une plus grande proportion de masse grasse chez les enfants nés d’une grossesse compliquée par un diabète gestationnel ainsi qu’une distribution davantage centrale du tissu adipeux. En outre, ces altérations étaient associées à un profil glycémique défavorable. Plus d’études seront nécessaires pour mieux comprendre à quel moment et par quels mécanismes se développent ces altérations et aussi, pour déterminer s’il est possible de prévenir leur apparition et leur évolution vers le développement de l’obésité ou du diabète à plus long terme. / Gestational diabetes increases the risk of pregnancy and delivery adverse outcomes. Moreover, individuals exposed in utero may be at higher risk of developing health problems such as type 2 diabetes. Many studies aim to investigate the association between gestational diabetes exposure and increased adiposity during childhood, adolescence or adulthood. However, a majority of these studies used the body mass index as an adiposity measure. Other methods that estimate adipose tissue quantity and distribution with more accuracy could provide measures that are better associated with cardiometabolic risk and therefore, could help to better understand the impact of gestational diabetes exposure on health. In this context, this project aimed to study the association between prenatal exposure to gestational diabetes and cardiometabolic risk profile in children. More specifically, the aim of the study was to compare body composition and body fat distribution of children aged between three to twelve years old who had been exposed and non-exposed to gestational diabetes and to investigate if these adiposity measures were associated with glycemic profile. Results reveal an increased fat mass proportion and a more centralized body fat distribution in children born from a mother who experienced a diabetic pregnancy. Moreover, alterations observed in the body composition of children were associated with a detrimental glycemic profile. There is a need for more studies to understand when and how these cardiometabolic alterations are developing and to investigate if it is possible to prevent their emergence and later evolution into obesity or type 2 diabetes in the longer term.

Ce travail porte sur l’identification, la fonction et la régulation des molécules maternelles d’ARNm qui dirigent la compétence développementale juste après la fécondation chez les bovins. Tout d’abord, en utilisant le modèle du temps écoulé jusqu’au premier clivage zygotique et à travers l’évaluation du transcriptome des embryons à 2-cellules, il fut possible de déterminer la signature moléculaire des niveaux extrêmes de compétence au développement et sélectionner des molécules candidates pour des études postérieures. Les résultats ont montré que les embryons de capacité développementale variable diffèrent dans certaines fonctions comme la réparation de l’ADN, le traitement de l’ARN, la synthèse de protéines et l'expression génique définies par des ARNm synthétisés par l’ovocyte. Pour obtenir une confirmation fonctionnelle, une paire de transcrits maternels (l’un détecté dans notre sondage précédent et l’autre étant une molécule reliée) ont été inhibés par « knock-down » dans des ovocytes. Les effets du knock-down de ces facteurs de transcription sont apparus avant la formation des blastocystes dû à une diminution de la capacité au clivage et celle à progresser après le stage de 8-cellules. L’analyse moléculaire des embryons knock-down survivants suggère qu’un de ces facteurs de transcription est un contrôleur crucial de l’activation du génome embryonnaire, qui représente une fenêtre développementale dans l’embryogenèse précoce. Dans la dernièr étude, nous avons testé si les facteurs de transcription d'intérêt sont modulés au niveau traductionnel. Des ARNm rapporteurs couplés à la GFP (Protéine fluorescente) contenant soit la version courte ou la version longue de la séquence 3’-UTR des deux molécules furent injectées dans des zygotes pour évaluer leur dynamique traductionnelle. Les résultats ont montré que les éléments cis-régulateurs localisés dans les 3’-UTRs contrôlent leur synchronisation traductionnelle et suggèrent une association entre la compétence développementale et la capacité de synthèse de ces protéines. Ceci conduit à l’idée que ces facteurs de transcription cruciaux sont aussi contrôlés au niveau traductionnel chez les embryons précoces. Les connaissances acquises ont joué un rôle essentiel pour définir le contrôle potentiel des molécules maternelles sur les embryons au début de leur développement. Cette étude nous montre aussi une utilisation potentielle de cette information ainsi que les nouveaux défis présents dans le secteur des technologies reproductives. / This work explores the identity, the function, and the regulation of maternal mRNA molecules that drive developmental competence shortly after fertilization in cattle. First of all, by using the model of the time of first zygotic cleavage and assessing the transcriptome of 2-cell embryos, it was possible to determine the molecular fingerprint of extreme levels of developmental competence and select candidate molecules for further monitoring. Data implied that early embryos of variable developmental capacity differ in functions including DNA repair, RNA processing, protein synthesis, and gene expression that are dictated by oocyte-synthesized mRNA. To obtain a functional confirmation, a pair of maternal transcripts (one detected in our previous survey and other related molecule) were knocked-down in oocytes that were further cultured. The effects of ablating these transcription factors were evident before blastocyst formation due to a decrease in cleavage capacity, as well as progression past the 8-cell stage. The molecular analysis of surviving knocked-down embryos suggested that one of these transcription factors is a pivotal orchestrator of the activation of the embryonic genome, a critical developmental window in early embryogenesis. In the last survey, we asked whether the transcription factors of interest are modulated at the translational level. Reporter mRNAs containing either short or long versions of the 3’-UTR sequences of both molecules were injected in zygotes to look at their translational dynamics. Results showed that cis-acting elements located in the 3’-UTRs govern their timely translation and suggested an association between developmental competence and protein synthesis capacity. This led to the notion that these crucial transcription factors are also controlled at the translational level in early embryos. The acquired knowledge was instrumental to define the possible control operated by maternal molecules on embryos at the onset of their development, as well as some of the challenges and potential use of this information in the field of reproductive technologies.