Les lipocalines sont des petites protéines de structure tertiaire simple qui ont l'habileté de lier de petites molécules généralement hydrophobes. De récentes études ont montré que les lipocalines animales jouent un rôle important dans la régulation du développement et sont impliquées dans la tolérance au stress oxydatif. Les plantes possèdent aussi des types variés de lipocalines. Les analyses bioinformatiques ont prédit que certains membres pourraient être localisés dans le chloroplaste, suggérant une fonction dans la protection de l'appareil photosynthétique lors de conditions de stress oxydatif. Ce travail présente la caractérisation fonctionnelle de la lipocaline chloroplastique AtCHL chez Arabidopsis thaliana. Un fractionnement cellulaire a montré qu'AtCHL est une protéine du lumen des thylacoïdes. La sécheresse, les hautes intensités lumineuses, et le traitement au paraquat et à l'acide abscissique induisent l'accumulation du messager et de la protéine AtCHL. Sous des conditions normales de croissance, les lignées de type sauvage, de sous-(KO) et sur-(OEX) expression ne montrent pas de différence au niveau phénotypique même si elles montrent des niveaux d'accumulation d'AtCHL dramatiquement différents. Lors d'un stress de sécheresse ou un stress oxydatif, l'absence d'AtCHL dans les plantes KO mène à plus de dommages alors qu'un haut niveau d'AtCHL permet aux plantes OEX de mieux surmonter les stress. Le niveau d'accumulation d'AtCHL est inversement proportionnel au niveau de lipides peroxydés. Ces résultats montrent qu'AtCHL est vraisemblablement impliquée dans la protection des lipides, localisés du côté luménal des thylacoïdes, contre les espèces réactives d'oxygène générées sous les stress de sécheresse et oxydatif. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Chloroplaste, Peroxydation des lipides, Lipocalines, Tolérance aux stress, Stress oxydatif.

Ce mémoire se propose de qualifier la tolérance à l'ombre, la tolérance au pH et la plasticité de la végétation herbacée du sous-bois dans le Nord-Est de l'Amérique du Nord: plus particulièrement au Québec. La caractérisation de la végétation herbacée, ainsi que des semis d'arbres, s'est longtemps limitée à une brève description de celle-ci sur le terrain. Peu d'études se sont intéressées à finement établir leurs caractéristiques selon les grands gradients environnementaux. Pour ce qui est de la tolérance à l'ombre, la plupart des études classifient les espèces en trois classes: sciaphiles, photophiles et héliophiles. Ces trois classes regroupent respectivement les espèces liées aux couverts très fermés, les espèces de demi-ombre se retrouvant dans les lisières et les taillis et finalement les espèces de milieux ouverts. Dans ce mémoire, nous avons essayé d'étendre cette classification à neuf classes de tolérance à l'ombre à la manière d'Eilenberg et al. (1992). A l'aide de données d'experts et issues de la bibliographie, nous avons caractérisé la tolérance à l'ombre de 347 espèces, dont 71 espèces ligneuses au stade de semis, 185 espèces herbacées et 91 espèces de bryophytes et lichens. Ce qui ressort également est la forte concordance des valeurs obtenues par rapport aux données européennes existantes. Cette similarité est très forte pour les plantes invasculaires (bryophytes et lichens). Les données européennes sont donc utilisables, d'autant plus que la simplicité de ces organismes les rend peu enclins à la différentiation génétique. Pour les conditions édaphiques, particulièrement le pH, les données de la littérature sont encore plus restreintes. Classiquement, pour le pH, on décrit les espèces comme étant calcicoles, neutrophiles et acidiphiles. Les données d'experts étant très difficiles à obtenir pour le pH, nous avons appliqué des régressions logistiques suivant le modèle de Laplace-Gauss sur des relevés issus d'études phytosociologiques faites à l'université Laval sous la direction du Professeur Miroslav Grantner. L'équation résultante de cette régression nous a permis de calculer la largeur de la distribution des espèces le long de ce gradient de pH. Cette dernière valeur, le kurtosis, permet d'avoir une idée de la plasticité des espèces vis-à-vis de ce gradient. Le même type d'analyse a été appliqué au gradient de lumière à l'aide du calcul de l'indice lumineux moyen obtenu suivant la valeur de tolérance à l'ombre des espèces présentes dans les relevés phytosociologiques. Quelque 96 espèces furent analysées de cette manière, et la régression nous a permis de dégager un indice de pH significatif pour 56 espèces et 51 espèces pour la lumière. L'analyse des résultats pour la plasticité nous a permis de dégager les patrons généraux de cette plasticité. La plasticité pour le pH varie selon une hyperbole négative en fonction de l'optimum écologique des espèces pour le pH. En d'autres termes, les espèces de milieu plus acide sont moins plastiques pour le pH, c'est-à-dire qu'elles se retrouvent sur des sols ayant une gamme de pH plus restreinte que les espèces de sol plus neutre. Ce résultat va dans le sens de l'hypothèse de spécialisation énoncée par Lortie and Aarssen (1996), à savoir que les espèces tendent à se spécialiser et cela au dépend de leur plasticité. Ce patron général ne se retrouve pas pour la lumière. Au contraire, il y a une très forte orthogonalité de la plasticité par rapport à son optimum. Cette orthogonalité indique que ces deux caractéristiques pour la lumière ne sont pas en interaction et il se peut qu'il n'y ait pas de spécialisation pour la lumière. Les espèces dites tolérantes à l'ombre ne deviendraient donc pas plus tolérantes à l'ombre avec le temps, mais seraient plutôt confinées à de faibles conditions de lumière à cause de leur faible compétitivité dans les milieux adjacents plus lumineux. En conclusion, ce mémoire a permis de mieux caractériser les conditions écologiques générales d'un très grand nombre d'espèces par rapport à leur réaction au pH et à la lumière, deux conditions écologiques très importantes pour les plantes. De plus, la tolérance à l'ombre, qui indique classiquement le niveau de lumière où une plante subsiste, pourrait aussi être définie comme l'habileté compétitrice de cette espèce.

Il est généralement admis que l'expertise scientifique et technique des laboratoires de recherche ainsi que l'expertise médicale des services cliniques contribuent toutes à mieux connaître et à améliorer la santé de l'homme en favorisant les interfaces entre recherche fondamentale et recherche médicale cognitive et clinique. Ce présent projet vient soutenir cette contribution en soutenant l'intégration de l'hyperthermie comme possibilité thérapeutique dans la lutte contre le cancer au sein des établissements de santé canadiens. Ce travail de recherche comprend deux volets. En premier lieu, nous nous sommes intéressés à la toxicité du choc thermique et à sa capacité d'induire différentes voies de signalisation de l'apoptose. En second lieu, nous avons évalué l'effet protecteur de la thermotolérance induite à des températures douces contre la toxicité d'un choc thermique subséquent létal. Plus précisément, nous avons étudié les mécanismes moléculaires d'induction de la voie des récepteurs de mort Fas par le choc thermique (1), ainsi que la tendance du choc thermique à activer les voies de signalisation cellulaire impliquant les protéines MAP kinases et la protéine p53(2) et à générer un stress du réticulum endoplasmique (3). Dans les trois chapitres de l'étude, nous avons également investigué le rôle de la thermotolérance et des protéines de choc thermique dans la protection des cellules contre l'induction de l'apoptose par l'hyperthermie létale. L'exposition des cellules à des températures élevées létales (42-45°C) a conduit les cellules vers une mort majoritairement apoptotique. Les trois voies de l'apoptose (voie mitochondriale, voie du récepteur de mort Fas et voie du RE) ont été induites. Cependant, l'inhibition spécifique de la voie du récepteur de mort Fas nous a permis de conclure que cette dernière était responsable de l'induction de la voie intrinsèque de l'apoptose médiée par la mitochondrie. Pour sa part, la voie du réticulum endoplasmique (RE) est induite suite à un stress prolongé du RE. Il s'est avéré aussi que l'induction de cette voie n'est pas indispensable pour l'induction de l'apoptose par choc thermique létal. Durant ces cascades signalétiques, les MAP kinases, en particulier les protéines JNK et p38, jouent un rôle crucial dans la phosphorylation et l'activation de divers facteurs pro-apoptotiques tels que Bax, Puma, Noxa et p53. Ceci a conduit à l'arrêt du cycle cellulaire en phase G0/S, et à la translocation de Bax à la mitochondrie et la dégradation de Bcl-2. D'autre part, suite à l'induction de la thermotolérance à la température de la fièvre (40°), nous étions capables de protéger les cellules contre la cytotoxicité d'un choc thermique létal subséquent. Malgré qu'aucunes évidences n'aient été établi, cet effet protecteur de la thermotolérance semble être en parfaite corrélation avec l'augmentation du niveau d'expression des HSPs. L'utilisation conjointe de l'hyperthermie létale et non létale (la thermotolérance) pourrait constituer une possibilité à envisager lors du traitement du cancer par les méthodes classiques. La pertinence et l'originalité de ce projet réside dans le fait que cette alternative est avant tout naturelle et biologique, peu coûteuse, et exemptée de la plupart des effets secondaires observés lors de l'utilisation des méthodes classiques de traitement, qui sont généralement toxiques et couteuses. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Hyperthermie, HSPs, Thermotolérance, Apoptose, Nécrose, Caspases, Calcium, ROS, Bcl-2, Fas, Mitochondrie, Réticulum Endoplasmique, p53, MAP kinases, Calpaïnes