Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2007-2008. / Le complexe MRN (MRE11-RAD50-NBS1) est essentiel au maintien de la stabilité du génome chez les eucaryotes supérieurs. Il a été démontré que la sous-unité MRE11 du complexe MRN, qui possède une activité nucléase nécessaire aux mécanismes de réparation des cassures double-brin (CDBs). est méthylée sur les arginines de façon asymétrique. Cette méthylation est effectuée par la protéine PRMT1 et survient sur les arginines du motif GAR (Glycine-Arginine Rich) de la protéine MRE11. Cet événement arrive apparemment avant l'incorporation de MRE11 dans le complexe MRN. Le motif GAR de MRE11 influence la relocalisation in vivo de MRN en réponse aux CDBs. en plus d'affecter la réponse de signalisation des CDBs. De plus, une analyse des mutants ponctuels sur les arginines du motif GAR de MRE11 montre que ces arginines normalement méthylées influencent l'activité nucléase de MRE11 in vitro. Finalement, nous montrons que le domaine GAR de MRE11 permet la liaison de la protéine SMN par son domaine tudor, in vivo et in vitro. Cette interaction suggère la participation de SMN au niveau de la réparation des CDBs, ce qui est supporté par la sensibilité aux CDBs des cellules mutantes pour le gène smnl. Nos résultats démontrent, pour la première fois, une implication possible de SMN dans la réparation de l'ADN.

Les puces à ADN, ont vu le jour à la fin du vingtième siècle. L'utilisation de l'Imagerie par Résonance des Plasmons de Surface dans de tels outils est très prometteuse. En effet, cette technique permet de suivre en temps réel et en parallèle, sans l'usage de marqueur, différentes interactions se déroulant sur une surface métallique. Elle nous a servi pour analyser les interactions ADN/ADN dans le but du diagnostic génétique. Pour cela nous avons fixé des molécules d'ADN biotinylées sur une surface d'or par l'intermédiaire d'une structure auto-assemblée composée successivement un acide thiolé, d'un polymère chargé positivement et de l'ExtrAvidine. L'analyse des interactions ADN/ADN montre que le système employé permet de distinguer la formation d'un double brin d'ADN totalement complémentaires de celle d'un double brin avec une mutation. Cette distinction est nette pour une délétion. Le cas plus subtil d'une substitution nous a poussé à examiner l'effet de la longueur des ADN sur la réponse optique du système. Cette étude a fait ressortir l'influence de la température de fusion des séquences sur le signal obtenu. La représentation des résultats en fonction de ce dernier paramètre a permis de les modéliser, d'expliquer la différence de comportement des diverses molécules utilisées et de prédire le résultat des hybridations entre oligonucléotides quelconques. Ainsi, pour valider notre modèle, nous avons conçu un ensemble de séquences capable de révéler six des plus fréquentes mutations de la mucoviscidose. Les résultats expérimentaux sont en bon accord avec les résultats théoriques. Les premiers essais de diagnostic génétique sont prometteurs.

Des prospections réalisées en Equateur (Amazonie et côte pacifique) ont permis la collecte d'un matériel entomologique abondant et diversifié, notamment chez les Psychodopygina. Nos travaux ont permis de réaliser plusieurs travaux de systématique, essentiellement moléculaire. Afin de tester les hypothèses phylogénétiques développées par Galati (2010), nous avons conduit une étude de phylogénie moléculaire chez les Psychodopygina. Basée sur les séquences des domaines D1, C2 et D2 de l'ADNr 28S et sur celles d'une partie du cytochrome b de l'ADNmt, elle inclut 49 espèces représentant les sept genres de la sous tribu et la majorité des sous-genres et séries. Les marqueurs ribosomiques sont mieux adaptés à la problématique que le marqueur mitochondrial. Le genre Psychodopygus est monophylétique. En raison du positionnement de Ny. richardwardi parmi les Trichophoromyia, nous concluons à la paraphylie des genres Nyssomyia et Trichophoromyia. Le genre Psathyromyia est également paraphylétique, tout comme le genre Martinsmyia. Le genre Bichromomyia serait le groupe frère du genre Psychodopygus et la validité du genre Vianniamyia, inclus dans le genre Psathyromyia doit être discutée. Des phylogénies moléculaires plus terminales ont été réalisées par comparaison de séquences de l'ITS2, de l'EF-1α et du cytochrome b.Chez les Psychodopygus de la série Guyanensis, une étude moléculaire couplée à une étude morphologique et morphométrique de morphotypes différents chez Ps. geniculatus, en sympatrie avec Ps. corossoniensis et Ps. luisleoni nous a conduit à décrire une espèce nouvelle pour la science : Ps. francoisleponti.Chez Pa. aragaoi, notre étude pilote basée sur l'analyse de morphotypes différents allopatriques et sympatriques renforce l'hypothèse de l'existence probable d'un complexe d'espèces chez ce taxon. Chez Ny. trapidoi, les analyses moléculaires et enzymatiques conduites sur des exemplaires clairs et foncés ne supportent pas la mise en évidence de deux populations comme cela avait été auparavant démontré. Nos approches épidémiologiques ont permis de mettre en évidence l'ADN d'Endotrypanum monterogeii chez plusieurs exemplaires de Ny. trapidoi. Si aucun phlebovirus n'a été détecté dans les échantillons étudiés, nous rapportons la présence d'un flavivirus chez Pa. abonnenci. Mots-clés: Psychodopygina, Equateur, ADN ribosomique, ADN mitochondrial, phylogénie, Endotrypanum. / Most Ecuadorian sand flies studied so far belong to Psychodopygina sub tribe and the present research uses morphometric and modern molecular techniques to answer many some questions regarding this taxon in Ecuador. We present phenetic and phylogenetic analyses based on the sequences of the domains D1, C2 and D2 of the 28S rDNA and cytochrome b mtDNA were used to test the classification of Psychodopygina sub tribe proposed by Galati (2010). Our study includes 49 species representing the seven genera included in the sub tribe and its main subgenera and series. The results support the monophyly of the genus Psychodopygus. The genera Psathyromyia, Nyssomyia and Trichophoromyia are paraphyletic. Bichromomyia is the sister group of Psychodopygus and the validity of the genus Viannamyia is doubtful because it is included inside the Psathyromyia genus. Our data strongly suggest the presence of two populations within Ps. geniculatus and the lack of intermediate forms between these two morphotypes incited us to describe a new sympatric species, Psychodopygus francoisleponti.We also carried out a pilot study based on the analysis of different allopatric and sympatric morphotypes of Pa. aragaoi which suggested the existence of a possible complex of species in this taxa.Finally, we analyzed of mitochondrial gene sequences and isoenzymes from Ny. trapidoi collecte from Ecuador and our result did not support the existence of two sibling species within as previously reported in the literature. From an epidemiological point of view, we emphasize the probable vectorial role of Nyssomyia trapidoi for Endotrypanum monterogeii. Moreover, no phlebovirus was detected in the processed sand flies whereas a flavivirus has been found in a pool of Psathyromyia. abonnenci females.Key words: Psychodopygina, Ecuador, ribosomal DNA, mitochondrial DNA, phylogeny, Endotrypanum.

Dans les cellules eucaryotes, les extrémités des chromosomes linéaires sont protégées par une structure nucléoprotéique, appelée télomère. Un télomère non fonctionnel peut induire des réarrangements de chromosomes et d’instabilité génomique, et ainsi, contribuer au vieillissement ou au développement de cancers. L’instabilité génomique est initiée par une réparation nuisible des extrémités chromosomiques, dont certains aspects sont régulés par la principale kinase du cycle cellulaire, Cdc28 (ou Cdk1 pour Cyclin dependant kinase 1), chez Saccharomyces cerevisiae. Par exemple, la déstabilisation des télomères induite par l’inactivation de la protéine Cdc13, une des protéines de la coiffe protectrice du télomère, conduit à la résection extensive et non contrôlée des extrémités des chromosomes, promue par la kinase Cdc28. La kinase Cdc28 n’est pas en mesure d’accomplir ses fonctions par elle-même; elle est activée à l’aide d’une de ses neuf différentes sous-unités auxiliaires, appelées cyclines. Les cyclines sont non seulement responsables pour activer, mais aussi pour guider la kinase vers de substrats spécifiques lors l’exécution de ses nombreuses tâches. Alors, l’objectif des travaux de maîtrise fut de définir la contribution des sous-unités individuelles de cyclines, dans la dégradation des télomères non fonctionnels. Suite à la déprotection contrôlée des télomères par l’inactivation de la protéine Cdc13, l’effet des délétions de trois groupes de cyclines, cyclines précoces de la phase S, de la phase S ou de la phase M sur la croissance et sur la structure des télomères ont été déterminés. En fonction des résultats obtenus, aucune simple délétion de cyclines de la phase S ne semble avoir un effet sur la dégradation des télomères. En général, les résultats pour les doubles délétions sont cohérents avec les observations faites avec les simples délétions, sauf que certaines doubles délétions de cyclines de la phase S combinée avec l’allèle cdc13-1 ont montrées une croissance détériorée et une accumulation plus élevée d’ADN sb aux télomères que les contrôles pertinents. Pourtant, aucune de ces doubles délétions ne supprime le phénotype de thermosensibilité d’allèle cdc13-1. Cependant, la viabilité des cellules cdc13-1 contenant de triples délétions de S cyclines est gravement compromise par rapport au contrôle, les cellules cdc13-1, à une température semi-permissive, malgré que les niveaux de l’AND sb aux télomères et l’activation de la DDR sont comparables à ceux du contrôle. Il est proposé que ceci pourrait refléter un effet combiné des délétions de cyclines et de Cdc13 sur la réplication ou, encore, une limitation de la technique utilisée pour la détection de l’ADN sb. À l’aide de l’expression contrôlée de Clb5, l’effet d’élimination de toutes les cyclines de la phase S a pu être étudié. Les résultats démontrent que la résection aux télomères et l’activation de la DDR suite à la déprotection ne sont pas réprimées en absence de toutes les cyclines de la phase S. Ces résultats suggèrent que les cyclines mitotiques sont probablement responsables pour l’accumulation d’ADN simple brin observée aux télomères déprotégés, mais l’expérimentation pour confirmer ou écarter cette possibilité n’était pas réalisée durant le terme de cette maîtrise. Un deuxième objectif de mes travaux de maîtrise fut la mise au point dans notre laboratoire d’une technique basée sur la PCR quantitative qui permet de quantifier l’ADN simple brin et de suivre la dynamique de la résection aux télomères non fonctionnels, appelée QAOS (d’anglais Quantitative Amplification of Single-stranded DNA). La technique QAOS qui a été mise au point lors de ma maîtrise nous a permis de confirmer les résultats obtenus par la technique de l’hybridation non dénaturante.

L'exploration complète de la diversité bactérienne reste incomplète, due à des limitations techniques (extraction d'ADN incomplète, limites des techniques de caractérisation...), à la complexité et l'hétérogénéité de la matrice sol (présence de microenvironnements...) et à l'existence de populations numériquement faibles. Bien que ces populations minoritaires jouent probablement un rôle important dans le fonctionnement de la communauté, elles sont rarement détectées par les techniques conventionnelles. Nos objectifs dans le cadre de ce travail de thèse ont été de développer des approches tant conceptuelles que techniques qui permettent d‟accéder à un niveau plus important de la diversité bactérienne présente dans les environnements complexes comme les sols. La première approche a pour but de favoriser le développement de bactéries minoritaires grâce à l'inoculation de communautés bactériennes dans des sols stérilisés avec des propriétés physico-chimiques différentes, afin de confirmer ou d‟infirmer le concept de Baas Becking « tout est partout et l‟environnement sélectionne ». Les changements de structures des communautés bactériennes inoculées, sont analysés à l'aide de puces à ADN taxonomique nouvellement développées. Les résultats confirment clairement l'impact de l'environnement sur la structure des populations bactériennes. De plus l'analyse des puces à ADN révèle des bactéries précédemment non détectées, confirmant la présence de populations minoritaires et la possibilité d‟augmenter leur abondance relative sous différentes conditions. La deuxième approche consiste au développement d'une souche bactérienne capable de capturer in situ des fragments d‟ADN. Elle a pour but d'éviter l'étape d'extraction d‟ADN. Cet outil est basé sur la construction d'un système de contre sélection positive permettant de sélectionner les clones ayant intégré des gènes d'intérêt. Nos travaux montrent clairement qu'il est possible d'améliorer l'accès à cette « rare biosphere » sans toutefois pouvoir répondre entièrement à la question : est-ce que tout est partout?

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

Al exponer el tubérculo de papa a temperaturas inferiores a los 7 °C, ocurre lo que se conoce como “endulzamiento por frío”. Este daño fisiológico, es la principal causa de rechazo de lotes de papa serrana para la industria, consiste en la acumulación de azúcares reductores (glucosa y fructosa) como resultado de la sucesiva degradación del almidón y sus componentes. Para ver la calidad de una papa almacenada en frío, sus niveles de azúcar deberán incrementarse en lo mínimo o no variar, para no perder su potencial como producto agroindustrial, caso contrario serviría para el procesamiento solo después de la cosecha. Por ello en el presente trabajo de tesis se seleccionó cultivares nativos de papa tolerantes al endulzamiento en frío, mediante su análisis fenotípico, bioquímico y molecular. Esto se desarrolló en las instalaciones del Centro Internacional de la Papa (CIP), en los laboratorios de Procesamiento, Fisiología y de Biología Molecular de la División de mejoramiento de cultivos. Se trabajó con 40 cultivares de papas nativas, seleccionadas anteriormente por su calidad de fritura teniendo como referente la relación entre: materia seca, fritura y azúcares reductores. / When potato tubers are exposed to temperatures lower than 7 °C, a process known as “Low Temperature Sweetening” takes place. This physiological damage involves the accumulation of the reducing sugars (glucose and fructose) as a result of successive degradation of the starch and its components, and is the principal reason native potato crops are rejected by industry. To maintain its potential as an agroindustrial product, a potato should be processed quickly (before sugars can accumulate) or be cold tolerant so if cold stored, will not change its levels of sugars much. To address this issue, the present thesis work selected native cultivars of potato resistant to cold induced sweetening, and characterized them phenotypically, biochemically, and genetically. This was done at the International Potato Research Institute (CIP), in the laboratories of the Processing, Physiology, and Molecular Biology Division of the department of Germplasm Improvement. There were 40 varieties of native potatoes, selected previously for their frying quality, dry matter content, and reducing sugar content.

El conocimiento de la estructura de las proteínas constituye una de las principales aproximaciones hacia el entendimiento de las bases moleculares de las enfermedades humanas; en particular, puede ser usada para racionalizar los efectos de muchas mutaciones causantes de enfermedades, que a menudo son asociadas con cambios en la estabilidad de las proteínas. En este trabajo, se estudia el Dominio BRCT, módulo evolutivo de aproximadamente 95 aminoácidos, con plegamiento autónomo, conservado a través de la mayoría de taxas y encontrado en muchas proteínas relacionadas a la reparación del DNA, recombinación y control del ciclo celular. Una de las características conservadas del plegamiento del dominio BRCT es la estructura formada por dos alfa hélices en una región de la molécula, haciendo frente a la hoja plegada ß central, que contiene dos de las mas conocidas mutaciones relacionadas a cáncer de mama, y que resultan en la introducción de un residuo cargado que desestabiliza la interfase del complejo BRCT-BRCT en la proteína BRCA1. Para este trabajo, elegimos probar la estabilidad del BRCT presente en la enzima DNLJ ligasa de una bacteria termófila mediante la remoción de la carga de superficie, “R21”, de esta estructura. Este es un primer paso para evaluar si la carga de superficie contribuye significativamente a la estabilidad de este dominio termofílico, para profundizar en el posible rol de la estabilidad del BRCT en el desarrollo del cáncer de mama, y por encima de todo, para determinar las bases de la estabilidad de este dominio que dada su frecuencia, se constituye en un hecho biológicamente relevante. Los resultados preliminares sugieren que la estabilidad del dominio BRCT de la DNLJ ligasa de Thermus thermophilus, es tolerante a la remoción de cargas en su superficie, pero es afectado por las variaciones en la hidrofobicidad. Aunque estas mutaciones no muestran variaciones significativas en la estructura y la estabilidad del dominio, si podrían estar afectando la habilidad de interactuar con otras proteínas. / The knowledge of protein structure constitutes one of the main approaches towards understanding the molecular basis of human disease, in particular, protein structure can be used to rationalize the effects of many disease-causing mutations, which often are associated with changes of protein stability. In this work, the BRCT domain is studied, an evolutionary protein module with autonomous folding, of approximately 95 aminoacids, found in numerous proteins involved in DNA repair, recombination and cell cycle control. One of the conserved features of the BRCT fold is a two helical bundle located against one side of the central four-stranded ß sheet, which features two of the best known mutations in breast cancer resulting from introducing a distabilizing charge within the interface of the BRCT-BRCT complex in BRCA1. We have chosen to probe the stability of the BRCT of DNLJ ligase in a thermophilic bacteria by removing the surface charge "R21" from this bundle. This is a first step to test whether this surface charge contributes significantly to the stability of this thermophilic domain, to gain insight about the possible role of BRCT stability on the breast cancer disease, and most of all, to determine the basis for the stability of this frequently found and biologically relevant structural domain. Our preliminar results suggest that the stability of the BRCT of the DNLJ ligasa of Thermus thermophilus BRCT domain is tolerant to the surface charge removal, but is affected by hydrophobicity. Although these mutations do not show significant variations in the structure and stability of the domain itself, they may affect their ability to interact with other protein modules.

El empleo de marcadores moleculares como los microsatélites del DNA humano son de mucha importancia en los estudios de filiación e identificación en la práctica forense, estos estudios se basan en las frecuencias alélicas de los microsatélites o marcadores genéticos del DNA, que para el caso del Perú están supeditados a las frecuencias alélicas reportadas para la población hispanoamericana. Este trabajo tiene como objetivo determinar si existe diferencia significativa entre las frecuencias alélicas del microsatélite D16S539 de la muestra poblacional de ascendencia ancashina y la hispanoamericana. Los estudios genéticos, como la identificación de los genotipos de los individuos y la determinación del equilibrio genético de la población fueron realizados en una muestra de 33 individuos no emparentados usando la técnica de PCR seguida por electroforesis en geles de poliacrilamida al 8% 7M urea y tinción con nitrato de plata, encontrándose 5 alelos de 9 reportados para el D16S539 (Steven y col., 1998), siendo la frecuencia del alelo 9 igual a 0.242, 10 igual a 0.258, 11 igual a 0.288, 12 igual a 0.106 y 13 igual a 0.106. La población estudiada se encontró en equilibrio de Hardy-Weinberg con respecto a este marcador y además no existía diferencia significativa entre las frecuencias alélicas del D16S539 de la muestra poblacional de ascendencia andina ancashina y la hispanoamericana. / --- The use of microsatellites, as molecular markers of human DNA, are important in the studies of affiliation and identification in forensic practices. These studies are based on allelic frequencies in certain populations. For example, in Peru the frequencies reported are often for Hispano-Americans. This research attempts to determine if significant differences among allelic frequencies of the microsatellite D16S539 exist between two populations: a Peruvian Ancash sample and a general sample of Hispano-Americans. Genetic populations studies were carried out in a sample of 33 norelated individuals using PCR followed by 8% polyacrilamide gel electrophoresis and silver staining. The population presented 5 alleles of the 9 found for the D16S539 microsatellite, with the respective frequencies: 9 (0.242), 10 (0.258), 11 (0.288), 12 (0.106) and 13 (0.106). The population in study was found to be in Hardy-Weinberg equilibrium with regard to this marker and there were no significant differences between the allelic frequencies of the population of Ancash origin, and general sample of Hispano-Americans.

Un índice de genes de camote Ipomoea batatas (L.) Lam. ha sido establecido basado en el pirosecuenciamiento. Dos colecciones normalizadas de cDNA de tallos y hojas de camote cultivar Tanzania que habían sido expuestos a sequía, dieron 524,209 reads. Después del establecimiento de los parámetros óptimos de ensamblaje, estos reads fueron ensamblados junto con 22,094 EST disponibles públicamente en el GenBank, dando como resultado del ensamblaje 31,685 contigs y 34,733 singletons. Las comparaciones usando Blastx en la base de datos del UniRef100 permitió la anotación de 23,957 contigs y 15,342 singletons, resultando en 24,657 genes únicos. Además, 27,119 secuencias no tienen ninguna coincidencia con las secuencias proteicas del Uniref100. La anotación de 24,763 secuencias incluye la atribución de GO terms. Adicionalmente, se han encontrado 293 genes involucrados en la respuesta a estrés hídrico. Basado en este índice de genes, se ha identificado 195 marcadores microsatélites que fueron amplificados exitosamente y evaluados en un grupo de seis hexaploides de Ipomoea batatas y dos diploides de Ipomoea trífida. Palabras claves: anotación de genes, ensamblaje de transcriptoma, Ipomoea batatas, Ipomoea trífida, marcadores microsatélites, pirosecuenciamiento 454, recursos genéticos. / --- A sweetpotato Ipomoea batatas (L.) Lam. gene index was established based on pyrosequencing. Two normalized cDNA collections from stems and leaves were produced from drought stressed sweetpotato cultivar Tanzania and yielded 524,209 pyrosequencing reads. After establishment of the optimal assembly parameters, these reads were assembled together with 22,094 publically available expressed sequence tags into 31,685 sets of overlapping DNA segments and 34,733 unassembled sequences. Blastx comparisons with the UniRef100 database allowed annotation of 23,957 contigs and 15,342 singletons resulting in 24,657 putatively unique genes. Further 27,119 sequences had no match to protein sequences of UniRef100 database. Annotation of 24,763 sequences included the attribution of gene ontology terms to as many sequences as possible. In adition it was found 293 genes involved in water response. Based on this gene index, we have identified 195 gene-based microsatellite markers that could be successfully amplified and scored in a test panel of six hexaploid I. batatas and 2 diploid I. trifida genotypes. Key words: Ipomoea batatas, Ipomoea trífida, gene annotation, genetic resources, microsatellite markers, 454 pyrosequencing, transcriptome assembly.