Les nombreux progrès en génie génétique ont mené au développement d’un nouveau système pour produire des molécules thérapeutiques : la moléculture végétale. L’intérêt de transformer des plantes en usine à molécules au service de l’Homme s’explique par les faibles coûts de production, la biosécurité et la capacité des plantes à synthétiser les protéines recombinantes présentant un repliement, une glycosylation et une activité appropriés. L’ablation florale constitue l’une des meilleures méthodes pour assurer le confinement génétique par stérilité mâle et femelle en plein champ. Avec objectif final de développer cette stratégie chez la luzerne (Medicago sativa), le promoteur MsMADS1 de la famille des MADS box a été isolé du génome de la luzerne et fusionné au gène rapporteur GUS et au gène codant pour la saporine, une protéine cytotoxique. Suite à la transformation génétique d’Arabidopsis thaliana (Arabidopsis) à l’aide de diverses constructions, des plants transgéniques ont été générés et analysés. Des analyses d’expression transitoire ont aussi été effectuées pour évaluer l’expression du gène rapporteur GUS dans des cellules de luzerne par agro-infiltration des différentes constructions réalisées. Parallèlement, la marche génomique a été utilisée pour isoler et caractériser la séquence génomique du gène MsMADS1. La structure génomique du gène MsMADS1 semble inhabituelle avec un premier intron de plus de 1,9 kb et cette séquence ne présente pas d’homologie avec des séquences connues. Chez les plants transgéniques d’Arabidopsis, le promoteur MsMADS1 a permis l’expression de GUS de façon préférentielle dans les fleurs. Étonnamment, les constructions contenant le gène codant pour la saporine ont mené à l’obtention de plants transgéniques viables, dont le phénotype est identique aux plants sauvages d’Arabidopsis. / Progress in genetic engineering has led to the development of a new system to produce therapeutic molecules in plants: molecular pharming. The interest to transform plants into molecular factories for human purposes is explained by its lower cost, its biosecurity and the capacity of plants to synthesize recombinant proteins with appropriate folding, glycosylation and activity. Floral ablation represents one of the best ways to establish both male and female genetic confinement in open field conditions. With the final objective to develop this strategy in alfalfa (Medicago sativa), the promoter of a MADS box gene, MsMADS1, was isolated from the alfalfa genome. The genomic organisation of MsMADS1 appears to be unusual with a first intron longer than 1,9 kp without homology to any known sequence. This promoter was fused to the GUS reporter gene and a cytotoxic protein gene (saporin). Following Agrobacterium-mediated transformation of Arabidopsis thaliana (Arabidopsis) with various constructs, transgenic plants were regenerated and analysed. Transient expression was also assayed to evaluate GUS expression in alfalfa cells. Additional MsMADS1 genomic sequence was obtained by genome walking. In transgenic Arabidopsis, the MsMADS1 promoter allowed GUS expression preferentially in flowers. Surprisingly, saporin constructs resulted in the production of viable transgenic plants with a phenotype identical to wild Arabidopsis.

Les arbres doivent s'adapter aux variations climatiques afin de survivre aux changements saisonniers, et ce, de façon multi-annuelle. Plusieurs études ont montré qu'il y a de la variabilité génétique à l'intérieur des espèces et que cette variabilité aide les espèces à survivre et à s'acclimater à différents changements environnementaux. Vingt-quatre gènes potentiellement reliés à l'adaptation ont préalablement été identifiés chez l'épinette noire (Picea mariana [Mill.] B.S.P.). L'objectif de cette étude était d'acquérir des évidences du rôle potentiel de ces gènes dans l'acclimatation et l'adaptation en étudiant leur expression. Pour ce faire, l'expression des gènes sera étudiée au niveau spatio-temporelle (la variation de l'expression selon le stade physiologique la variation de l'expression selon le tissus) et aussi selon les différents génotypes. En général, il a été montré dans cette étude qu'il y avait beaucoup de variabilité dans l'expression des gènes candidats selon les tissus ou l'organe étudié, mais aussi selon le stade physiologique de l'arbre. Les gènes étaient exprimés majoritairement dans des tissus pouvant être reliés plus directement dans l'acclimatation et l'adaptation, par exemple la tige primaire. De plus, pour certains gènes, une interaction entre le génotype et le stade physiologique de l'arbre a été observée, c'est-à-dire que certains génotypes pourraient réagir dans le temps alors que d'autres le feraient moins.

L'hypertension de grossesse (HG) se retrouve chez 5 à 10% des femmes enceintes. Son étiologie demeure inconnue à ce jour, mais sa physiopathologie impliquerait une perfusion sanguine abaissée de l'unité foeto-maternelle entraînant un stress oxydatif suivi d'une dysfonction de l'endothélium vasculaire maternel. Nos travaux de recherche visent l'identification des facteurs génétiques liés au stress oxydatif et pouvant prédisposer à l'HG chez la femme. Dans ce but, nous avons évalué certains polymorphismes de gènes impliqués dans la biotransformation des dérivés actifs de l'oxygène et des xénobiotiques : glutathion S-transférase pi (GSTP1), mu (GSTM1) et thêta (GSTT1) ; cytochrome p450 (CYP1A1), époxyde hydrolase (EPXH), NO-synthase endothéliale (eNOS), catalase (CAT) et superoxyde dismutase (MnSOD). Notre étude a permis de mettre en évidence quatre polymorphismes associés au risque d'HG et/ou de prééclampsie (PE) : GST[pi] A313 [313 en exposant]G (RC= 0.42 IC 95% [0.22-0.80]) ; GSTM1dél [dél en exposant] (RC= 0.26 [0.07-0.91]) ; eNOS G849 [849 en exposant]T (RC = 3.19 [1.33-7.67]) ainsi que CAT G-844 [-844 en exposant]A (RC= 0.24 [0.07-0.85]). Nos résultats montrent également plusieurs associations d'allèles indépendants combinés deux à deux prédictives d'un risque d'HG. En corollaire, certains marqueurs génétiques d'enzymes impliquées dans la biotransformation pourraient permettre d'identifier précocement les femmes à risque d'HG et pourraient avoir des implications sur le risque de maladies cardiovasculaires à long terme.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2007-2008. / L'ostéoporose est une maladie générale du squelette caractérisée par une faible densité osseuse, elle-même influencée par une forte composante génétique. Des études de liaison et de génomique fonctionnelle ont révélé que Aloxl5 influençait négativement la densité osseuse chez des modèles murins. La présente étude visait donc à étudier l'association entre l'homologue humain de Aloxl5 et la densité osseuse chez des femmes canadiennes-françaises. Pour ce faire, des SNPs localisés dans le promoteur du gène susceptibles d'être fonctionnels et des tagSNPs ont été génotypes par PCR-ASO et testés pour leur association avec quatre mesures osseuses chez des femmes préménopausées. Des analyses de marqueurs individuels et en haplotypes ont été réalisées par analyse de covariance en contrôlant pour plusieurs variables non-génétiques. Dans les deux cas, des marqueurs individuels ou des combinaisons multi-marqueurs ont montré des associations significatives ce qui laisse suggérer que ALOX15 puisse influencer la densité osseuse chez les femmes préménopausées.

À l'heure actuelle, les deux principaux gènes de susceptibilité au cancer du sein et/ou de l'ovaire ont été identifiés, soient les gènes BRCA1 et BRCA2. Ces deux principaux gènes auraient un rôle important à jouer dans le maintien de l'intégrité du génome. Les porteuses d'un gène BRCA1/2 muté auraient un risque d'être atteintes d'un cancer du sein de 45% à 65% avant l'âge de 70 ans, tandis que cette valeur serait de 11% à 39% pour le cancer de l'ovaire, lorsqu'estimé à partir d'individus non-sélectionnées sur la base de l'histoire familiale. Non seulement, il existe à l'heure actuelle une divergence importante quant aux estimations concernant la contribution relative et l'impact des gènes BRCA1 et BRCA2 dans les cas familiaux de cancer du sein, mais les données provenant des autres populations étudiées ne peuvent être extrapolées à la population canadienne-française, puisque nous sommes en présence d'un effet fondateur. Nous avons démontré que la majorité des familles canadienne-française du Québec à risque élevé de développer un cancer du sein et/ou de l'ovaire porteuses d'une mutation délétères de BRCA1 ou BRCA2 pouvaient être expliquées par la présence de 11 mutations délétères récurrentes et c'est la première étude à déterminer la proportion des familles BRCA1, BRCA2 ou BRCAX dans la population canadienne-française à haut risque. Nous avons aussi démontré que l'utilisation du modèle empirique de Manchester est efficace afin de prédire la probabilité qu'une famille soit porteuse d'une mutation dans cette même population. De plus, suite à des analyses de type « Southern blot » et « multiplex ligation-dependent probe amplification » (MLPA), la présence de mutations de type réarrangements chromosomiques semble très rare dans notre population puisque si de telles altérations avaient été présente à une fréquence supérieure à 2.2%, nous aurions eu 95% de chance d'en identifier au moins une dans les 135 familles étudiées par ces deux méthodes. Finalement, nous avons mis en évidence un nouveau transcrit du gène BRCA1. Celui-ci est généré par un épissage alternatif créant un nouvel exon, apelé exon 13A, constitué d'un segment de 66 nucléotides. Les résultats de ces différentes études démontrent l'apport qu'ont les mutations délétères de BRCA1 et BRCA2 chez les canadiennes-françaises. Ces éléments de réponse pourraient avoir un impact majeur sur la santé et sur la prise en charge des femmes ou hommes porteurs de telles mutations.

Cette thèse de doctorat porte sur l'étude des notions fondamentales de la vision, plus particulièrement de la compréhension de l'homéostasie et de la cicatrisation de la cornée. En fait, l'attention de ces travaux est accordée à la modulation de l'expression d'un récepteur important dans l'adhésion de l'épithélium cornéen : la sous-unité d'intégrine a6. Les intégrines sont des protéines transmembranaires, des composantes essentielles de l'adhésion entre cellules et la matrice extracellulaire. D'ailleurs, les intégrines sont impliquées dans la plupart des processus cellulaires et sont un élément clef de tout tissu, incluant le tissu oculaire. Les intégrines a6(31 et a6|34 sont toutes deux exprimées au niveau de l'épithélium cornéen, deux intégrines ayant comme ligand la laminine. Lors de la cicatrisation cornéenne, l'expression de la laminine ainsi que celle de la sous-unité a6 est favorisée. Cependant, le rôle des intégrines a6(31 et a6(34 ainsi que la modulation de l'expression du gène de la sous-unité a6 au niveau de l'épithélium cornéen demeuraient des éléments obscurs avant le début de ces travaux. L'objectif principal des travaux était donc d'identifier les facteurs importants dans la modulation du promoteur du gène de la sous-unité d'intégrine a6 dans la réponse des cellules épithéliales de l'épithélium cornéen lors de la cicatrisation cornéenne. Ces travaux ont permis de démontrer l'importance des facteurs Spl, Sp3 et NFI dans la régulation de la transcription du gène a6 dans l'homéostasie, ainsi qu'à des étapes précises du processus de la cicatrisation cornéenne. De plus, l'effet global de la laminine dans la réponse des cellules épithéliales de la cornée suite à l'activation des intégrines a6(31 et a6(34 est mieux défini. / This doctoral thesis is a study based on the fundamental notions of vision, more particularly the comprehension of corneal homeostasis and wound healing. It pays a particular attention to the modulation of expression of a gene that encodes a membrane-bound receptor subunit, the a6 subunit from the a6|31 and a6(34 integrins, important for adhesion of the corneal epithelium to the basement membrane. These integrins constitute essential components of cell-to-cell and cell-extracellular matrix adhesions. These trans-membrane receptors are involved in most cellular processes and represent key elements in ail tissues, including ocular tissues. Expression of both the a6|31 and a6(34 integrins, whose respective ligand is laminin, has been reported in the corneal epithelium. Recently, expression of the a6 subunit has been shown to be coordinated with the massive secretion of laminin that occurs 24 hours following damage to the corneal epithelium. However, the precise function played by laminin on the modulation of expression of the a6 subunit gene had never been explored before the present study. The a6 gene promoter is deprived of a TATA binding cassette. On the other hand, it possesses a high content in guanine and cytosine residue (GC-rich promoter), a condition required in order to ensure proper regulation of a6 gene transcription. This study demonstrates the importance of the transcription factors Spl, Sp3 and NFI in the transcription regulation of the a6 gene during corneal wound healing. In addition, the global influence of laminin in the response of the corneal epithelial cells following activation of the a6|31 and a6(34 integrins is further explored. In conclusion, the results presented in this work shed light at least in part on the extreme complexity of the gene regulation network that takes place at the corneal epithelium during wound healing

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2010-2011 / Les gènes de susceptibilité connus n'expliquent qu'environ 25% des cas de cancer du sein familiaux. La recherche de nouveaux gènes de susceptibilité s'avère donc primordiale. Les gènes de la famille FANC sont des candidats intéressants, car au moins quatre gènes FANC ont été associés à un risque accru de cancer du sein. Le gène FANCC se démarque également par sa localisation principalement cytoplasmique et ses rôles dans diverses voies dans ce compartiment. Le séquençage des exons et des régions introniques avoisinantes ont permis d'identifier six variants, dont deux semblent intéressants. c.816G>A mène à un changement d'acide aminé pouvant affecter la fonction de FANCC alors que le variant c.896+81G>A se retrouve plus fréquemment chez les cas de cancer du sein par rapport à une cohorte de femmes non atteintes. L'analyse de l'ADN complémentaire (ADNc) a permis d'identifier trois variants d'épissage dont un jamais rapporté. L'impact de ces variants sur la fonction de la protéine FANCC demeure très peu étudié.

La production d'embryons bovins in vitro demeure aujourd'hui moitié moins efficace que le processus in vivo. La réserve de transcrits maternels accumulés par l'ovocyte semble déterminante dans sa capacité à se développer en un embryon viable. Quatre groupes d'ovocytes et de jeunes embryons ont été comparés afin d'isoler des marqueurs potentiels de compétence à partir de leur transcriptome. Chaque groupe a permis d'étudier l'influence d'une caractéristique associée au niveau de compétence : les conditions de la maturation finale, la composition du milieu de maturation, le délai de premier clivage et le diamètre folliculaire. L'utilisation de techniques modernes de biologie moléculaire telles que l'hybridation soustractive suppressive et l'hybridation de biopuces a permis de sélectionner treize candidats potentiels. Après vérification par PCR en temps réel, neuf candidats présentent un niveau d'ARNm associé à la compétence. Leur caractérisation pourrait contribuer à l'enrichissement de nos connaissances sur la qualité ovocytaire.

L'obésité constitue un problème majeur de santé publique à l'échelle mondiale. L'obésité est influencée par plusieurs facteurs environnementaux et génétiques. Jusqu'à présent, la recherche a permis l'identification de plusieurs gènes et loci associés à l'obésité. Cependant, nos connaissances concernant les facteurs génétiques affectant les comportements et les apports alimentaires, ainsi que leur impact sur le développement de l'obésité, demeurent limitées. L'objectif général de cette thèse était d'étudier les déterminants génétiques des apports et des comportements alimentaires associés à l'obésité et de documenter leurs impacts chez les sujets de l'étude des familles de Québec. Différentes approches ont été utilisées afin de caractériser l'implication des facteurs génétiques sur les apports et les comportements alimentaires. Premièrement, un criblage génomique a été effectué sur l'apport énergétique total et les apports en macronutriments. Plusieurs régions chromosomiques ont été identifiées, incluant Ip35.3-p35.2, lp32.2, 3p25.2, 3q27.3, 5ql5 et 10pl5.3-pl4. Deuxièmement, plusieurs gènes candidats, sélectionnés pour leurs liens probables avec la régulation énergétique et l'obésité, ont été étudiés afin de vérifier leur association avec les apports et les comportements alimentaires. Deux polymorphismes du gène GAD2 ont été associés aux comportements alimentaires et aux apports alimentaires chez les femmes, de même qu'à un gain de poids supérieur sur une période de 6 ans. Le gène FTO a, quant à lui, été associé à l'adiposité, de même qu'aux apports et aux comportements alimentaires. Sélectionné suite à l'analyse d'un criblage génomique pour les comportements alimentaires, le gène OR7D4, a été associé à l'adiposité et à la restriction alimentaire. D'autres récepteurs olfactifs situés dans la même région ont également été associés aux comportements alimentaires et à l'adiposité. Finalement, nous avons entrepris l'interprétation d'un GWAS, pour lequel 44 variants et 29 régions chromosomiques ont été associés aux apports et aux comportements alimentaires. Les résultats des travaux présentés dans cette thèse suggèrent que plusieurs gènes candidats pour l'obésité influencent les apports et les comportements alimentaires chez les sujets de QFS. De plus, de nouveaux gènes et de nouvelles régions chromosomiques ont été identifiés. Finalement, l'implication des facteurs génétiques dans l'olfaction et leur impact sur les comportements et les apports alimentaires liés à l'obésité ont été soulignés.

Le syndrome du QT long (LQTs) et le syndrome de Brugada (BS) sont deux maladies cardiaques héréditaires, pouvant causer la mort subite en relation avec des torsades de pointe dues à une fibrillation ventriculaire. SCN5A est le gène codant pour la sous-unité a du canal Na4 dépendant du voltage, exprimé dans le cœur humain. Objectif : Dans la présente étude, deux mutations (R1193Q et F1344S) dans le gène SCN5A ont été identifiées. La mutation R1193Q a été trouvée chez deux patients après le test de provocation à la procainamide par voie intraveineuse. Un des patients est atteint de BS et l'autre est atteint à la fois de BS et de LQTs. La mutation F1344S a été trouvée chez un autre patient atteint uniquement de BS. Méthode : Les canaux mutants ont été exprimés dans un système d'expression de mammifère (lignée cellulaire tsA 201) et les propriétés biophysiques ont été étudiées avec la technique de patch clamp en configuration cellule entière. Résultats : L'analyse des séquences montre un changement de G à A à la position 3587 sur l'exon 20. La mutation RI 193Q montre un déplacement négatif de 5mV de l'inactivation et un courant Na+ persistant. Le déplacement vers des potentiels négatifs de l'inactivation est responsable d'une perte de fonction causant l'élévation du segment ST chez le patient atteint de BS. La présence du courant persistant est responsable du gain de fonction causant l'augmentation de l'intervalle QT chez le patient avec LQTs. La mutation F1344S montre une manifestation typique de BS sur l'électrocardiogramme pendant une période de fièvre. Le séquençage a révélé un changement de T à C à la position 4031 sur l'exon 23. L'analyse biophysique montre une perte de fonction due au déplacement de la courbe d'activation vers des potentiels positifs à 23°C et ce déplacement est exacerbé à 40.5°C avec une pente plus lente. Conclusion : Les différentes manifestations cliniques de ces deux mutations sont la conséquence des anormalités électrophysiologiques distinctes du canal Na+ cardiaque mutant décrites dans cette étude. Pour les patients porteurs de R1193Q, la prescription de quelques drogues pouvant provoquer le LQTs et le BS doit être limitée. Pour éviter les épisodes de fibrillation ventriculaire, l'hyperthermie doit être contrôlée chez les patients porteurs de la mutation F1344S. / Long QT syndrome (LQTs) and Brugada syndrome (BS) are two distinct hereditary cardiac diseases, causing sudden cardiac death related to torsade de pointes and ventricular tachycardia (VT) / ventricular fibrillation (VF). SCN5A is the gene encoding the principal voltage-gated Na+ channel a-subunit, which is only expressed in the human heart. Objective: In present study, two mutations (R1193Q and F1344S) in SCN5A have been identified. RI 193Q mutation was found in two patients, one with BS and another with an overlap of BS and LQTs after the intravenous procainamide test. F1344S mutation was found in another patient with BS. Method: The mutant channels were expressed in a mammalian expression System (tsA 201 cell Une) and the biophysical properties were studied by the patch clamp technique with whole cell configuration. Results: The sequence analysis showed a G to A base change at position 3587 in exon 20. The R1193Q mutation produced a negative shift for 5 mV of inactivation and a persistent Na+ current. The negative shift of inactivation is responsible for loss of the function, leading to ST segment elevation in BS. The persistent Na+ current is responsible for gain of function, causing QT interval prolongation in LQTs. The F1344S mutation presented a typical BS manifestation on ECG during fever period. The sequencing analysis revealed a T to C base change at position 4031 in exon 23. The biophysical analysis showed loss of function due to significantly positive shift of activation at both 23°C and 40.5°C, but the shift was more important at 40.5°C with a slower slope factor. Conclusion: The different clinical manifestations of these two mutations probably derive from the distinct electrophysiological abnormalities of the mutant cardiac Na+ channels reported in this study. For patients with RI 193Q mutation, some drugs that likely precipitate LQTs and BS should be limited to prescribe. To prevent from VT/VF events, hyperthermia should be effectively controlled in the patients with F1344S mutation.