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Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La salinité du sol affecte la croissance des plantes glycophytes telle que Arabidopsis thaliana et le riz. Chez les plantes vasculaires, les racines sont composées de divers types de cellules organisées en cercles concentriques. Chaque type de cellules racinaires possède une fonction biologique spécifique et coordonnée avec les autres cellules qui composent cette même racine. Il est probable que la réponse des gènes au stress salin soit spécifique du type cellulaire, ce qui ne peut être révélé par des études à l'échelle de l'organe entier. Afin d'étudier les réponses spécifiques, notre approche a été de générer des profils de transcriptome pour deux types de cellules racinaires chez les plantes modèles, Arabidopsis et riz. Les deux types de cellules étudiées ont été choisis en raison de leur rôle possible soit dans le stockage du sodium dans les cellules corticales, soit dans son transport dans les cellules du péricycle chez Arabidopsis ou du cylindre central chez le riz. Des plantes exprimant la protéine fluorescente verte (GF) spécifiquement dans un type de cellule racinaire furent utilisées pour cette analyse. Les cellules ont donc pu être isolées chez le riz et Arabidopsis grâce à la technique de cytométrie en flux.L'analyse du transcriptome des cellules du péricycle et du cylindre central montrent que les cellules corticales sont plus réactives au stress salin et qu'une large majorité des gènes est sous–exprimée chez les deux plantes modèles. D'après les analyses d'expression des cellules du cortex d'Arabidopsis, trois voies métaboliques sont significativement sous-exprimées en réponse au stress salin: la voie de biosynthèse des phénylpropanoïdes, le transport de l'eau and le métabolisme secondaire. La régulation de gènes impliqués dans le transport de l'eau et des nutriments démontre l'importance des cellules corticales dans le mouvement des solutés. Chez le riz, les profils des deux types cellulaires étudiés révèlent une forte réaction de défense ; en effet le métabolisme protéique et la régulation de la transcription sont fortement sous-exprimés dans les cellules corticales alors que les cellules du cylindre central modifient et activent les gènes correspondant à divers catégories fonctionnelles telles que la réplication de l'ADN et le transport. Des gènes candidats ont été sélectionnés dans les deux types cellulaires d'Arabidopsis. Des lignées mutantes n'exprimant pas ces gènes ont été testées en stress salin dans des conditions hydroponiques. Les résultats ont révélé un phénotype accumulant moins de sodium dans les parties aériennes (20% par rapport au génotype sauvage) pour certaines de ces lignées mutantes. Ce travail est la première étude de transcriptome utilisant des types spécifiques de cellules racinaires chez le riz. L'identification de gènes et voies métaboliques répondant au stress salin dans le cortex et le cylindre central de la racine ouvre de nouveaux axes de recherche et va permettre d'élucider la complexité des processus biologiques d'adaptation au stress salin. / Soil salinity reduces the growth of glycophytic plants such as Arabidopsis thaliana and rice. In vascular plants, roots are organized into concentric layers of cells and each layer has a specific biological function coordinated with other cell types in the root. Therefore, genes differentially expressed in response to a salt stress are also likely to be changing only in specific cell types, and thus may not be revealed at the organ level. In order to identify novel salt-responsive genes, cell-type specific transcriptomic approaches were undertaken in Arabidopsis thaliana and rice, with application of physiologically reasonable salt stress (50mM) over 48 hours. Two cell-types from the root were chosen in both species for their potential role in salt storage and transport: cortical and pericycle/stelar cells respectively. Cell-types of interest expressing specifically Green Fluorescent Protein (GFP) were isolated from the rest of the root using fluorescence-activated cell sorting (FACS).The outer layer of the root was found to be responding more than the inner part of the root after 48 hours of salt stress, with an overall down-regulation in both rice and Arabidopsis. Arabidopsis cortical cells responding to salt seem to regulate the cell wall biosynthesis, which may modulate the shape of the cells or alter the apoplastic movements of solutes in response to salt. Genes related to transport were affected by salt in Arabidopsis, with the crucial role of cortical cells in the movement of solutes being evident. Rice cortical cells respond to salt by showing a more extreme defence reaction in changing the protein metabolism and the regulation of transcription. The response of the inner part of the rice root to 48 hours of mild salt stress showed up-regulation of genes implicated in broader functional categories. The biological relevance of genes revealed using cell-type specific transcriptomics was demonstrated in a salt assay using knock-out (KO) lines of candidate genes from both cell-types in Arabidopsis thaliana. Three KO mutant lines showed 20% reduction in shoot sodium after 5 weeks of salt stress and were also able to maintain a higher shoot dry weight. These transcriptomic studies of isolated stelar and cortical cells in response to a mild salt stress have revealed salt responsive genes and pathways, indicating new areas for further study, and contributing to our understanding of the complex responses of plants to their environment at the cellular level.

Les automates cellulaires sont un modèle de calcul massivement parallèle introduit dans les années 50. De nombreuses variantes peuvent être considérées par exemple en faisant varier la dimension de l’espace de calcul, ou les possibilités de communication entre les différentes cellules. En effet, chaque cellule ne peut communiquer qu’avec un nombre fini d’autres cellules que l’on appelle son voisinage. Mes travaux s’intéressent principalement à l’impact du choix du voisinage sur les capacités algorithmiques de ce modèle. Cet impact étant bien compris en une dimension, mes travaux portent majoritairement sur les automates cellulaires bidimensionnels. J’ai tout d’abord essayé de généraliser des propriétés classiques de certaines classes de complexité au plus de voisinages possibles. On arrive notamment à un théorème d’accélération linéaire valable pour tous les voisinages. J’ai ensuite étudié les différences entre les classes de faibles complexités en fonction du voisinage choisi. Ces travaux ont permis d’exhiber des voisinages définissant des classes incomparables, ainsi que des ensembles de voisinages définissant exactement les mêmes classes de complexité. Enfin, je présente aussi des travaux sur les différences de puissance de calcul entre les automates de dimensions différentes. / Cellular automata were introduced in the 50s by J. von Neumann and S. Ulamas an efficient way of modeling massively parallel computation. Many variations of the model can be considered such as varying the dimension of the computation space or the communication capabilities of the computing cells. In a cellular automaton each cell can communicate only with a finite number of other cells called its neighbors. My work focuses on the impact of the choice of the neighbors on the algorithmic properties of the model. My first goal was to generalize some classical properties of computation models to the widest possible class of neighborhoods, in particular I prove a linear speedup theorem for any two dimensional neighborhood. I then study the difference between the complexity classes defined by different neighborhoods, show the existence of neighborhoods defining incomparable classes, and some sets of neighborhoods defining identical classes. Finally, I also discuss the impact of the dimension of the automata on their computational power.

Dans cette thèse, des matériaux alvéolaires modèles sous forme de mousses réticulées et/ou cellulaires en carbone vitreux ont été préparés pour en étudier et en modéliser les propriétés physiques. Les mousses de carbone cellulaires ont été obtenues par pyrolyse sous azote de mousses rigides constituées principalement de tannins et d’alcool furfurylique, issus de la biomasse. Leurs structures poreuses ont été modifiées au travers de la variation des formulations des mousses organiques précurseurs. D’autres mousses réticulées, constituées uniquement d’une ossature sans parois cellulaires, ont été préparées par réplication de mousses polymères commerciales. Les structures de l’ensemble des matériaux ont été caractérisées à l’aide de diverses méthodes telles que la microscopie électronique et la microtomographie X. Leurs propriétés physiques ont été étudiées par des mesures mécaniques, acoustiques, thermiques et électromagnétiques. La caractérisation mécanique a été réalisée en compression quasi-statique en menant une étude comparée avec et sans plaques collées sur les surfaces des échantillons. Les tests acoustiques ont été réalisés avec un tube d’impédance à deux microphones et par mesures de résistivité à l’air. La conductivité thermique a été étudiée par les méthodes Hot Disk et laser flash, cette dernière étant couplée à des mesures de dilatation thermique et de capacité calorifique. Les mesures électromagnétiques ont été effectuées dans une large gamme de fréquences, de 20 Hz jusqu’aux Térahertz et infrarouge lointain à l’aide de ponts RLC, analyseur de réseau et guides d’ondes, et spectromètres Térahertz et infrarouge. Ce travail a permis d’étudier l’influence précise de différents paramètres structuraux tels que la densité, la taille, l’inter-connectivité et la forme des cellules ou encore la tortuosité, sur les propriétés physiques des mousses. Il a été finalement possible, selon les cas, de valider des modèles existants, d’en proposer des versions plus raffinées, ou d’observer de nouveaux phénomènes / In this PhD work, alveolar materials in the form of carbon cellular and/or reticulated foams were produced in order to study and to model their physical properties. Cellular carbon foams were obtained by pyrolysis under nitrogen flow of rigid foams mainly derived from biomass-based tannins and furfuryl alcohol. The structures of these foams were tailored through the modification of the formulation of their organics precursors. The reticulated foams, only comprising a solid skeleton made of struts without cell walls, were prepared from polymeric commercial foams through a template method. The structures of all of these materials were thoroughly characterised by using different methods such as electron microscopy and X-ray microtomography. The physical properties of these foams were investigated through mechanical, acoustic, thermal and electromagnetic measurements. Mechanical characterisations were carried out in quasi-static compression through a comparative study with or without plates glued to the samples surfaces. The acoustic tests were done with a 2-microphones impedance tube and through air resistivity measurements. The thermal conductivity was investigated by Hot Disk and Laser flash methods, the latter being coupled with thermal expansion and heat capacity measurements. The electromagnetic characterisations were performed in a wide range of frequencies, from 20 Hz to terahertz and far infrared through LRC-meter, network analyser and waveguides, and terahertz and infrared spectrometers. This work allowed studying precisely the influence of different structural parameters such as density and cell size, interconnectivity and shape, as well as tortuosity, on the physical properties of foams. It was finally possible, depending on the cases, to check the validity of existing models, to suggest improvements or limitations, or to observe new phenomena.

La demande sans cesse croissante pour des services sans fil de plus en plus gourmandes en ressources et l'évolution de l'état du marché des communications sans fil, obligent les futurs systèmes (4G) à obéir à des contraintes d'efficacités spectrales plus importantes et à fournir une meilleure qualité de service, particulièrement pour les utilisateurs se trouvant en bordure de cellules. Afin de répondre à ces objectifs, les nouveaux systèmes de communication devront incorporer des technologies qui leur permettent d'augmenter l'efficacité spectrale dans la cellule. Une des techniques des plus prometteuses permettant d'atteindre ces objectifs est le MIMO Coopératif dans les Réseaux Multi-cellulaires (Multicell-MIMO en anglais) qui est capable de diminuer l'interférence intercellulaire et d'augmenter le débit. Cette technique nécessite qu'un certain nombre de stations de base (BSs) se regroupent et traitent les signaux conjointement. Cependant, le Multicell-MIMO coopératif nécessite l'introduction de charges supplémentaires non négligeables sur le réseau afin de permettre le bon fonctionnement de cette technologie. Le but de cette thèse est d'étudier ces charges afin de trouver les mécanismes de les réduire avec des pertes acceptables de performances. Dans un premier temps, partant du fait que les charges introduites sur le réseau par le Multicell-MIMO coopératif sont proportionnelles au nombre de BSs qui coopèrent, nous sommes concentrés sur le regroupement d'un faible nombre d'entre eux. Nous proposons pour cela une coopération entre les BSs qui génèrent beaucoup d'interférences l'une pour l'autre, au lieu de considérer une coopération entre les stations de bases qui sont géographiquement proches l'une de l'autre. Cette approche nous a permis d'apporter des gains significatifs au niveau de l'efficacité spectrale. Par ailleurs, la conception centralisée classique pour le MIMO coopératif nécessite que les BSs appartenant à un même groupe soient interconnectées par une unité de contrôle centrale, leur permettant l'échange d'informations entre autres sur l'état du canal (CSI: Channel State Information en anglais). Cette architecture rend difficile le déploiement de cette technologie dans les réseaux de communications mobiles vu qu'elle nécessite des investissements supplémentaires pour le rajout de l'infrastructure additionnelle. Dans cette thèse, on propose une nouvelle approche mettant en œuvre une architecture décentralisée. Ceci nous assure la simplicité d'intégration du principe de la coopération Multi-cellulaire dans les systèmes cellulaires conventionnels à travers de minimes changements sur leur architecture. En outre, dans les systèmes de communication FDD (Frequency Division Duplexing en anglais) la connaissance du canal de transmission est cruciale afin d'assurer une bonne communication sur le lien descendant. Pour cela, les différents utilisateurs doivent réaliser une estimation du canal et la renvoyer sur une voie de retour. Nous proposons dans cette thèse une approche permettant de diminuer le trafic généré par le processus de retour du CSI en ne sélectionnant que les coefficients du canal ayant un gain supérieur à un niveau préfixé. On montre que la réduction de cette charge sur la voie de retour peut être combinée avec la réduction de la charge sur le backhaul (échange des donnés entre les BSs qui coopèrent). Une autre technique prometteuse, qui permet d'améliorer l'efficacité spectrale, est l'utilisation des relais. Les relais dynamiques (utilisateurs qui relaient des signaux destinés aux autres utilisateurs) sont plus rentables que les relais statiques, car ils n'exigent pas de déploiement de nouvelle infrastructure coûteuse. Cependant, leur utilisation ajoute des charges supplémentaires et des complexités importantes. Dans cette thèse l'efficacité des relais dynamiques est évaluée dans des environnements différents. De plus quelques techniques originales qui exploitent les relais dynamiques tout en exigeant des charges générales minimales sont présentées.

Cette thèse s'articule autour du problème de la synchronisation d'une ligne d'automates. Elle propose une solution économe en nombre d'états en utilisant le schéma de Minsky: temps de synchronisation 3n et nombre d'états 7. Elle s'attache aussi à décrire le comportement de certains automates particuliers découverts lors de la quête automatisée de solutions minimales.

Thèse doctorat : Aspects Moléculaires et Cellulaires de la Biologie : Strasbourg 1 : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 12 p.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. [84]-111. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2015-2016 / Src régule le remodelage du cytosquelette d’actine et les propriétés invasives des cellules. Une régulation spatio-temporelle du transport endosomal polarisé est nécessaire pour ces fonctions et le rétromère, un substrat de Src, est un élément crucial de ce trafic. Nous avons postulé que le rétromère pourrait moduler le transport requis pour le remodelage cellulaire et la migration induits par Src. Nous montrons qu’une perte de fonction du rétromère dans des cellules épithéliales exprimant v-Src mène à la formation d’invadosomes désorganisés et anormalement stables, mais toujours aptes à dégrader la matrice extracellulaire. Dans un modèle de cellules cancéreuses, une perte de fonction du rétromère diminue la migration en affectant la polarisation et la directionalité des cellules, mais augmente la migration trans-endothéliale. Nos résultats suggèrent un rôle pour le rétromère en aval de Src dans le remodelage de l’actine, la polarité, la migration cellulaire et l’invasion, possiblement par la phosphorylation du rétromère. / Src-family kinases (Src) modulate actin cytoskeleton remodeling and tumor cell invasive properties. Directional endosomal trafficking needs to be regulated in time and space to support these processes, but little is known on the mechanisms involved. The retromer, a Src kinase target, is emerging as a key player of endosomal recycling. We postulated that the retromer could modulate the polarized trafficking of endosomes required to support Src-induced cell remodeling and migration. We show that retromer loss of function caused the assembly of disorganized, more stable invadosomes in epithelial cells expressing v-Src, which were nevertheless able to degrade extracellular matrix. In a cancer cell model, inhibition of retromer function reduced cell migration by affecting polarization and directionality of cells, but promoted transendothelial cancer cell migration. The results thus suggest the existence of a phosphorylation-regulated function for the retromer downstream of Src in actin remodeling, cell polarity, cell migration and invasion.