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

Il est reconnu que le passage de la matrice extracellulaire du cumulus ainsi que de la zone pellucide par le spermatozoïde sont assurés, chez plusieurs espèces de mammifères, par la protéine spermatique PH-20. Cette protéine possède une activité hyaluronidase qui lui permet de cliver les liens d'acide hyaluronique contenus dans le cumulus et est responsable de la liaison du spermatozoïde ayant subi la réaction de l'acrosome à la zone pellucide. Une protéine spermatique bovine de 80 kDa (p80) possédant une homologie aVec PH-20 fut identifiée au sein de notre laboratoire. Puisque PH-20 n'est pas identifiée chez le bovin, les travaux présentés dans cette thèse étaient destinés à déterminer si la protéine p80 est la PH-20 bovine et si elle est impliquée dans l'interaction entre les gamètes au cours de la fécondation. Dans un premier temps, la caractérisation de la protéine fut effectuée à l'aide d'une approche PCR et immunologique. L'homologie entre la protéine spermatique bovine p80 et PH-20 fut établie à l'aide de ces résultats. L'analyse de la séquence déduite en acides aminés de p80 a permis de mettre en lumière la présence de caractéristiques uniques chez la protéine dont l'absence d'une ancre-GPI, la présence d'un domaine transmembranaire, de sites de phosphorylation et de N- et O-glycosylation. Deuxièmement, à l'aide du développement d'un anticorps dirigé contre l'extrémité C-terminale de p80 et d'un anticorps dirigé contre l'extrémité N -terminale, l'orientation de p80 dans les membranes spermatiques fut établie. Les résultats montrent que deux populations de p80 existent chez le spermatozoïde bovin. La première est internalisée dans la région antérieure de la tête des spermatozoïdes alors que la deuxième est localisée dans la région post -acrosomale de la tête et expose son domaine hyaluronidase à l'environnement extracellulaire. De plus, les analyses protéomiques et immunologiques démontrent que la population post-acrosomale est un isofo~e plus court de p80 et est d'origine épididymaire alors que la forme pleine longueur présente dans la région antérieure de la tête du spermatozoïde est d'origine testiculaire. La présence de sites d'O-glycosylation fut aussi confirmée expérimentalement. Afin de déterminer le rôle fonctionnel de p80, l'état de phosphorylation sur les résidus tyrosines de la protéine au cours de la capacitation et de la réaction de l'acrosome fut étudié. De même, l'implication de p80 dans la modulation de la concentration des niveaux de calcium intracellulaire spermatique en présence d'acide hyaluronique ainsi que son implication au cours de l'interaction entre le spermatozoïde et la zone pellucide furent déterminées. Les résultats démontrent que p80 n'est pas phosphorylée sur ses résidus tyrosines au cours de la capacitation et de la réaction acros·omique et n'est pas impliquée dans la modulation des concentrations de calcium intracellulaire. Toutefois, p80 est impliquée, via son extrémité C-terminale, dans la liaison du spermatozoïde à la zone pellucide puisque la présence de la protéine purifiée ainsi que l'anticorps C-terminal de p80 dans le milieu inhibe cette liaison. De plus, la glycosylation de la protéine n'est pas responsable de son interaction avec la zone pellucide puisque la présence de la forme déglycosylée de p80 dans le milieu d'incubation produit le même taux d'inhibition que sa forme native. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent clairement que la protéine p80 est la PH-20 bovine, que deux populations sont présentes sur le spermatozoïde et qu'elle est responsable de l'activité hyaluronidase requise par le spermatozoïde pour franchir le cumulus ainsi que pour l'interaction entre ceux -ci et la zone pellucide entourant l'ovule au cours de la fécondation.

La locomotion est contrôlée par des circuits spinaux qui génèrent le rythme locomoteur et coordonnent les activités musculaires entre la droite et la gauche du corps, et entre les muscles fléchisseurs et extenseurs. De plus, le rétrocontrôle sensoriel acheminé par les afférences proprioceptives et cutanées est crucial pour le fonctionnement normal du circuit locomoteur et pour l’adaptation du mouvement à l’environnement extérieur pendant la marche. La protéine DSCAM (Down Syndrom Cell Adhesion Molecule) est une molécule d’adhérence cellulaire impliquée dans un grand nombre de mécanismes nécessaires à la mise en place des réseaux neuronaux au cours du développement. Bien que DSCAM soit exprimée dans la moelle épinière de façon transitoire pendant le développement embryonnaire de la souris, et que sa mutation entraîne des défauts posturaux et moteurs très marqués, il y a très peu d’information sur son rôle dans le développement du circuit spinal lombaire contrôlant la locomotion. Dans ce contexte, les travaux présentés dans cet ouvrage visent à étudier l’implication de DSCAM dans la mise en place et le maintien du circuit locomoteur spinal. Pour cela, nous avons d’abord évalué les changements neurologiques du circuit spinal lombaire de souris néonatales et adultes mutantes pour DSCAM. Les souris portant la mutation systémique DSCAM2J présentent des problèmes de coordination locomotrice associés à des changements anatomiques et neurophysiologiques dans le circuit interneuronal spinal. Par ailleurs, nous avons étudié l’impact de la mutation DSCAM2J sur la coordination des membres pendant la locomotion de la souris adulte. Nous montrons que la mutation de DSCAM altère la capacité des souris à courir et induit des changements dans leur répertoire locomoteur. En particulier, les souris mutantes DSCAM2J présentent des patrons de marche auparavant jamais décrits pour la souris. De tels changements suggèrent une réorganisation des réseaux neuronaux spinaux et supraspinaux impliqués dans le contrôle locomoteur des souris mutantes DSCAM2J. À l’aide de la technologie Cre-Lox, nous avons alors identifié et caractérisé la contribution de différentes populations interneuronales du circuit locomoteur spinal affectées par la mutation de DSCAM. Nous montrons dans cette étude que la mutation conditionnelle de DSCAM dans les interneurones spinaux excitateurs ou inhibiteurs entraîne un déséquilibre entre excitation et inhibition, induisant des défauts de coordination gauche/droite ou fléchisseur/extenseur, respectivement. Par immunomarquage, nous avons alors génétiquement identifié les populations interneuronales spinales impliquées dans le contrôle de la coordination gauche/droite ou fléchisseur/extenseur nécessaires à la locomotion. L’ensemble des résultats de nos études fonctionnelles, électrophysiologiques et anatomiques suggère que la protéine DSCAM est nécessaire au développement du circuit locomoteur spinal des mammifères. En plus de caractériser les différents rôles de DSCAM dans la mise en place de ce réseau spinal, ce travail montre comment le développement de mutations conditionnelles de DSCAM dans différentes sous-populations neuronales permet d’étudier différentes composantes du circuit locomoteur spinal. / Locomotion is controlled by spinal circuits that generate rhythm and coordinate left-right and flexor-extensor motoneuronal activities. The outputs of motoneurons and spinal interneuronal circuits are shaped by sensory feedback, relaying peripheral signals that are critical to the locomotor and postural control. Several studies in invertebrates and vertebrates have argued that the Down Syndrome Cell Adhesion Molecule (DSCAM) would play an important role in the normal development of neural circuits. Although there is evidence that DSCAM is expressed in the developing mouse spinal cord, and that its mutation induces postural and motor defects in adult mice, little is known about its functional contribution to the spinal circuits underlying locomotion. In this context, the work presented in this thesis aims at studying the implication of DSCAM in the establishment of the spinal locomotor circuit. For this purpose, we first sought to evaluate the neurological changes in the spinal locomotor circuit of neonatal and adult DSCAM mutant mice. We show that a systemic mutation of DSCAM (DSCAM2J) induces locomotor coordination defects associated with anatomical and neurophysiological changes in spinal interneuronal and sensorimotor circuits. We then investigated the functional contribution of DSCAM to locomotor gaits over a wide range of locomotor speeds using freely walking mice. We show that the DSCAM2J mutation impairs the ability of mice to run and modifies their locomotor repertoire, inducing the emergence of aberrant gaits for mice. Such changes suggest a reorganization of spinal and supraspinal neuronal circuits underlying locomotor control in DSCAM2J mutant mice. Finally, we used the Cre-Lox technology to genetically identify and characterize the neuronal populations underlying these functional changes. We show in this study that conditional mutations of DSCAM in either excitatory or inhibitory spinal interneurons induce an imbalance in excitatory-inhibitory signaling across the spinal midline that can impair the spinal locomotor circuit controlling either the bilateral coordination or the flexor/extensor coordination, respectively. Combining these studies with immunostaining experiments, we identified spinal interneuronal subpopulations implicated in either the bilateral or the flexor/extensor coordination during locomotion. Collectively, our functional, electrophysiological, and anatomical studies suggest that the mammalian DSCAM protein is involved in the normal development of the spinal locomotor circuit. In addition to characterizing the different implications of DSCAM in the development of this spinal circuit, this work shows how the use of conditional mutations of DSCAM in different neuronal subpopulations allows the study of the spinal locomotor circuit components.

DSCAM est exprimé dans le cortex lors du développement et sa mutation altère l’arborisation dendritique des neurones pyramidaux du cortex moteur. Considérant que les souris DSCAM2J possèdent des problèmes posturaux et locomoteurs, nous émettons l’hypothèse que DSCAM est impliqué dans le fonctionnement normal du cortex moteur et de la voie corticospinale. Comparées aux souris contrôles, les souris DSCAM2J vont présenter des problèmes moteurs à basse vitesse et enjamber un obstacle presque normalement à vitesse intermédiaire. Le traçage antérograde de la voie corticospinale révèle un patron d’innervation normal dans le tronc cérébrale et la moelle épinière. Des microstimulations intracorticale du cortex moteur évoque des réponses électromyographiques dans les membres à un seuil et une latence plus élevé. Par contre, une stimulation de la voie corticospinale dans la médulla évoque des réponses électromyographies à un seuil et une latence similaire entre les deux groupes, suggérant une réduction de l’excitabilité du cortex moteur. / DSCAM is expressed in the developing motor cortex, and its mutation alters the dendritic tree arborization of cortical neurons in the motor cortex. Given that DSCAM mutant mice exhibit postural and locomotor dysfunctions, we hypothesized that DSCAM might impair the normal functioning of the motor cortex and its corticospinal tract. In comparison to wild-type mice, DSCAM mutants displayed motor impairments at slow walking speed while stepping over an obstacle almost normally at moderate walking speed. Anterograde tracing of the corticospinal tract revealed a normal pattern of innervations at the brainstem and spinal cord levels. Intracortical microstimulations of the motor cortex evoked electromyographic responses in forelimb and hindlimb muscles at higher thresholds and longer latencies in DSCAM mutants. In contrast, stimulations of the corticospinal tract at the level of the medulla evoked electromyographic responses at similar thresholds and latencies in both mouse, thus suggesting a reduced excitability of their motor cortex.

La protéine Spam-1, qui est présente à la surface des spermatozoïdes, faciliterait le passage des gamètes mâles à travers le cumulus, en coupant les liens d’acide hyaluronique présents entre les cellules, et serait impliquée dans le processus de liaison secondaire des spermatozoïdes à la zone pellucide de l’ovule. Le but de cette étude, par la construction de protéines recombinantes fluorescentes contenant la séquence des différents domaines fonctionnels de Spam-1, est de démontrer que la protéine spermatique bovine Spam-1 se lie directement à la zone pellucide de l’ovule et de clairement démontrer que c’est la partie C-terminale de la protéine qui est impliquée. Les résultats obtenus dans le présent mémoire permettront de déterminer l’importance de Spam-1 dans la liaison du spermatozoïde à l’ovule au moment de la fécondation et ainsi de mieux caractériser les mécanismes d’interaction sperme/ovule. / Spam-1 is a sperm surface protein that would help the spermatozoa going through the cumulus, disrupting the hyaluronan around the egg. It would also have a role to play in the secondary binding of the spermatozoa to the zona pellucida of the oocyte. The aim of the present study, by the construction of various fluorescent recombinant proteins containing the sequences of the different domains of Spam-1, is to clearly demonstrate that bovine spermatic Spam-1 protein is directly implicated in the secondary binding of the spermatozoa to the zona pellucida and to show that the C-terminal domain is implicated. The results of this study are going to determine the importance of Spam-1 in the spermatozoa binding to the zona pellucida and in getting a better understanding of the mechanisms surrounding the interactions between spermatozoa and oocyte.

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

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

Les neurones dopaminergiques (DA) de la substance noire compacte (SNc) et de l’aire tegmentaire ventrale (ATV) développent des contacts de type synaptique et non synaptique. Malgré de nombreux travaux sur la synaptogénèse en général, aucune méthode autre que la microscopie électronique, n’a été développée pour quantifier les varicosités synaptiques et asynaptiques issues des neurones DA. L’objectif principal de ce projet était de développer une méthode d’analyse et de quantification des varicosités synaptiques et asynaptiques des neurones DA. L’hypothèse proposée est qu’il devait être possible de détecter la présence de synapses en visualisant la colocalisation d’une protéine présynaptique telle que synaptotagmine 1 (SYT1) avec un marqueur post-synaptique tel que la postsynaptic density protein 95 (PSD95). Pour ce faire, nous avons préparé des cultures primaires de neurones DA à l’aide d’une lignée de souris transgéniques exprimant la protéine fluorescente verte (GFP) sous le contrôle du promoteur de la tyrosine hydroxyalse (TH). Nous avons ensuite visualisé les terminaisons axonales à l'aide de marquages immunocytochimiques de protéines pré et post-synaptiques. L’analyse quantitative des images a été effectuée avec le logiciel de traitement d’image Image-J. Nos résultats montrent que, via l’association d’un marqueur présynaptique tel que SYT1 avec un marqueur postsynaptique tel que PSD95, seule une minorité des terminaisons établies par les neurones DA sont de type synaptique. En contraste, des neurones glutamatergiques du cortex, établissent une majorité de terminaisons associées à un marqueur postsynaptique. Nos résultats valident donc la mise en place d'une technique d'analyse permettant de quantifier la proportion de terminaisons synaptiques et asynaptiques établies par les neurones DA. / Dopamine neurons (DA) of the Substantia Nigra compacta (SNc) and Ventral Tegmental Area (VTA) are able to develop axon terminals that are either synaptic or non-synaptic in terms of their structure. No method other than electron microscopy was previously developed to quantify synaptic and non-synaptic axonal varicosities established by DA neurons. The main objective of this project was to develop a method for the quantification and analysis of synaptic and non-synaptic terminals established by cultured DA neurons. We hypothesized that synapses should be visualized by the colocalisation of presynaptic proteins such as synaptotagmin 1 (SYT1) and postsynaptic markers like the postsynaptic density protein 95 (PSD95). To perform this, we prepared primary DA neurons cultures from neurons obtained from the ventral mesencephalon of TH-GFP transgenic mice. We then used immunocytochemistry and confocal microscopy to localize markers of the pre and postsynaptic compartments. Images were quantified using the Image-J software. Our results show that the majority of axon terminals established by DA neurons contain the presynaptic marker SYT1. However, only a minority are associated with the postsynaptic marker PSD95, compatible with previous in vivo results. In comparison, glutamatergic neurons from the cortex establish a majority of terminals associated with a postsynaptic marker. Our results validate the establishment of an experimental strategy allowing quantification of the proportion of synaptic and non-synaptic contacts established by DA neurons, a technique that we plan to use to explore the molecular mechanisms of synapse formation by these neurons.

Si l'on se pose la question de l'adhésion d'un sujet lors d'une représentation théâtrale vient immédiatement en question le phénomène de la perception d'une réalité (théâtrale) en parallèle de la « réalité proche » du sujet. En d'autres termes, lorsque l'adhésion est effective lors d'une représentation théâtrale « l'objet mental » que se fait le sujet de la représentation est, par instant, supérieur aux percepts. C'est là qu'intervient le principe d'adhésion ; lorsque le spectateur perçoit Hamlet à la cours d'Elseneur alors qu'il voit un comédien sur un plateau vide. Comment cette substitution de réalité s'opère t-elle ? Le metteur en scène, par son travail sur l'émergence d'une réalité théâtrale constituée d'événements théâtraux, a-t-il une action particulière dans la perception qu'a le sujet percevant d'une réalité en train de se dérouler ? Le texte engage-t-il physiologiquement et neurologiquement le spectateur ? Quels sont les éléments neuro-anatomiques engagés dans l'adhésion du spectateur à la réalité théâtrale ? Si l'on effectue une introspection, ces zones sembleraient être celles de l'empathie c'est à-dire la zone temporo-pariétale. Est-ce effectivement le cas ? Est-ce la seule ? Le théâtral peut être envisagé comme un tube à essais d'une représentation circonscrite dans l'espace et dans le temps. En effet, pour tenter de mettre en évidence le principe d'adhésion en action lors d'une représentation théâtrale il est nécessaire de tenter d'isoler le phénomène. En effet, une localisation des aires cérébrales en interdépendances (interactions ?) lors de l'adhésion permettra, probablement d'aller plus loin dans la compréhension, fondamentalement ontologique, de l'être au monde et de notre rapport d'être humain à la réalité et sur la manière dont nous (nous) la faisons émerger, par-soi.

Ce mémoire cherche à analyse les déterminants de la fréquentation dans les centres de conditionnement physique. L'activité physique est importante, car elle influence directement la santé et surtout le poids d'un individu. L'activité physique prend une grande place dans la lutte à la hausse de l'obésité, un phénomène qui prend de plus en plus d'ampleur. Les données utilisées ont été spécialement collectées pour répondre à la question. Ce mémoire apporte deux contributions. La première porte sur l'évaluation des individus de leur fréquentation future versus leur fréquentation réelle. Il est démontré que les individus sont très optimistes en évaluant leur fréquentation future. Alors qu'ils pensent y aller près de 3 fois par semaine, ils vont au gym qu'un peu plus qu'une fois par semaine en moyenne sur les 5 premiers mois de leur abonnement. De plus, en regardant le coût par visite des individus ayant un abonnement, il est possible de constater qu'une grande partie des membres auraient réalisé un gain en ne payant que le prix d'une journée à chaque visite. La deuxième contribution porte sur l'association entre la fréquentation et les caractéristiques des membres et de leur abonnement. Les variables sont mesurées au début de l'abonnement. Une des variables importante est l'auto-évaluation du manque de motivation. Les résultats démontrent que ceux ayant moins de motivation vont moins souvent au gym. Ces résultats tendent à confirmer la conjecture de Malmendier et Della Vigna (2004) selon laquelle il y a un problème d'incohérence temporelle dans la fréquentation des centres de conditionnement physique et que ceux-ci ont intérêt à développer des programmes qui permettent d'inciter la fréquentation. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : obésité, activité physique, centre de conditionnement physique, motivation