Les aptamères correspondent à de courtes séquences d'oligonucléotides possédant une forte affinité et spécificité envers un ligand (petites molécules organiques, peptides, acides nucléiques, protéines, cellules). Du fait de leurs remarquables propriétés, ils sont utilisés comme alternative aux anticorps dans les dispositifs de type biocapteur/biopuce, notamment pour la détection de petites molécules (PM < 2000 Da). L'imagerie de résonance des plasmons de surface (SPRi) est une technique de détection optique qui a gagné une attention croissante ces dernières années. Elle est basée sur un principe de variation de l'indice de réfraction d'une surface sélective lors de l'interaction sonde/cible. Sa sensibilité est néanmoins limitée aux molécules de poids moléculaire supérieur à 2000 Da. Dans le cadre de ces travaux, nous avons développé une biopuce à aptamères pour à la détection d'une petite molécule, l'adénosine, au moyen de la technique de résonance des plasmons de surface (SPR). Pour cela, deux différentes stratégies ont été développées. La première combine l'utilisation de nanoparticules d'or (AuNPs) pour l'amplification du signal SPRi avec l'ingénierie des séquences d'aptamères. La seconde stratégie est basée sur l'exploitation de la stabilité thermodynamique apportée par l'interaction de la cible (adénosine) avec les séquences d'aptamères. Le dispositif SPR est alors couplé à un système de régulation de température, permettant ainsi d'assurer la dissociation des complexes et d'établir des profils de dénaturation caractéristiques. Nos résultats initient ainsi une nouvelle approche dans la détection de petites molécules par SPRi et ouvrent de nouvelles perspectives de développement des biocapteurs à aptamères. / Aptamers are single-stranded DNA (ssDNA) or RNA molecules capable of binding to target molecules, including proteins, metal ions and drugs. Because of their specific binding abilities and many advantages over antibodies (higher stability, lower cost, easy chemical modification…), they provide a great opportunity to produce sensing surfaces for effective and selective detection of small molecules. Surface Plasmon Resonance imaging (SPRi) has become one of the most widely used label-free method for the study of biorecognition events on sensor surfaces. This technique provides a rapid approach, however, limited by low refractive index changes occurring when small molecules (<2000 Da) are captured on the sensor. Whereas significant reflectivity variation is observed upon the interaction of large molecules like proteins with the sensing interface, for small molecules targets such adenosine, the reflectivity variation is often too small to be detected by SPRi. Thereby, only few studies have been reported so far on SPRi-based biosensor for small molecules detection using aptamers. In this work, we developed two bioassay strategies for the detection of a model small molecule, adenosine, using Surface Plasmon Resonance imaging. The first one combines the SPRi signal enhancement effect induced by gold nanoparticles (AuNPs) with the advantage of using engineered DNA aptamers. The experimental results have demonstrated that the presence of gold nanoparticles and adenosine, which works as a molecular linker between engineered aptamer fragments, can significantly increase the SPRi response. The second strategy is based on the thermodynamics of binding between adenosine and its aptamer. To that end, SPRi technique was coupled with rigorous temperature control and aptamer duplex stability was monitored (affected by target binding) by quantification of melting transitions. Our results initiate a new approach for small molecule detection using SPRi with the aim to validate future prospects for integration in parallelized platform.

Depuis 2010, le gouvernement canadien a créé une loi qui exige 5% de biocarburant dans l’essence, et ce, dans un contexte d’insécurité alimentaire dont souffrent les plus défavorisés. Cette thèse fait l’analyse critique du discours des organisations privées qui ont promu les biocarburants dans ce contexte. Comment en sont-ils arrivés à fabriquer la normalité de l’usage des biocarburants? Cette dernière se produit par la mise en valeur de nouveaux emplois dans l’industrie, la promotion d’une économie rurale vigoureuse, la présentation de l’État comme facilitateur des marchés ainsi que l’accent mis sur les impacts environnementaux favorables des biocarburants. La normalisation s’explique aussi par la dénaturation des grains et la radicalisation du rôle du fermier afin que ceux-ci concordent avec l’idéologie (néo)libérale. Il importe que la criminologie critique, se positionne au sein d’une zémiologie, dont les objets d’études portent sur les torts sociaux émanant des structures et l’organisation inégalitaire de nos sociétés.

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

Ces travaux de thèse concernent la conception et l'étude d'algorithmes, d'une part pourprédire les quantités thermodynamiques et la structure secondaire des ARN, d'autre part pour l'alignement de séquences.Dans une première partie, nous appliquons un algorithme de Monte-Carlo pour approximer la densité d'états d'énergie des structures secondaires d'une séquence d'ARN, ou d'une hybridation de deux molécules d'ARN données. Nous montrons d'abord que la densité estimée par notre programme est aussi bonne que la densité exacte, et le temps d'exécution de notre programme est beaucoup plus rapide. Nous calculons ensuite la température de dénaturation d'une hybridation de deux molécules d'ARN. Nous montrons que nos températures de dénaturation sont plus proches des valeurs expérimentales que celles des deux autres programmes existants.Puis, dans une deuxième partie, nous implémentons un algorithme de programmation dynamique qui engendre des structures sous-optimales, dédié principalement à la prédiction des deux structures fonctionnelles des riboswitchs. Nous appliquons d'abord notre programme sur un riboswitch TPP dans lequel nous avons réussi à détecter les deux structures fonctionnelles. Nous montrons ensuite que les structures prédites par notre programme sont plus proches de la structure réelle par rapport aux cinq autres programmes existants, sur un échantillon de riboswitch purine.Enfin, dans une troisième partie, nous présentons un algorithme de recherche des alignements sous-optimaux de séquences pour améliorer la qualité d'alignement des séquences. Nous comparons d'abord nos alignement à ceux produits par l'algorithme de Needdleman-Wunsch. Nous prédissons plus d'alignements de référrence par rapport l'algorithme de Needdleman-Wunsch. Nous calculons ensuite les fréquences des paires de bases alignées et les entropies de position spécifique dans nos alignements sous-optimaux. Nous montrons que les entropies calculées à partir de notre programme sont plus corrélées que celles des autres programmes avec les positions des paires de résidus fiablement alignées selon BAliBASE.

L'amélioration de la qualité nutritionnelle des produits carnés cuits nécessite une meilleure compréhension des changements physicochimiques des protéines induits au chauffage. Ce travail porte sur l'analyse des mécanismes à l'origine des changements d'état des protéines afin de développer un modèle stoechio-cinétique de prédiction de l'effet de la composition et de la température sur ces changements. Un modèle expérimental, représentant l'environnement physicochimique du tissu musculaire (pH et force ionique), a permis de quantifier l'incidence spécifique de la chaleur, de la composition en fibres, en oxydants (fer, peroxyde d'hydrogène et vitamine C) et en antioxydants (enzymatiques, vitaminique et peptidique) sur l'oxydation, la dénaturation thermique et l'agrégation des protéines. Le modèle stoechio-cinétique est constitué de 43 réactions, représentant l'ensemble des phénomènes mis en jeu dans le modèle expérimental : chimie de Fenton, attaques radicalaires des acides aminés et dénaturation thermique. La résolution du système d'équations différentielles permet de calculer les concentrations des composés au cours du chauffage ; 3 constantes de vitesse inconnues ont été ajustées à partir des cinétiques expérimentales. Les résultats expérimentaux montrent : (1) un effet synergique des oxydants et du chauffage sur les oxydations, (2) une incidence négligeable des oxydants sur la dénaturation thermique et l'agrégation, (3) une sensibilité accrue des protéines de fibres α-white aux oxydations et à la dénaturation thermique par rapport à celles de fibres β-red et (4) un important effet de la nature des oxydants et des antioxydants sur les taux d'oxydation. Les prédictions du modèle stoechio-cinétique permettent de reproduire les tendances expérimentales. En partant de cette base, les modèles expérimentaux et mathématiques pourront être complexifiés progressivement pour avoir un outil prédictif de la qualité nutritionnelle des viandes cuites. / Improving the nutritional quality of cooked meat products needs a better understanding of protein physicochemical changes induced by heating. This study aims to analyse the mechanisms responsible to protein state changes, in the goal to develop a predictive stoichio-kinetic model of effect of composition and temperature on these changes. An experimental model which represent the physicochemical environment of meat tissue (pH and ionic strength) allowed to quantify the specific effect of heating, composition in fibres, in oxidants (iron, hydrogen peroxide and vitamin C) and in antioxidants (enzymes, vitamins and peptides) on oxidations, thermal denaturation (hydrophobicity) and aggregation of proteins. The stoichio-kinetic model is composed of 43 reactions which represent all phenomenon involved in the experimental model : Fenton chemistry, radical attack on amino acids and thermal denaturation. A system of differential equation solver allows to determine the concentration of compounds during heating ; 3 unknown rate constants were adjusted with experimental kinetics. Experimental results show : (1) a synergistic effect of oxidants and heating on protein oxidation, (2) a negligible impact of oxidants on thermal denaturation and aggregation (3) a significant higher sensitivity to oxidation and thermal denaturation of protein from α-white than those from β-red, (4) an important effect of the composition in oxidants and antioxidants on the protein oxidation levels. Stoichio-kinetic model predictions reproduce experimental tendencies. From this base, experimental and stoichio-kinetic models could be progressively complexified to obtain a predictive tool of nutritional quality of meat.

La conception de la théorie de l’interprétation est constante. Elle repose sur une distinction entre les textes contractuels clairs et les textes contractuels ambigus. L’interprétation des textes ambigus relève du pouvoir souverain des juges du fond tandis que l’interprétation des textes clairs est considérée comme une dénaturation, cas d’ouverture à cassation. Toutefois, cette conception classique de la théorie de l’interprétation semble contestable. Les textes législatifs relatifs à cette théorie ne justifient pas le clivage entre les textes clairs et les textes ambigus, que nous proposons d’écarter au profit de l’admission de l’absoluité du pouvoir d’interprétation des juges du fond. Par ailleurs, l’opération d’interprétation des contrats est régie par les directives déclaratives, les directives protectrices de la partie faible et les directives complétives. Elle est marquée par l’emprise de l’équité sur l’interprétation complétive. L’ensemble des directives d’interprétation conduit à la mise en oeuvre de « l’équité subjective originelle », ou subsidiairement de « l’équité complétive », « subjective » par référence à la volonté contractuelle sinon « objective » en se fondant sur la conception raisonnable de la société. L’interprétation s’avère un processus au service de l’équité contractuelle. Elle contribue à la préservation de l’équité subjective contractuelle et conduit à défaut à l’élaboration d’une équité objective contractuelle. Différentes conceptions juridiques constituent des applications avérées de cette lecture de la théorie de l’interprétation, à savoir l’interdiction de détournement de la finalité d’un droit, l’abandon de l’acte ostensible simulé pour l’application de l’acte secret sincère et l’adjonction d’obligations à certains contrats. En parallèle, de nouvelles applications sont proposées. La théorie de l’interprétation peut constituer le complément de la notion de cause, le dénouement de la problématique de la révision pour imprévision et une technique de révision des contrats nés déséquilibrés. / The concept of the theory of interpretation has been always based on the distinction between the clear contractual texts and the ambiguous contractual texts. The ambiguous texts are interpreted freely by the judges on merits whereas the interpretation of the clear texts is considered as a denaturation and a cause to claim cassation. However, this classic concept of the theory of interpretation seams disputable. As the difference in the interpretation of the clear and ambiguous texts is not justified by legal texts, we suggest to drop out this distinction and to give the judges the absolute authority to interpret all texts. Besides, the interpretation of contracts is governed by three rules: the declaration of the real common intention of the contracting parties rather than paying attention to the literal meaning of the terms, the protection of the weak party and the completion of the intention of the parties. The interpretation theory leads to the application of the equity which prevails over the completion rules. The judges will initially ascertain the “original subjective equity”. If not applicable, they will then establish the “subjective completive equity” depending on the contractual will, or the “objective completive equity” based on the reasonable conception of the society. The interpretation theory favors the contractual equity. It contributes to preserve the subjective contractual equity and creates an objective contractual equity. Several legal concepts constitute a genuine application of our understanding of the theory of interpretation, such as the interdiction of using a contractual right contrary to the reason created for, the abandonment of the fake apparent act in order to apply the real unrevealed one, and the addition of obligations to some contracts. In parallel, new applications are suggested. The theory of interpretation may complete the notion of cause, handle the problem of the unforeseen circumstances and permit to revise the imbalanced contracts.

La compréhension de la plus grande stabilisation des molécules biologiques par un disaccharide<br />tel que le tréhalose par rapport à d'autres excipients fait l'objet de recherches accrues. Nous<br />avons étudié l'influence du tréhalose et de deux autres stéréoisomères, le maltose et le sucrose,<br />sur la structure et sur la dynamique de l'eau et d'une protéine globulaire modèle, le lysozyme. Nous<br />avons montré que le tréhalose induit une plus grande déstructuration du réseau de liaisons hydrogène (LHs)<br />de l'eau que le maltose et le sucrose, au-delà d'une concentration de 40-50 %, à laquelle le réseau<br />de LHs des sucres percole. En outre, le nombre d'hydratation des sucres et le<br />nombre de LHs sucre-sucre suggèrent que les solutions aqueuses de tréhalose sont plus "homogènes",<br />pour des concentrations entre 33 et 66 % pds. Nous avons également localisé les zones<br />d'interaction des sucres avec le lysozyme et montré par spectroscopie Raman que le tréhalose le stabilise<br />davantage.

Les « DNA beacons » sont des molécules composées de simple brins d'ADN dont les deux bouts contiennent des bases complémentaires et auxquels on attache un fluorophore et un quencher. Ainsi, ces deux extrémités peuvent s'assembler pour former un bout de double hélice d'ADN que nous appelons « stem », la partie centrale du brin forme alors une sorte de boucle. On appelle cette structure la configuration en « épingle à cheveux ». Un aspect important de cette structure est qu'elle représente des systèmes simples permettant une étude détaillée de l'assemblage/désassemblage de la double hélice d'ADN. Nous avons développé deux modèles différents pour étudier la thermodynamique et la cinétique de ces systèmes. Le premier est un modèle sur réseau inspiré des modèles utilisés pour l'étude des repliements des protéines. Le deuxième est un modèle qui inclut les ingrédients physiques du premier modèle mais sans la contrainte apportée par le réseau. Il combine la théorie des polymères et le modèle de Peyrard-Bishop et Dauxois (PBD) pour la double hélice. Avec cette nouvelle approche, nous sommes capable de comparer quantitativement nos résultats théoriques avec les résultats expérimentaux.

Ces travaux de thèse concernent la conception et l'étude d'algorithmes, d'une part pourprédire les quantités thermodynamiques et la structure secondaire des ARN, d'autre part pour l'alignement de séquences.Dans une première partie, nous appliquons un algorithme de Monte-Carlo pour approximer la densité d'états d'énergie des structures secondaires d'une séquence d'ARN, ou d'une hybridation de deux molécules d'ARN données. Nous montrons d'abord que la densité estimée par notre programme est aussi bonne que la densité exacte, et le temps d'exécution de notre programme est beaucoup plus rapide. Nous calculons ensuite la température de dénaturation d'une hybridation de deux molécules d'ARN. Nous montrons que nos températures de dénaturation sont plus proches des valeurs expérimentales que celles des deux autres programmes existants.Puis, dans une deuxième partie, nous implémentons un algorithme de programmation dynamique qui engendre des structures sous-optimales, dédié principalement à la prédiction des deux structures fonctionnelles des riboswitchs. Nous appliquons d'abord notre programme sur un riboswitch TPP dans lequel nous avons réussi à détecter les deux structures fonctionnelles. Nous montrons ensuite que les structures prédites par notre programme sont plus proches de la structure réelle par rapport aux cinq autres programmes existants, sur un échantillon de riboswitch purine.Enfin, dans une troisième partie, nous présentons un algorithme de recherche des alignements sous-optimaux de séquences pour améliorer la qualité d'alignement des séquences. Nous comparons d'abord nos alignement à ceux produits par l'algorithme de Needdleman-Wunsch. Nous prédissons plus d'alignements de référrence par rapport l'algorithme de Needdleman-Wunsch. Nous calculons ensuite les fréquences des paires de bases alignées et les entropies de position spécifique dans nos alignements sous-optimaux. Nous montrons que les entropies calculées à partir de notre programme sont plus corrélées que celles des autres programmes avec les positions des paires de résidus fiablement alignées selon BAliBASE. / This thesis concerns the design and study of algorithms, on the one hand to predict the thermodynamic quantities and the secondary structure of RNA, the other for sequence alignment.In the first part, we apply a Monte Carlo algorithm to approximate the density of states for secondary structures of a given RNA sequence, and for hybridizations of two RNA sequences. We first show that the density estimated by our program is as good as the exact density, and the execution time of our program is much faster. We then calculate the melting temperature for a hybridization of two RNA sequences. We show that our melting temperatures are closer to experimental values than the other two programs.Then in the second part, we implement a dynamic programming algorithm that generates sub-optimal structures, mainly dedicated to the prediction of functional structures of riboswitchs. We first apply our program on a TPP riboswitch in which we were able to detect both functional structures. We then show that the structures predicted by our program are closer to the real structure compared to five other existing programs, on a sample of purine riboswitch.Finally, in the third part, we present a novel algorithm to produce sub-optimal pairwise alignments. We first compare our alignments to those produced by the algorithm of Needdleman-Wunsch. We predict more reference alignments than the algorithm of Needdleman-Wunsch. We then calculate the frequencies and position-specific entropies from our sub-optimal alignments. We show that entropies calculated from our program are more correlated than other programs with locations in the core block of BAliBASE reference alignments.

Protéines sont largement utilisés dans la formulation dans le domaine pharmaceutique et de jouer un rôle important dans les fonctions biologiques. Il est bien connu que l'adsorption de protéines sur la surface solide est toujours observé pour un stockage à long terme, ce qui entraînera une réduction de la dose de substance active ou une perte de l'activité biologique. Dans certains cas, une courte période de contact avec la surface est suffisante pour modifier fortement la conformation des protéines : par exemple, l'insuline pertes 52% de son activité biologique après 5 minutes de contact avec la surface de verre, ainsi qu'une perte de 30% d’activité biologique du cétrorélix est observé après 2 heures de contact. Parmi tous les paramètres, la dénaturation des protéines est fortement liée à sa stabilité des propriétés de surface. La compréhension de l'adsorption de protéines est devenue une question cruciale dans l'industrie pharmaceutique.Pour mieux comprendre le comportement des protéines à la surface, la quantification des protéines adsorbées et sa conformation devrait être étudiée. L'objectif de notre recherche sera de comprendre les comportements des protéines sur différents surfaces de seringue pré - remplie classique.Le principal objectif de ce projet est de comprendre le comportement de plusieurs modèles de protéines comme la sérum d’albumine bovine (BSA), le lysozyme (LSZ) et la myoglobine (MGB) en contact avec des surfaces de seringues pré-remplie comme le verre et l’élastomère. Nous proposons d'utiliser la chromatographie liquide à haute performance (HPLC) pour la quantification de protéine adsorbée sur une surface plane en déterminant la déplétion des protéines en solution. La réflexion totale atténuée infrarouge à transformée de fourier (FTIR-ATR) spectroscopie est utilisée de suivre les changements structurels des protéines adsorbées sur des surfaces solides. [...] / Proteins are widely used in formulation in the pharmaceutical field and play a major role in biological functions. It is well known that protein adsorption on solid surface is always observed for a long-term storage, which will result in a reduced dose of active compound or a loss of biological activity. In some cases, only short time of contact are sufficient to drastically modify the protein conformation: for instance, insulin losses 52% of its biological activity after 5 minutes contacting with glass surface, as well as a loss of 30% of cetrorelix is observed after 2 hours. Among all parameters, the time frame of the denaturation process is strongly related to the protein stability and surface properties. The understanding of protein adsorption has therefore become a crucial issue in the pharmaceutical industry.To gain a better understanding of proteins’ behavior on the surface, adsorbed protein quantification and its conformation should be studied. The objective of our research in a first will be to understand proteins’ behaviors on various surfaces which composed a classical prefilled syringe.The main goal of this PhD project is to understand the behaviors of several model proteins like bovine serum albumin (BSA), lysozyme (LSZ) and myoglobin (MGB) in contact with the surfaces of prefilled syringes such as glass and elastomer. We propose to use the high performance liquid chromatography (HPLC) to quantify the amount of protein adsorbed on a flat surface by determining the depletion of the proteins in solution. Fourier transform infrared-attenuated total reflection (FTIR-ATR) spectroscopy was as well as employed to follow the structural changes of adsorbed BSA on solid surface. [...]