De nouveaux liquides ioniques (LIs) contenant un cation phosphonium ou un cation ammonium couplé à un anion dérivé d’acides biosourcés (L-lactate, L-tartrate, malonate, succinate, L-malate, pyruvate, D-glucuronate, D-galacturonate, férulate, p-coumarate) ont été préparés suivant une réaction acido-basique simple et quantitative. Une nouvelle famille de liquides ioniques dendritiques (LIDs) a également été préparée à partir des dendrimères commerciaux (PPI et PAMAM). Les composés synthétisés ont tous été caractérisés par les méthodes usuelles d’analyses (RMN multinoyaux, SM, AE, IR) mais également par des techniques propres aux liquides ioniques (DSC, ATG, viscosité …).Ces solvants ont montré une efficacité avec la possibilité de recyclage du système catalytique [LI+ « Pd »] dans des réactions d’hydrogénations d’alcènes, de polyènes et de cétones α,β-insaturées dans des conditions douces de température et de pression. Ainsi, l’utilisation de ces LIPhs (liquides ioniques à base de phosphonium) permet d’obtenir d’excellents résultats notamment dans le cas de couplage pallado-catalysé de Heck sur 5 cycles sans perte de la réactivité.Les LIDs quant à eux ont été utilisés pour la récupération de quelques métaux lourds sous forme de cations (Cu2+, Ni2+, Pb2+, Cd2+, Ag+) dans des solutions aqueuses. Quelle que soit la nature du LI utilisé (hydrophile ou hydrophobe), d’excellents taux d’extraction sont obtenus sans modification du pH initial. / New biomass derived ionic liquids (ILs) containing phosphonium or ammonium cations with natural organic derived anions (L-lactate, L-tartrate, malonate, succinate, L-malate, pyruvate, D-glucuronate, D-galacturonate, férulate, p-coumarate) were easily prepared with good yields. Other dendritic ionic liquids (DILs) were also obtained from commercial PPI or PAMAM dendrimers. These DILs are containing NTf2 or BF4 anions. The characterization of all ILs was realized through classical NMR, IR, MS and elemental analysis techniques; their viscosity and ATG parameters were also determined.These new solvents proved good performance and recyclability for the selective Pd-catalyzed hydrogenation of alkenes, polyenes and also for the enantioselective hydrogenation of α,β-unsaturated ketones under mild temperature and hydrogen pressure conditions. Furthermore, they showed excellent performances (reaction yields and recycling) for the Heck coupling reaction.Finally, the hydrophilic and hydrophobic DILs were used for removal of metallic ions (Cu2+, Ni2+, Pb2+, Cd2+, Ag+) present in contaminated water and the results of the study proved their excellent catching behaviour.

Dans le cadre de la formation sélective d'oligomères cycliques à partir du cyclo-octène, des matériaux hybrides organiques-inorganiques mésostructurés bien-définis contenant les unités Ru-NHC dissymétriques le long des canaux poreux de leur matrice de silice ont été développés et caractérisés à un niveau moléculaire. Tous les systèmes obtenus ont montré des fortes activités et sélectivités en oligomères cycliques (dimères : 50% et trimères : 25%) en RO-RCM du cyclo-octène, contrairement aux complexes homogènes Ru-NHC analogues symétriques (G-II et GH-II), qui conduisent préférentiellement à la formation de polymères. La variation de la longueur et de la flexibilité des bras espaceurs, dans le cas des catalyseurs hétérogènes, a prouvé que les bras courts et flexibles stabilisent grandement les sites actifs Ru-NHC pendant la réaction de métathèse et ce, grâce à la présence d'interactions entre les sites Ru-NHC catalytiquement actifs et la surface silicique. La présence de telles interactions a été mise en évidence par RMN du phosphore 31 à l'état solide. Des études supplémentaires concernant les performances catalytiques de complexes organométalliques Ru-NHC dissymétriques (analogues aux sites Ru-NHC contenus dans les catalyseurs hétérogènes) et Ru-NHC symétriques (G-II et Nolan) ont clairement montré que le facteur clé influençant la sélectivité en oligomères cycliques est la dissymétrie des ligands NHC. Cette dissymétrie génère la présence de deux sites actifs de configurations différentes au sein même des espèces Ru-NHC. Un des sites favorise la réaction intramoléculaire de fermeture de cycle par métathèse alors que l'autre site permet la réaction intermoléculaire d'ouverture de cycle conduisant ainsi à la formation des oligomères cycliques de petite taille / In the context of the selective formation of cyclic oligomers from cyclooctene, well-defined hybrid organic-inorganic mesoporous materials containing unsymmetrical Ru-NHC units along the pore channel of their silica matrix have been developed and characterized at a molecular level. All systems displayed high activity and selectivity towards the formation of lower cyclic oligomers in the RO-RCM of cyclooctene yielding mainly the dimer and the trimer with 50% and 25% selectivity, respectively, in contrast to classical symmetrical homogeneous analogues (G-II and GH-II), which yield mainly to polymers. Variation of length and flexibility of the tethers showed that flexible short tethers were critical for high stability of the catalysts during metathesis, which is consistent with the stabilization of Ru-NHC active sites by surface functionalities; this surface interaction was further corroborated by the absence of a PCy3 ligand coordinated to Ru when short flexible linkers are used. Further investigations using homogeneous symmetrical (G-II and Nolan) and unsymmetrical (analogues to heterogeneous catalysts) Ru-NHC catalysts clearly showed that the key factor influencing the selectivity towards low cyclic oligomers is the unsymmetrical nature of NHC ligands, which creates dual site configuration in the catalyst architecture thus alternatively favouring one reaction over another, Ring Opening (ROM) vs. Ring Closing (RCM) Metathesis (propagation vs. backbiting), thus leading to the selective tandem RO RCM of cyclooctene. Finally, we have also investigated Grubbs Hoveyda-II (GH-II) type catalysts immobilized on silica support through adsorption, which showed the same product selectivity as that of the well-defined Ru-NHC materials. This result implies that the adsorbed symmetrical GH-II catalyst “becomes unsymmetrical upon adsorption”. Adsorbing unsymmetrical molecular GH II catalysts did not however improve the performances of these types of catalysts. Overall, the unique property of unsymmetrical NHC Ru catalyst, whether supported or not, opens new perspectives in the selective synthesis of macrocycles from other cyclic alkenes via metathesis

Durant ces dernières années, les quantités de données collectées, dans divers domaines d'application de l'informatique, deviennent de plus en plus importantes. Cela suscite le besoin d'analyser et d'interpréter ces données afin d'en extraire des connaissances utiles. Dans cette situation, le processus d'Extraction de Connaissances à partir des Données est un processus complet visant à extraire des connaissances cachées, nouvelles et potentiellement utiles à partir de grands volumes de données. Parmi ces étapes, la fouille de données offre les outils et techniques permettant une telle extraction. Plusieurs travaux de recherche en fouille de données concernent la découverte des règles d'association, permettant d'identifier des liens entre ensembles de descripteurs (ou attributs ou items) décrivant un ensemble d'objets (ou individus ou transactions). Les règles d'association ont montré leur utilité dans plusieurs domaines d'application tels que la gestion de la relation client en grande distribution (analyse du panier de la ménagère pour déterminer les produits souvent achetés simultanément, et agencer les rayons et organiser les promotions en conséquence), la biologie moléculaire (analyse des associations entre gènes), etc. De manière générale, la construction des règles d'association s'effectue en deux étapes : l'extraction des ensembles d'items (ou itemsets) fréquents, puis la génération des règles d'association à partir de des itemsets fréquents. Dans la pratique, le nombre de motifs (itemsets fréquents ou règles d'associations) extraits ou générés, peut être très élevé, ce qui rend difficile leur exploitation pertinente par les utilisateurs. Pour pallier ce problème, certains travaux de recherche proposent l'usage d'un noyau de motifs, appelés représentations concises, à partir desquels les motifs redondants peuvent être régénérés. Le but de telles représentations est de condenser les motifs extraits tout en préservant autant que possible les informations cachées et intéressantes sur des données. Dans la littérature, beaucoup de représentations concises des motifs fréquents ont été proposées, explorant principalement l'espace de recherche conjonctif. Dans cet espace, les itemsets sont caractérisés par la fréquence de leur co-occurrence. Ceci fait l'objet de la première partie de ce travail. Une étude détaillée proposée dans cette thèse prouve que les itemsets fermés et les générateurs minimaux sont un moyen de représenter avec concision les itemsets fréquents et les règles d'association. Les itemsets fermés structurent l'espace de recherche dans des classes d'équivalence tels que chaque classe regroupe les itemsets apparaissant dans le même sous-ensemble (appelé aussi objets ou transactions) des données. Un itemset fermé inclut l'expression la plus spécifique décrivant les transactions associées, alors qu'un générateur minimal inclut une des expressions les plus générales. Cependant, une redondance combinatoire intra-classe résulte logiquement de l'absence inhérente d'un seul générateur minimal associé à un itemset fermé donné. Ceci nous a motivé à effectuer une étude approfondie visant à. maintenir seulement les générateurs minimaux irréductibles dans chaque classe d'équivalence, et d'élaguer les autres. À cet égard, il est proposé une réduction sans perte d'information de l'ensemble des générateurs minimaux grâce à un nouveau processus basé sur la substitution. Une étude complète des propriétés associées aux familles obtenues est présentée. Les résultats théoriques sont ensuite étendus au cadre de règles d'association afin de réduire autant que possible le nombre de règles maintenues sans perte d'information. Puis, est présentée une étude formelle complète du mécanisme d'inférence permettant de dériver toutes les règles d'association redondantes, à partir de celles maintenues. / The last years witnessed an explosive progress in networking, storage, and processing technologies resulting in an unprecedented amount of digitalization of data. There is hence a considerable need for tools or techniques to delve and efflciently discover valuable, non-obvious information from large databases. In this situation, Knowledge Discovery in Databases offers a complete process for the non-trivial extraction of implicit, previously unknown, and potentially useful knowledge from data. Amongst its steps, data mining offers tools and techniques for such an extraction. Much research in data mining from large databases has focused on the discovery of association rules which are used to identify relationships between sets of items in a database. The discovered association rules can be used in various tasks, such as depicting purchase dependencies, classification, medical data analysis, etc. In practice however, the number of frequently occurring itemsets, used as a basis for rule derivation, is very large, hampering their effective exploitation by the end-users. In this situation, a determined effort focused on defining manageably-sized sets of patterns, called concise representations, from which redundant patterns can be regenerated. The purpose of such representations is to reduce the number of mined patterns to make them manageable by the end-users while preserving as much as possible the hidden and interesting information about data. Many concise representations for frequent patterns were so far proposed in the literature, mainly exploring the conjunctive search space. In this space, itemsets are characterized by the frequency of their co-occurrence. A detailed study proposed in this thesis shows that closed itemsets and minimal generators play a key role for concisely representing both frequent itemsets and association rules. These itemsets structure the search space into equivalence classes such that each class gathers the itemsets appearing in the sanie subset (aka objects or transactions) of the given data. A closed itemset includes the most specific expression describing the associated transactions, while a minimal generator includes one of the most general expressions. However, an intra-class combinatorial redundancy would logically results from the inherent absence of a unique minimal generator associated to a given dosed item et. This motivated us to carry out an in-depth study zdming at only retaining irreducible minimal generators in each equivalence class, and pruning the remaining ones. In this respect, we propose lossless reductions of the minimal generator set thanks to a new substitution-based process. We tiien carry out a thorough study of the associated properties of the obtained families. Our tlieoretical results will then be extended to the association rule framework in order to reduce as muchas poib1e the number of retained rules without information loss. We then give a thorough formai study of the related inférence mechanism allowing to derive all redundant association rules, starting from the retained ones. In order to validate our approach, computing means for the new pattern familles are presented together with empirical evidences about their relative sizes w. r. t. the entire sets of patterns. We also lead a thorough exploration of the disjunctive search space, where itemsets are characterized by their respective disjunctive supports, instead of the conjunctive ones. Thus, an itemset verifies a portion of data if at least one of its items belongs to it. Disjunctive itemsets thus convey knowledge about complementary occurrences of items in a dataset. This exploration is motivated by the fact that, in some applications, such information - conveyed through disjunctive support - brings richer knowledge to the end-users.

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Résumé : Le métabolisme monocarboné ou métabolisme 1-C désigne l’ensemble des voies métaboliques permettant la synthèse et / ou le recyclage de molécules donneur de groupement monocarboné au cours des réactions de méthylation. L’objectif de ce travail était d’évaluer l’implication des métabolismes de la choline, de la phosphatidylcholine (PC) et de la bétaïne dans la physiopathologie des désordres impliquant le métabolisme 1-C en période prénatale et postnatale. Nous avons montré une augmentation progressive de l’expression de la majorité des gènes impliqués dans le métabolisme 1-C au cours de l’ontogénèse hépatique murine, tandis que les leur expression était plus faible avec des profils plus variable au niveau cérébral. Chez l’homme, les valeurs normales des concentrations des intermédiaires du métabolisme 1-C dans le liquide amniotique (LA) en fonction du terme gestationnel ont été déterminées pour tous les paramètres et les concentrations de S-adénosyl-homocystéine et de méthionine étaient augmentées dans les LA du groupe affecté par des défauts de fermeture du tube neural (DFTN) suggérant que certains cas de DFTN pourraient être associés à des déséquilibres du métabolisme 1-C. En post natal, nous avons montré à la fois chez l’homme et l’animal, que les hyperhomocystéinémie d’origine nutritionnelles ou génétiques induisaient une déplétion en bétaïne, épargnant uniquement le rein où elle est un osmolyte majeur. Dans un modèle murin de déficit en cystathionine–beta synthase induisant une hyperhomocystéinémie, une technique de lipidomique ciblée a montré au niveau hépatique des modifications qualitatives des phospholipides (PLs) avec une diminution des PC contenant des acides gras insaturés et des phosphatidyléthanolmines contenant de l’acide arachidonique. Ces modifications des PLs pourraient jouer un rôle dans la constitution de la stéatose hépatique observée dans l’histoire naturelle de cette maladie. En conclusion, ce travail a permis de montrer que la choline, la bétaïne et les PC sont des acteurs indissociables du métabolisme 1-C qui pourraient être impliqués dans la physiopathologie des DFTN et dans les hyperhomocystéinémies. Ils pourraient également être impliqués dans la physiopathologie des stéatoses hépatiques non alcooliques ou des déficits cognitifs, dans lesquels des désordres du métabolisme 1-C ont été observés. / Abstract: One carbon metabolism or 1C metabolism includes all metabolic pathways for the synthesis and / or recycling of molecules involved in methylation reactions. The objective of this study was to evaluate the involvement of choline, phosphatidylcholine (PC) and betaine metabolisms in the pathophysiology of diseases with impaired 1-C metabolism in prenatal and postnatal period. We showed a progressive increase of the expression of the majority of genes involved in 1-C metabolism during the mouse liver ontogeny while their gene expression was at lower levels and with more variable patterns during brain ontogeny. In humans, amniotic fluid concentrations of all intermediates of 1-C metabolism according to gestational term were determined and we observed increased concentrations of S-adenosyl-homocysteine and methionine in pregnancies affected by neural tube defects (NTD) suggesting that some NTDs cases could be associated with an imbalance in 1-C metabolism. In the postnatal period we showed that both in animal and humans and both in nutritional and genetic hyperhomocysteinemia, that betaine pools were decreased, only sparing the kidney betaine concentrations, where betaine acts as an essential osmolyte. In a mouse model of cystathionine-beta synthase deficiency inducing hyperhomocysteinemia, a technic of targeted lipidomic revealed qualitative changes in the liver phospholipids composition, in particular a decrease of PC containing unsaturated fatty acids and of phosphatidylethanolamine containing arachidonic acid and an increase of phosphatidylethanolamine containing docosohaexaenoic acid. This phospholipids remodelage may participate in the development of the steatosis observed in the natural history of this disease. In conclusion, this study has shown that choline, betaine and phosphatidylcholine are essential actors of 1-C metabolism that could be involved in the pathogenesis of NTD and hyperhomocystéinemia. They could also be involved in the pathophgysiology of non alcoholic fatty liver disease or cognitive decline, in which disorders of 1-C metabolism were observed.

L'objectif de cette thèse est l'étude du comportement cinématique des mécanismes bouclés de corps rigides. Le modèle mathématique d'un tel mécanisme est l'équation de fermeture f (q1,..., qm) = e où q1,...,qm sont des coordonnées articulaires et f est une fonction analytique à valeur dans un groupe de Lie. L'étude des propriétés cinématiques se ramène à celle de l'ensemble des configurations admissibles f-1 ( e ) qui est une sous-variété dans le cas régulier où f est une subimmersion. Par contre, l'étude est beaucoup plus difficile lorsque f possède des singularités. On utilise comme outil fondamental le formalisme de la géométrie différentielle des groupes de Lie pour le groupe des déplacements et la structure de Δ - module de son algèbre de Lie, ceci permet une écriture simple et condensée des équations de la cinématique et facilite leur traitement symbolique. Nous avons montré que l'analyse au deuxième ordre de l'équation de fermeture est suffisante pour les mécanismes 6R paradoxaux. Un algorithme d'évaluation du rang d'un ensemble de champs antisymétriques (équiprojectifs) est développé et est utilisé pour étudier les processus de génération des sous algèbres de Lie. Nous avons proposé également des méthodes de cinématique inverse pour des mécanismes spatiaux, ces méthodes permettent de résoudre l'équation de fermeture indépendamment d'un choix des coordonnées et d'obtenir des conditions nécessaires et suffisantes de résolution : notamment, la méthode simplifie considérablement la procédure de résolution pour les mécanismes 6R spatiaux.

Ce mémoire illustre l'évolution de la stratégie du syndicat des TCA-Québec, unité locale 728 représentant les employés de l'usine Kenworth de Sainte-Thérèse, de la fermeture de l'usine en 1996 jusqu'à sa réouverture en 1999. La littérature démontre que la mondialisation des marchés économiques oblige les syndicats à revoir leur stratégie lors de négociations collectives. Parfois, leur survie en dépend. Les résultats de notre étude de cas permettent de déterminer cinq événements clés où le syndicat local revoit sa stratégie pendant ce conflit de travail médiatisé : la négociation collective, l'échec de la négociation menant à une grève générale, la fermeture de l'usine, l'annonce de la réouverture de l'usine ainsi que sa réouverture. L'ensemble des résultats présentés en corrélation avec le modèle d’analyse de David Weil (1994) présente la planification stratégique de ces cinq événements à partir d’un processus intégré qui peut être décomposé en trois principales étapes : la formulation de la stratégie, sa mise en œuvre et son évaluation. Les faits sont colligés chronologiquement en exposant les transformations de la stratégie du syndicat local par l'identification d'indicateurs conçus à partir des facteurs externes évoqués dans le modèle de Weil (1994), à savoir l'analyse de l'environnement technologique, législatif et social, les priorités dictées par les membres, l'allocation des ressources du syndicat, ainsi que l'analyse de l'évaluation avantage coûts versus bénéfices. / This thesis illustrates the evolution of the strategy used by the TCA-Québec Union, local unit 728 representing the employees of Kenworth in Sainte-Thérèse, from the plant shutdown in 1996 to its reopening in 1999. The literature shows that the economic market globalisation has forced the trade unions to reconsider their strategic approach in the collective bargaining process. In some cases, their survival depends on it. The case study presented in this work identifies five key events when strategic adjustments were made by the trade union during this highly mediatised conflict: the collective bargaining, the failure of these negotiations which led to a general strike, the plant shutdown, the announcement of the plant’s reopening as well as its actual reopening. The results presented in correlation to the David Weil Model (1994) detail the strategic planning of these five key events using an integrated process which is composed of three major steps: formulating, implementing and evaluating the strategy. The facts are assembled chronologically while exposing the modifications to the local union`s strategy using indicators developed with Weil’s model external factors (1994) such as the technological, legal and social environments, the member-led priorities, the distribution of the union’s resources as well as the cost-benefit advantages.

Les acides biliaires sont des composés naturels existants dans le corps humain. Leur biocompatibilité, leur caractère amphiphile et la rigidité de leur noyau stéroïdien, ainsi que l’excellent contrôle de leurs modifications chimiques, en font de remarquables candidats pour la préparation de matériaux biodégradables pour le relargage de médicaments et l'ingénierie tissulaire. Nous avons préparé une variété de polymères à base d’acides biliaires ayant de hautes masses molaires. Des monomères macrocycliques ont été synthétisés à partir de diènes composés de chaînes alkyles flexibles attachées à un noyau d'acide biliaire via des liens esters ou amides. Ces synthèses ont été réalisées par la fermeture de cycle par métathèse, utilisant le catalyseur de Grubbs de première génération. Les macrocycles obtenus ont ensuite été polymérisés par ouverture de cycle, entropiquement induite le catalyseur de Grubbs de seconde génération. Des copolymères ont également été préparés à partir de monolactones d'acide ricinoléique et de monomères cycliques de triester d’acide cholique via la même méthode. Les propriétés thermiques et mécaniques et la dégradabilité de ces polymères ont été étudiées. Elles peuvent être modulées en modifiant les différents groupes fonctionnels décorant l’acide biliaire et en ayant recours à la copolymérisation. La variation des caractéristiques physiques de ces polymères biocompatibles permet de moduler d’autres propriétés utiles, tel que l’effet de mémoire de forme qui est important pour des applications biomédicales. / Bile acids are natural compounds in the body. Their biocompatibility, facial amphiphilicity, rigidity of steroid nucleus, and ease of chemical modification make them excellent candidates as building blocks for making biodegradable materials used in drug delivery and tissue engineering applications. We have prepared main-chain bile acid-based polymers having high molecular weights. Macrocyclic monomers were synthesized from dienes, which consist of flexible alkyl chains attached to a bile acid core through either ester or amide linkages, via ring closing metathesis using first-generation Grubbs catalyst. They were polymerized using entropy-driven ring-opening metathesis polymerization using second-generation Grubbs catalyst. Copolymers were also prepared from monolactone of ricinoleic acid and cholic acid-based cyclic triester monomer via the same method. The thermal and mechanical properties and degradation behaviours of these polymers have been investigated. The properties can be tuned by varying the chemical linking with the bile acid moiety and by varying the chemical composition of the polymers such as copolymerization with ricinoleic acid lactones. The tunability of the physical properties of these biocompatible polymers gives access to a range of interesting attributes. For example, shape memory properties have been observed in some samples. This may prove useful in the design of materials for biomedical applications.

Les résultats ont été obtenus avec le logiciel "Insight-2" de Accelris (San Diego, CA) / En 2000, les structures à hautes résolutions des deux sous-unités ribosomiques ont finalement été mises à la disposition du public. L'année suivante, la structure aux rayons X de l'ensemble du ribosome bactérien a été publiée. Ces grandes réalisations ont ouvert une nouvelle ère dans l'étude des mécanismes de la synthèse des protéines. Dès lors, il est devenu possible de relier différents aspects de la fonction du ribosome à des éléments particuliers de sa structure tertiaire. L'établissement de la relation structure-fonction peut toutefois être problématique en raison de l'immense complexité de la structure du ribosome. En d'autres termes, pour que les données cristallographiques sur la structure tertiaire du ribosome soient vraiment utiles à la compréhension du fonctionnement du ribosome, ces données devraient elles-mêmes faire l'objet d'une analyse approfondie. Le travail, présenté ici, peut être vu comme une tentative de ce genre. En appliquant l’analyse systématique des structure cristallographiques du ribosome disponibles, nous avons essayé de résoudre deux problèmes fondamentaux de la biologie ribosomale concernant (1) la nature des réarrangements du ribosome qui ont lieu à différentes étapes de son cycle de fonctionnement et (2) la possibilité de reconstitution de l'évolution du ribosome du monde-à-ARN jusqu’à nos jours. Dans le premier projet, nous avons systématiquement comparé les structures du ribosome disponibles et de sa sous-unité afin d'identifier les domaines rigides, qui ont toujours la même conformation, et les régions flexibles dont la conformation peut varier d'une structure de ribosome à une autre. Il y a deux types de réarrangements structuraux connus dont nous voulions comprendre les mécanismes: le « ratchet-like movement » et la «fermeture de domaines ». Le premier a lieu au cours de la translocation du ribosome et est plus ou moins perçu comme une rotation d'une sous-unité par rapport à l'autre. Le deuxième se produit dans la petite sous-unité et est associé à la reconnaissance codon-anticodon au site A. La comparaison des conformations ribosomales disponibles a révélé les mécanismes spécifiques des deux réarrangements. Bien que la sélection de l'aminoacyl-ARNt appropriée au site A et la translocation du ribosome n'ont jamais été considérés comme ayant quelque chose en commun, nous démontrons ici que les réarrangements de la structure des ribosomes associés au premier processus répète les réarrangements associés au deuxième mais dans l’ordre inverse. En d'autres termes, pendant le cycle d'élongation, la fermeture de domaine et le « ratchet » peuvent ii être considérés comme un mouvement de va-et-vient, qui renvoie finalement le ribosome à sa conformation initiale. Dans le second projet, nous avons fait une tentative de reconstitution de l'évolution de l'ARNr 23S, du monde-à-ARN jusqu`à nos jours. Ici nous nous sommes basés sur la supposition que l'évolution de cette molécule a procédé par des insertions aléatoires des régions relativement courtes dans différentes parties de la chaîne poly-nucléotidique. Pour cela, nous avons élaboré des critères de l'intégrité de la structure ribosomale et présumé que lors de l'évolution, la structure du ribosome s’est toujours adaptée à ces standards. Nous avons examiné l'interaction de type A-mineur, un arrangement fréquent dans la structure de l’ARN ribosomique, constitué d'un empilement d’adénosines non-appariées, attachées à une double hélice. Nous avons supposé que dans toutes les interactions A-mineurs existantes dans le ribosome, la double hélice est apparue avant ou au moins simultanément avec la pile d’adénosines correspondantes. L'application systématique de ce principe à la structure tertiaire de l’ARN 23S a permis d'élucider de manière progressive l'ordre dans lequel les parties différentes de l’ARN 23S ont rejoint la structure. Pris ensemble, les deux projets démontrent l'efficacité de l'analyse systématique in-silico de la structure tertiaire du ribosome et ouvrent la voie à de futures découvertes. / In the year 2000, the first high-resolution structures of the individual ribosomal subunits became available to the public. The following year, the X-ray structure of the complete bacterial ribosome was published. These major achievements opened a new era in studying the mechanisms of protein synthesis. From then on, it became possible to attribute different aspects of the ribosome function to particular elements of its tertiary structure. However, establishing the structure-function relationships is problematic due to the immense complexity of the ribosome structure. In other words, in order to make the crystallographic data on the ribosome tertiary structure really useful for understanding of how the ribosome functions, it must be thoroughly analyzed. Here, based on systematic analysis of the available X-ray conformations of the ribosome we have tried to resolve two fundamental problems of the ribosome biology: concerning (1) the nature of rearrangements in the ribosome that take place at different steps of its functional cycle, and (2) the reconstruction of the ribosome evolution from the RNA world to present time. In the first project, we systematically compared the available structures of the ribosome and its subunits to identify rigid domains, which always have the same conformation, and flexible regions, where the conformation can vary from one ribosome structure to another. There were two known types of structural rearrangements whose mechanisms we wanted to understand: the ratchet-like motion and the so-called domain closure. The ratchet-like motion takes place during the ribosomal translocation and is roughly seen as a rotation of one subunit with respect to the other. The domain closure occurs in the small subunit and is associated with the cognate codon-anticodon recognition in the A-site. Comparison of the available ribosome conformations revealed the detailed mechanisms of both rearrangements. Although the selection of the cognate amino-acyl-tRNA in the A-site and of the ribosomal translocation have never been thought to have anything in common, we demonstrate that the rearrangements in the ribosome structure associated with the first process repeat in reverse order the rearrangements associated with the second process. In other words, during the ribosome elongation cycle, the domain closure and the ratchet-like motion can be seen as a back-and-forth movement, which eventually returns the ribosome to the initial conformation. iv In the second project, we attempted to reconstruct the evolution of the 23S rRNA from the RNA world to present time based on the presumption that the evolutionary expansion of this molecule proceeded though random insertions of relatively short regions into different regions of the polynucleotide chain. We developed criteria for integrity of the ribosome structure and presumed that during the evolutionary expansion, the ribosome structure always matched to these standards. For this, we specifically considered the A-minor interaction, a frequent arrangement in the rRNA structure consisting of a stack of unpaired adenosines tightly attached to a double helix. We presumed that in all A-minor interactions present in the ribosome, the double helix emerged before or at least simultaneously with the corresponding adenosine stack. The systematic application of this principle to the known tertiary structure of the 23S rRNA allowed us to elucidate in a step-vise manner the order in which different part of the modern 23S rRNA joined the structure. Taken together, the two projects demonstrate the effectiveness of the systematic in-silico analysis of the ribosome tertiary structure and pave the way for future discoveries.

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