CFTR est un canal chlorure appartenant à la superfamille des transporteurs ABC. Cette protéine est composée de 5 domaines : 2 domaines de liaison aux nucléotides (NBDs), 2 domaines transmembranaires (TMD) et un domaine de régulation. Les interactions entre ces différents domaines sont essentielles pour de nombreux processus, tels que le repliement, la maturation et la fonction de CFTR. Cependant, les rôles de ces domaines de manière individuelle dans la biogenèse, le repliement, la maturation, la fonction et la stabilité membranaire de CFTR restent inconnus.<br />Dans le but de préciser ceux-ci, nous avons étudié le comportement intracellulaire de protéines CFTR génétiquement modifiées. Nos résultats ont confirmé que contrairement à NBD2, NBD1 est essentiel pour la maturation et le trafic de CFTR vers la membrane plasmique. Bien que NBD2 ne soit pas important pour le repliement de la protéine, nous avons montré pour la première fois que celui-ci était nécessaire pour la stabilité de CFTR à la membrane plasmique. Nous avons montré que le 6ème segment transmembranaire de TMD1 n'est pas stable dans la membrane plasmique et doit être important pour le repliement de la protéine, sans doute par son implication dans l'interaction entre les TMDs.<br />L'ensemble de ces résultats confirme aussi l'importance des interactions interdomaines dans le comportement cellulaire de la protéine CFTR.

Les génomes de bactériophages sont connus pour être mosaïques. Avec l'augmentation des structures disponibles sur ces virus, leur morphologie aussi apparaît de plus en plus comme telle. Les structures de 4 différents intermédiaires dans l'assemblage de la capside icosaédrique du bactériophage Gifsy-2, infectant les bactéries Salmonella ont été résolues par cryo-microscopie électronique jusqu'à une résolution de 12Å. Au niveau génétique, un long gène code en partie Cterminale pour la protéine de capside majeure alors que sa partie Nterminale est fortement similaire du point de vue de sa séquence primaire aux protéases de la famille Clp. Ces résultats et ceux obtenus sur d'autres phages suggèrent que les 200 résidus en partie centrale regroupent les fonctions restantes, nécessaire à l'assemblage de la capside. Cette organisation en un gène unique est une nouvelle variante des stratégies développées par les phages pour modifier la voie d'assemblage de leur capside.<br />Nous avons aussi déterminé les structures de la capside et de la queue du phage T5 , infectant la bactérie E.Coli à des résolutions de 19 et 30 Å respectivement confirmant l'inhabituelle symétrie d'ordre 3 de sa queue. Sa capside icosaédrique est composée par des pentamères et hexamères de pb8 et par pb10 s'attachant au centre de ces derniers, le tout étant décrit par une géométrie T=13. La comparaison des séquences primaires de pb8 et gp5 d'HK97 et la modélisation du modèle atomique de gp5 dans la capside de T5 montrent que ces 2 protéines adoptent sûrement le même repliement 3D. Nous proposons aussi que le domaine Nterminal de la protéine pb8 soit impliqué dans l'assemblage initial de la capside d'une manière similaire à HK97.

Objectifs : les deux principaux objectifs de cette thèse sont : (1) utiliser, tester et évaluer la qualité d'une méthode d'estimation d'âge dentaire (Braga et al., online first) la plus à même de rendre compte des caractéristiques de la maturation macrostructurale des dents définitives, (2) tester à l'aide d'un questionnaire, spécialement développé dans le cadre de cette étude, les éventuelles incidences d'un certain nombre de facteurs biologiques et socioéconomiques sur l'estimation de l'âge dentaire. Matériel : un échantillon de 863 enfants, recrutés dans le sud de la France, âgés de 3,5 à 16 ans est constitué. L'ensemble des sujets est caractérisé par une orthopantomographie et un questionnaire rempli par les parents. Méthode : une nouvelle méthode d'estimation d'âge dentaire basée sur la méthode de codage de Demirjian et al. (1973) et sur le théorème de Bayes (1763) est présentée. Cette méthode respecte l'originalité des séquences de minéralisation dentaire (approche Bayes Dépendant) et permet, grâce à l'emploi de probabilités a priori uniformes, la comparaison de résultats obtenus pour un même échantillon test à partir de deux référentiels distincts. Résultats : cette étude confirme l'influence du sexe sur l'estimation de l'âge dentaire, les filles présentant des avances d'âge dentaire par rapport aux garçons. L'influence de l'origine géographique sur l'estimation de l'âge dentaire n'est quant à elle pas avérée dans le cadre de l'application de l'approche Bayes Dépendant. Il semble néanmoins que l'origine géographique soit responsable d'une certaine variabilité au niveau des séquences de minéralisation dentaire. Le poids à la naissance, l'âge de la mère à la naissance de l'enfant, le type d'allaitement, le fait, pour la mère, d'avoir fumé ou non durant la grossesse, ou encore l'âge des premiers pas, n'ont pas d'influence sur la qualité de l'estimation de l'âge dentaire. L'influence du niveau socioéconomique sur l'estimation de l'âge dentaire demeure non significative. Néanmoins, les résultats obtenus, notamment pour les filles, semblent indiquer un retard d'âge dentaire chez les enfants « pauvres » relativement aux enfants « non pauvres ».

Les nouveau-nés reconnaissent leur langue maternelle à la naissance et sont meilleurs que leur maman pour percevoir les sons de toutes les langues existantes dans le monde. Comment la structure du cerveau peut-elle favoriser le développement de telles facultés ? Au cours de cette thèse, j'ai étudié l'anatomie des aires corticales du langage afin de mieux comprendre l'émergence du langage au début de la vie. L'anatomie a été décrite dans une population de nourrissons, à partir d'une séquence d'images IRM. En m'aidant de l'expertise des équipes de recherche de Neurospin, j'ai mis en place plusieurs outils méthodologiques : D'une part, nous avons proposé une nouvelle méthode de segmentation du cortex pour faire face au faible contraste des images dans les premiers mois de vie. Cette méthode s'appuie sur plusieurs propriétés des tissus dans l'image, sans faire appel à un atlas. Elle consiste à déformer deux surfaces, initialisées de part et d'autre du cortex, afin qu'elles convergent sur l'interface séparant la matière grise et la substance blanche. Nous obtenons de très bons résultats pour les cerveaux des nouveau-nés (coefficient de Dice = 0,89). D'autre part, nous avons défini un indice de maturation à partir des intensités du signal du cortex. La démarche a été validée en mesurant une forte corrélation de cet indice avec l'âge des nourrissons dans toutes les régions observées (R2=0,88). Selon l'hypothèse la plus vraisemblable, les variations de cet indice sont dues à une baisse du contenu en eau du cortex relative à la prolifération des membranes. Dans les images IRM, nous avons tracé manuellement les sillons du cortex dans les régions du langage. Puis, nous avons mesuré leurs asymétries et les indices de maturation du cortex proche de ces sillons. Nous observons une organisation précoce des aires du langage, proche de celle observée dans le cerveau adulte. Plus précisément : D'une part, nous rapportons une asymétrie de profondeur du sillon temporal supérieur, encore peu connue ; la plus grande profondeur de ce sillon à droite se maintiendrait tout au long du développement, tandis que la faible profondeur à gauche reflèterait l'initiation d'une structure plus compartimentée le long du sillon. Nous confirmons également les asymétries du planum temporale et du gyrus de Heschl, ainsi qu'un déplacement ventral et en arrière des régions temporales postérieures gauches. Ces asymétries seraient associées à une connectivité plus dense dans ces régions à gauche et à des différences interhémisphériques dans le traitement des stimuli auditifs, particulièrement la parole. D'autre part, notre indice de maturation a révélé une avance relative de l'aire de Broca au sein des régions préfrontales, souvent jugées immatures à cet âge. Nous observons aussi la présence d'une décroissance du degré de maturation suivant un axe dorso-ventral dans le lobe temporal, cohérente avec l'organisation hiérarchique des traitements du langage. Enfin, les indices de maturation dans l'aire de Broca et dans la région postérieure du sillon temporal supérieur étaient corrélés avec un autre indice de développement (anisotropie fractionnelle) dans le faisceau arqué. Cette corrélation suggère la formation précoce d'une voie dorsale du langage entre l'aire de Broca et les régions temporo-pariétales. Enfin, nous discutons des origines et des influences génétiques sur cette organisation, en suggérant l'existence de modules innés spécifiques au langage. Les résultats de cette thèse posent de nouvelles questions : si l'asymétrie du sillon temporal supérieur reflète une structure plus segmentée dans l'hémisphère gauche, quels sont les effets de ces compartiments sur les processus du langage ? Par ailleurs, quel rôle jouerait la voie dorsale que nous avons observée dans la latéralisation du langage ?

Les lipoxygénases (LOXs, EC 1.13.11.12) sont des dioxygénases qui catalysent l'hydroperoxidation des acides gras polyinsaturés. Bien que de nombreuse isoformes de LOXs aient été caractérisé chez de nombreux végétaux, leur rôle physiologique reste inconnu. Dans le but d'éclaircir le rôle des LOXs dans l'olive et leur contribution dans l'élaboration de l'arôme, nous avons cloné et caractérisé un ADNc codant pour une isoforme de LOX d'olive exprimé dans les derniers stades de maturation du fruit. Cet ADNc présente un cadre de lecture ouvert qui code pour une protéine de 864 acides aminés. Cette LOX d'olive fait partie des LOXs de type-1 et présente un fort pourcentage d'identité avec la LOX de noisette (77,3%) et la LOX de tabac (76,3%). L'enzyme recombinante présente une double spécificité, elle produit des 9- et des 13-hydroperoxydes dans un rapport 2:1. Bien que l'activité LOX soit détectée à tous les stades de développement des olives, la 9/13-LOX est uniquement exprimé dans les stades noirs. Nos résultats suggèrent qu'il existe au moins deux gènes lox exprimés dans les olives noires, et que la 9/13-LOX est associé aux phénomènes de maturation et de sénescence. Cependant, en considérant sa double spécificité de substrat et son profil d'expression, nous ne pouvons pas exclure que cette enzyme puisse jouer un rôle dans l'élaboration de l'arôme. Nous avons modifié l'accessibilité au site actif de la LOX d'olive en mutant les résidus Phe277 et Tyr280 situés à l'entrée du site actif par des résidus à chaîne latérale courte (Ala et Ile). Nous avons exprimé les mutants F277A, Y280I et F277A/Y280I chez E. coli et nous les avons partiellement purifié. Les mutants F277A et F277A/Y280I présentent un taux de conversion de l'acide linoléique 4 fois supérieur à celui de la LOX d'olive non mutée et ont des paramètres cinétiques similaires à la LOX1 de soja.

Mon travail de thèse participe à la caractérisation des bases cellulaires et moléculaires neurodéveloppementales à l'origine de la schizophrénie. A partir d'un modèle animal pour l'étude de la schizophrénie (souris KO STOP), j'ai tenté de déterminer les relations entre la diminution du volume cérébral, la biologie cellulaire des neurones in situ, et les événements cellulaires et moléculaires à l'origine de cette diminution de volume. Ainsi, j'ai démontré, par western blot quantitatif, que la réduction de volume cérébral chez les souris KO STOP était associée à une forte diminution des compartiments myéliniques, axonaux et synaptiques. Une analyse morphométrique a montré ensuite que la surface de plusieurs tracts myélinisés était fortement réduite chez la souris KO STOP. Le résultat majeur de ce travail, confirmé par l'utilisation de traceur lipidique, a été la mise en évidence de l'absence de la partie post-commissurale du fornix, tract reliant l'hippocampe au corps mamillaire et fortement altéré chez les schizophrènes. Le traçage lentiviral de ces axones a montré la désorganisation des fibres du fornix chez les souris KO STOP. J'ai ensuite analysé la neurogenèse adulte hippocampale et démontré que ce processus était spécifiquement et progressivement altéré chez les souris KO STOP. L'architecture dendritique des neurones immatures des souris KO STOP semble anormale, avec un dendrite primaire plus long et un arbre dendritique plus branché. Le traçage rétroviral-GFP des cellules souches neurales de l'hippocampe, a permis de montrer, à 4 semaines post-infection, une réduction du nombre de neurones immatures chez les souris KO STOP suggérant une maturation prématurée des neurones néoformés. Ce travail ouvre des perspectives de recherche sur le développement embryonnaire du fornix et des connectivités neuronales en général. Nous envisageons aussi d'analyser la maturation axonale et synaptique des neurones hippocampaux néoformés, étapes du développement neuronal importantes pour la mise en place des connectivités neuronales.

Tumor targeting and molecular imaging of protein markers specific for or overexpressed in tumors can add useful information in deciding upon treatment and assessing the response to treatment for a cancer patient. The epidermal growth factor receptor (EGFR) is one such tumor-associated receptor, which expression is abnormal or upregulated in various cancers and associated with a poor patient prognosis. It is therefore considered a good target for imaging and therapy. Monoclonal antibodies and recently also antibody fragments have been investigated for in vivo medical applications, like therapy and imaging. In molecular imaging a small sized targeting agent is favorable to give high contrast and therefore, antibody fragments and lately also small affinity proteins based on a scaffold structure constitute promising alternatives to monoclonal antibodies. Affbody molecules are such affinity proteins that are developed by combinatorial protein engineering of the 58 amino acid residue Z-domain scaffold, derived from protein A. In this thesis, novel Affibody molecules specific for the EGFR have been selected from a combinatorial library using phage display technology. Affibody molecules with moderate high affinity demonstrated specific binding to native EGFR on the EGFR-expressing epithelial carcinoma A431 cell line. Further cellular assays showed that the EGFR-binding Affibody molecules could be labeled with radiohalogens or radiometals with preserved specific binding to EGFR-expressing cells. In vitro, the Affibody molecule demonstrated a high uptake and good retention to EGFR-expressing cells and was found to internalize. Furthermore, successful imaging of tumors in tumor-bearing mice was demonstrated. Low nanomolar or subnanomolar affinities are considered to be desired for successful molecular imaging and a directed evolution to increase the affinity was thus performed. This resulted in an approximately 30-fold improvement in affinity, yielding EGFR-binding Affibody molecules with KD´s in the 5-10 nM range, and successful targeting of A431 tumors in tumor-bearing mice. To find a suitable format and labeling, monomeric and dimeric forms of one affinity matured binder were labeled with 125I and 111In. The radiometal-labeled monomeric construct, 111In-labeled-ZEGFR:1907, was found to provide the best tumor-to-organ ratio due to good tumor localization and tumor retention. The tumor-to-blood ratio, which is often used as a measure of contrast, was 31±8 at 24 h post injection and the tumor was clearly visualized by gamma-camera imaging. Altogether, the EGFR-binding Affibody molecule is considered a promising candidate for further development of tumor imaging tracers for EGFR-expressing tumors and metastases. This could simplify the stratification of patients for treatment and the assessment of the response of treatment in patients. / QC 20100723

<p><i>In vitro</i> production of embryos allows efficient management of herd genetics, reduction of disease impact, and if used in combination with other reproductive technologies it could aid in preserving the threatened genetic diversity of swine. <i>In vitro</i> maturation (IVM) is identified as a deficient step in porcine in vitro production (IVP) of embryo systems, which decreases the overall success of IVP. There are problems encountered in each step of IVP; chromosomal abnormalities and decreased cell numbers in blastocysts during <i>in vitro</i> culturing (IVC), and low monospermic fertilization rates during <i>in vitro</i> fertilization (IVF) may be a result of insufficient IVM. As an addition to maturation media, porcine follicular fluid (pFF) can affect IVM. Estrogen can be found in high concentrations in pFF; possibly contributing to the effects seen when pFF is added to IVM. The objective of this thesis was to investigate the effects of estrogen supplementation during IVM on IVP of porcine embryos.</p> <p>The first objective was to evaluate the <i>in vitro</i> maturation rates of porcine oocytes in two maturation media: protein-free and 10% pFF supplemented. Nuclear maturation of oocytes was evaluated using Lamin/Dapi staining of oocytes matured in protein-free and 10% pFF maturation media to ensure the efficiency of the protein-free media. Protein-free and 10% pFF media mature oocytes at similar rates (91% and 89% respectively).</p> <p>The transcripts within the oocyte can be altered based on the <i>in vitro</i> maturation environment, so the second objective was to observe the expression of four chosen maternal effect genes: Basonuclin-1 (<i>BNC1</i>), Nucleoplasmin 2 (<i>NPM2</i>), Zygote arrest 1 (<i>ZAR1</i>), and Tripartite-motif protein-24 (<i>TRIM24</i>), using oocytes matured in 50 ng/ml, 100 ng/ml, or 1000 ng/ml of estradiol 17-&beta; (E₂), 10% pFF, or protein-free maturation media. Expression of maternal effect genes, was shown by the &Delta;Ct (cycle threshold) values, obtained from the difference between the Ct values of the normalizing gene (<i>GAPDH</i>) and the genes of interest evaluated through QRT-PCR. Values of &Delta;Ct were analyzed in place of fold change to avoid data manipulation. The &Delta;Ct expression of <i>TRIM24</i> in 0 ng/ml E₂ maturation medium and the 10% pFF maturation medium were significantly different (p<0.05) from the non-matured control, the other maternal determinant genes did not differ in their expression under any treatment.</p> <p>We hypothesized that estradiol's effects on IVM would be evident when analyzing cleavage and blastocyst formation rates. Cleavage and blastocyst formation rates were examined following <i>in vitro</i> fertilization of oocytes matured in 100 ng/ml E₂, 10% pFF, or a protein-free maturation medium to investigate the effect of estradiol on IVP embryos. Cleavage rates for the E₂ (n= 252; 60.2%) or 10% pFF (n= 256; 55.7%) additions to the maturation media did not differ (p>0.05) when compared to the protein-free maturation media (n=264; 54.9%). Both 10% pFF and E<syb>2</sub> groups had significantly higher blastocyst formation rates (p&le;0.05) than the protein-free maturation media (n=264; 3.5%), although no statistical difference was observed between the blastocyst formation rates of the 10% pFF (n=256; 12.4%) and E2 (n=252; 14.6%) groups.</o> <p>As a final study, the global gene expression of oocytes matured in a control protein-free media and the protein-free media supplemented with 100 ng/ml E₂ or 10% pFF was investigated using microarray analysis. Genes were not differentially expressed among the matured groups with the outlined threshold values of -2 &ge; log2(fold change) &ge; 2, and adjusted p-value &le;0.05. A total of 16 differentially expressed genes between the non-matured and all matured groups exceeded this threshold. Of these genes, 6 are novel transcribed regions with evidence of being an embryonic EST, and 1 is a novel protein-coding gene. The other genes are FBJ murine osteosarcoma viral oncogene homolog (<i>FOS</i>), Vimentin (<i>VIM</i>), Capthesin C (<i>CTSC</i>), Selenium binding protein 1 (<i>SELENBP1</i>), Poly(A) binding protein cytoplasmic 1 (<i>PABPC1</i>), Tissue factor pathway inhibitor 2 (<i>TFPI2</i>), Cysteine-rich, angiogenic inducer 61 (<i>CYR61</i>), Acyl-CoA synthetase long-chain family member 6 (<i>ACSL6</i>), and Phospholipase A2 group VII (<i>PLA2G7</i>).</p> <p>In conclusion, successful nuclear maturation of oocytes derived of prepubertal gilt abbatoire derived ovaries can be achieved without pFF or hormone supplementation. The expression of maternal determinant genes is not affected in a dose dependant manner, and removal of E₂ or supplementation of pFF during maturation may alter the expression of <i>TRIM24</i> from the non-matured control; where no other maternal effect gene changes through maturation. Estradiol has a similar effect as pFF during <i>in vitro</i> maturation of porcine oocytes as seen by cleavage and blastocyst formation rates. And media does not affect the global gene expression of porcine oocytes, though there is a temporal control of gene expression through maturation.</p>

La maîtrise de la qualité du raisin, en particulier de sa composition phénolique et de leur potentiel d'extraction, est un enjeu important pour les professionnels de la filière vitivinicole. Dans ce contexte, le principal objectif de ce travail est d'évaluer la contribution des propriétés mécaniques de la baie de raisin à l'extractibilité des composés phénoliques. La démarche adoptée a été de suivre l'évolution des composés phénoliques majeurs de raisins de Cabernet Franc issus de différentes parcelles, ainsi que leur extractibilité au cours de la maturation de deux millésimes 2007 et 2008. Une deuxième approche a porté sur l'étude de l'évolution des propriétés mécaniques des raisins au cours de la maturation par double compression et pénétrométrie sur baie et par compression destructive sur pépins et un lien avec l'extractibilité des composés phénoliques a été recherché. L'approche expérimentale et statistique suivie dans cette étude n'a pas permis d'aboutir à une vision globale mais diverses corrélations ont été générées. La nature des liens pouvant exister semble dépendante du millésime et difficilement extrapolable d'une parcelle à l'autre. L'ensemble de nos résultats montre que l'évolution et l'extractibilité des composés phénoliques ainsi que l'évolution des propriétés mécaniques du raisin sont essentiellement liées au millésime et dans une moindre mesure au type de sol.

Parent child communications about sex play an important role in influencing adolescent’s sexual behaviors and attitudes. The present study was conducted to examine how sexual communications between African American mothers and their children change over a period of three years in the areas of sex education, communication about risk reduction, and child and parent report of responsiveness. Hierarchical linear modeling (HLM) analyses found significant linear or curvilinear trajectory in communication with sons and daughters in all areas. Gender differences were found such that daughters received more communication than sons. Furthermore, daugthers’ sexual maturation was found to be associated with a decrease in the rate of decline of communication about general sex information. For sons, mothers decreased in rates of responsiveness as sons got older; however, as sons’ sexual maturation increased, rates of declining responsiveness slowed down.