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

Le gène SYNGAP1 code pour la protéine Synaptic Ras GTPase-Activating protein 1 et est essentiel pour le développement normal de la fonction synaptique et de la cognition. Les mutations dans le gène SYNGAP1 qui provoquent la perte d'une seule copie du gène (haplo-insuffisance) sont associées à un handicap intellectuel, comorbide avec un trouble du spectre autistique et l'épilepsie. Les individus présentant des mutations SYNGAP1 montrent un large éventail de caractéristiques phénotypiques telles que l'encéphalopathie épileptique, des déficits moteurs, des déficits sensoriels et d'autres anomalies comportementales et cognitives. De manière intéressante, les modèles de souris transgéniques Syngap1 haplo-insuffisantes reproduisent les déficits comportementaux et cognitifs observés chez les individus SYNGAP1. Plusieurs études se sont concentrées sur le rôle de Syngap1 dans les synapses glutamatergiques, révélant qu'il est un régulateur négatif de Ras, impliqué dans le trafic des récepteurs AMPA au niveau de la membrane postsynaptique des neurones excitateurs. Syngap1 est fortement impliqué dans la maturation des épines dendritiques et dans la régulation de la plasticité synaptique et de l'homéostasie neuronale. Toutefois, le rôle de Syngap1 dans les neurones GABAergiques est moins bien exploré. Les interneurones GABAergiques forment une population hétérogène, les sous-types dominants étant les interneurones exprimant la Parvalbumine (PV) et la Somatostatine (SST) dérivés de l'éminence ganglionnaire médiane (MGE). Des études récentes ont révélé le rôle multifacette de Syngap1 dans les interneurones GABAergiques, notamment son implication dans la migration des interneurones, le branchement axonal des cellules PV et la régulation des synapses inhibitrices sur les somas postsynaptiques. Cependant, si et comment Syngap1 affecte les types cellulaires spécifiques d’interneurones dérivés de MGE tels que les interneurones PV et/ou SST n’est pas connu, et cela est exploré dans ma thèse. De plus, nous avons exploré si et comment l'haplo-insuffisance de Syngap1 induite pré- ou post-natalement spécifiquement dans les sous-types d'interneurones PV et SST contribue aux modalités comportementales, cognitives et sensorielles chez les souris adultes. Des stratégies génétiques ont été utilisées pour induire l'haplo-insuffisance de Syngap1, 1. pré-natalement dans les cellules PV et SST en utilisant la lignée de souris Nkx2.1_Cre, 2. pré-natalement dans les cellules SST en utilisant la ligne de souris SST_Cre et 3. post-natalement dans les cellules PV en utilisant la lignée de souris PV_Cre. Nous avons constaté que la réduction de Syngap1 pré-natalement dans les cellules PV et SST (en utilisant le promoteur Nkx2.1 pour cibler les interneurones dérivés de MGE) influence le traitement sensoriel auditif, en augmentant notamment les oscillations gamma de base, en affectant l'entraînement auditif et en échouant à s'habituer aux sons répétitifs. De plus, ces souris présentent des déficits de comportement social et une flexibilité cognitive altérée dans le comportement d'extinction de la peur. De telles altérations du traitement sensoriel, ainsi que des déficits comportementaux et cognitifs, n'ont pas été observés observés lorsque Syngap1 a été supprimé dans les cellules SST prénatales (en utilisant le promoteur SST). La suppression postnatale de Syngap1 dans les cellules PV montre quant à elle une habituation auditive accrue. Cependant, ces souris transgéniques ne présentent aucun déficit de comportement social ou d'extinction de la peur. Ces résultats suggèrent que les cellules PV pré- et/ou péri-natales sont particulièrement vulnérables à l'haplo-insuffisance de Syngap1 pendant une fenêtre temporelle sensible précoce lors du développement cérébral chez la souris. Alors que des modèles de souris conditionnelles spécifiques aident à comprendre la fonction biologique fondamentale de Syngap1, ils n'englobent pas la complexité du trouble génétique causé par SYNGAP1-ID. Nous avons donc étendu notre étude pour comprendre si les cellules PV sont altérées dans un modèle murin d'haplo-insuffisance germinale de Syngap1. En raison de leur innervation unique du soma et des dendrites proximales de leurs cibles postsynaptiques, les cellules PV influencent fortement l'activité du réseau et sont impliquées dans des fonctions cognitives supérieures telles que l'attention sélective, la mémoire de travail et la flexibilité cognitive, en particulier dans le cortex préfrontal (PFC). Nous avons étudié la connectivité synaptique des cellules PV et avons constaté qu'elles reçoivent des entrées excitatrices réduites dans les cortex préfrontal et auditif adultes. En parallèle, nous avons montré une connectivité réduite des cellules PV sur les cellules excitatrices avec moins de recrutement dans le PFC des souris adultes. Les souris transgéniques germinales présentent également des déficits de flexibilité cognitive (comme dans le comportement d'extinction de la peur) et dans l'apprentissage de la peur contextuelle. Ces résultats suggèrent un déséquilibre global entre l'excitation et l'inhibition dû à des altérations dans la connectivité des cellules PV. Nos études explorent donc le rôle de Syngap1 dans des lignées transgéniques haplo-insuffisantes conditionnelles et germinales en se concentrant sur des types cellulaires GABAergiques distincts (cellules PV et/ou SST), et montrent que les déficits des cellules PV, pendant une fenêtre de développement précoce, sont un facteur prédominant contribuant à la physiopathologie sous-jacente des mutations de Syngap1. Une meilleure compréhension du rôle de Syngap1 dans différents types cellulaires et stades de développement aidera à concevoir des stratégies d'intervention thérapeutique optimales. / SYNGAP1 gene encodes for the Synaptic Ras GTPase-Activating protein 1, and is critical for the normal development of synaptic function and cognition. Mutations in SYNGAP1 gene that cause loss of single copy of the gene (haploinsufficiency) are associated with intellectual disability, comorbid with autism spectrum disorder and epilepsy. Individuals with SYNGAP1 mutations show a broad spectrum of phenotypic features such as epileptic encephalopathy, motor deficits, sensory deficits and other behavioral and cognitive abnormalities. Interestingly, transgenic Syngap1 haploinsufficient mouse models phenocopy the behavioral and cognitive deficits as in SYNGAP1 individuals. Several studies have focused on the role of Syngap1 in glutamatergic synapses and revealed it to be a negative regulator of Ras, involved in the trafficking of AMPA receptors at the postsynaptic membrane of excitatory neurons. Syngap1 is strongly implicated in dendritic spine maturation and in regulating synaptic plasticity and neuronal homeostasis. The role of Syngap1 in GABAergic neurons however is less well explored. GABAergic interneurons form a heterogenous population, the dominant subtypes being the Parvalbumin (PV) and Somatostatin (SST) expressing interneurons derived from Medial Ganglionic Eminence (MGE). Recent studies have divulged the multi-faceted role of Syngap1 in GABAergic interneurons such as its involvement with interneuron migration, PV cell axonal branching, and regulation of inhibitory synapses onto postsynaptic somata. However, whether and how Syngap1 affects specific MGE-derived interneuron cell types such as PV and/or SST interneurons is unknown and explored in my thesis. Further, we explored whether and how Syngap1 haploinsufficiency induced either pre- or postnatally specifically in PV and SST interneuron subtypes, contributes to behavioral, cognitive and sensory related modalities in adult mice. Genetic strategies were used to induce Syngap1 haploinsufficiency, 1. prenatally in PV and SST cells using the Nkx2.1_Cre driver line, 2. prenatally in SST cells using SST_Cre driver line and 3. postnatally in PV cells using the PV_Cre driver line. We found that reduction of Syngap1 prenatally in both PV and SST cells (using the Nkx2.1 promoter to target MGE-derived interneurons) influences auditory sensory processing, in particular increasing the baseline gamma oscillations, affecting auditory entrainment and failing to habituate to repetitive sounds. In addition, these mice show deficits in social behavior and impaired cognitive flexibility in fear extinction behavior. Such sensory processing alterations, as well as behavioral and cognitive deficits were not observed when Syngap1 was deleted in prenatal SST cells (using the SST promoter). Postnatal deletion of Syngap1 in PV cells in turn showed increased auditory habituation, however these transgenic mice show no deficits in either social or fear extinction behavior. These results suggest that pre- and/or perinatal PV cells are particularly vulnerable to Syngap1 haploinsufficiency at an early sensitive time window during mouse brain development. While specific conditional mouse models help in understanding the fundamental biological function of the Syngap1, they do not encompass the complexity of the genetic disorder caused in SYNGAP1-ID. We therefore extended our study to understand whether PV cells are altered in a mouse model of germline Syngap1 haploinsufficiency. Due to their unique innervation of the soma and proximal dendrites of their postsynaptic targets, PV cells strongly influence network activity and are involved in higher cognitive functions such as selective attention, working memory and cognitive flexibility particularly in the prefrontal cortex (PFC). We investigated PV cell synaptic connectivity and found that they receive reduced excitatory inputs in the adult prefrontal and auditory cortex. In parallel, we showed reduced PV connectivity onto excitatory cells with less recruitment in the PFC of adult mice. The germline transgenic mice also showed deficits in cognitive flexibility (such as in fear extinction behavior) and cued contextual fear conditioning. These results suggest an overall E/I imbalance due to alterations in PV cell connectivity. Our studies therefore explore the role of Syngap1 in both conditional and germline haploinsufficient transgenic lines focusing on distinct GABAergic cell types (PV and/or SST cells), and shows that PV cell deficits, during an early developmental window, is a predominant contributing factor to the pathophysiology underlying Syngap1 mutations. A better understanding of the role of Syngap1 in different cell types and developmental stages will help in designing optimal therapeutic intervention strategies.

La croissance folliculaire anormale, l'anoestrus et l'anovulation sont parmi les principales causes de la baisse de fertilité chez les bovins laitiers à haut rendement. Lors de la croissance folliculaire et de l'ovulation, les cellules stéroïdogènes, y compris les cellules de granulosa (GC), jouent un rôle crucial dans la maturation et la libération de l'ovocyte. Il est donc essentiel de décrire en détail les processus physiologiques et pathologiques régulant la fonction ovarienne. Des études précédentes de notre laboratoire ont identifié et caractérisé pour la première fois un membre de la famille des pseudo-kinases Tribbles (à savoir TRIB2) dans les cellules ovariennes de granulosa. La famille Tribbles comprend des protéines de type sérine-thréonine kinase largement exprimées (TRIB1, TRIB2 et TRIB3) qui peuvent jouer des rôles cruciaux dans divers processus biologiques tels que la coordination de la mitose et de la morphogenèse, la maturation des ovocytes et la prolifération cellulaire. Cependant, leurs rôles exacts dans la fonction des cellules de granulosa et leurs effets sur les voies de signalisation impliquées dans la croissance folliculaire et l'ovulation restent inconnus. Nous avons émis l'hypothèse que les pseudo-kinases TRIB jouent des rôles cruciaux dans la régulation de la fonction et de l'activité des cellules de granulosa au cours des dernières étapes du développement folliculaire et peuvent activer des voies de signalisation distinctes. L'objectif de la présente étude était donc d'examiner les fonctions des membres TRIB dans les cellules de granulosa bovine avec les objectifs spécifiques suivants : 1) Analyser l'expression et la régulation des membres TRIB dans différents types cellulaires folliculaires et modèles de culture ; 2) Étudier les fonctions des membres TRIB dans les cellules GC en utilisant l'approche CRISPR/Cas9. En utilisant un modèle d'étude in vivo composé de cellules GC obtenues à partir de follicules à différents stades de développement, nous avons confirmé la régulation négative de TRIB2 par l'hormone lutéinisante (LH) / hormone chorionique gonadotrope humaine (hCG) et la régulation positive de TRIB1 et TRIB3 aux niveaux de l'ARN et des protéines par la LH. Nous avons montré que TRIB2 est presque exclusivement présent dans les cellules GC et dans les follicules dominants (DF) alors qu'il est absent dans les cellules de la thèque (TC) et régulé négativement dans les follicules ovulatoires (OF) par hCG, tandis que TRIB1 et TRIB3 sont présents dans les cellules TC des DF ou OF. TRIB1 et TRIB3 sont exprimés dans les cellules GC uniquement dans les OF post-hCG et non dans les DF. Les résultats suggèrent que la contribution des cellules TC à l'expression de TRIB2 dans l'ovaire bovin est très limitée par rapport aux cellules GC. Nos données ont montreé que TRIB1 et TRIB3 sont induits par hCG, suggérant des rôles significatifs, respectivement, dans le processus d'ovulation ou la formation et la fonction du corps jaune. Les résultats d'immunohistochimie ont montré la présence de TRIB2 dans la couche GC des DF par rapport à la couche TC et absente dans les OF post-hCG. L'analyse par Western blot a montré que TRIB2 et TRIB3 sont induits par la FSH mais à des moments différents. De plus, les données in vitro ont confirmé que la LH supprime l'expression de TRIB2, tandis que l'expression de TRIB3 est induite par la LH, en particulier 6 heures après le traitement avec LH. L'inhibition de TRIB3 via CRISPR/Cas9 suggère que, bien que TRIB3 puisse avoir un effet positif sur la voie de signalisation AKT dans les cellules GC, il a des effets négatifs sur la voie de signalisation P38MAPK. Nos données actuelles fournissent des preuves que TRIB2 pourrait être impliqué dans la prolifération des cellules GC et le développement folliculaire, tandis que TRIB1 et TRIB3 pourraient être impliqués respectivement dans les processus d'ovulation et de lutéinisation. En conclusion, les TRIB jouent des rôles cruciaux dans la régulation de la fonction et de l'activité des cellules de granulosa au cours du développement folliculaire et peuvent activer des voies de signalisation distinctes. / Abnormal follicular growth, anestrus and anovulation are among the main causes of declining fertility in high-yielding dairy cattle. During follicular growth and ovulation, steroidogenic cells, including granulosa cells (GC), play a crucial role in the maturation and release of the oocyte. It is therefore essential to describe in more details the physiological and pathological processes regulating the ovarian function. Previous studies from our laboratory identified and characterized for the first time a tribbles pseudokinase family member (namely TRIB2) in ovarian GC. The Tribbles family includes widely expressed serine-threonine kinase-like proteins (TRIB1, TRIB2 and TRIB3) that may play crucial roles in various biological processes such as coordination of mitosis and morphogenesis, oocyte maturation and cell proliferation. However, their exact roles in GC function and effects on the signaling pathways involved in follicular growth and ovulation remained to be defined. We hypothesized that TRIB pseudokinases play crucial roles in regulating the function and activity of granulosa cells during the final stages of follicular development and may activate separate signaling pathways. The aim of the present study was therefore to investigate the functions of TRIB members in bovine GC with the following specific objectives: 1) Analyze the expression and regulation of TRIB members in different follicular cell types and culture models; 2) to study TRIB members functions in GC cells using the CRISPR/Cas9 approach. Using an in vivo study model consisting of GC obtained from follicles at different stages of development, we confirmed down-regulation of TRIB2 by luteinizing hormone (LH) and human chorionic gonadotropin (hCG) and up-regulation of TRIB1 and TRIB3 at both RNA and protein levels. We showed that, TRIB2 is almost exclusively present in GC and in dominant follicles (DF) while it is absent in theca cells (TC) and downregulated in ovulatory follicles (OF) by hCG while TRIB1 and TRIB3 are present in TC whether of DF or OF. Both TRIB1 and TRIB3 are expressed in GC only in OF post-hCG and not in DF. The results suggest that TC contribution to TRIB2 expression in the ovary is very limited as compared to GC. Our data show that TRIB1 and TRIB3 are induced by hCG suggesting significant roles in the ovulation process (TRIB1) or the formation and function of the corpus luteum. Results from immunohistochemistry, showed the presence of TRIB2 in the GC layer of DF as compared to TC layer and absent in OF post hCG injection. Western blot analysis showed that TRIB2 and TRIB3 are induced by FSH but at different times. Moreover, in vitro data confirmed that LH suppresses TRIB2 expression, whereas TRIB3 expression is induced by LH, particularly 6 hours post-LH treatment. Inhibition of TRIB3 via CRISPR-Cas9 suggested that while TRIB3 might have positive effect on AKT signaling pathway in GC, it has negative effects on P38 signaling pathway. Our current data provide evidence that TRIB2 could be involved in GC proliferation and follicular development while TRIB1 and TRIB3 could be involved in the ovulation and luteinization processes, respectively. Overall, TRIBs play crucial roles in regulating the function and activity of granulosa cells follicular development and may activate separate signaling pathways.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2010-2011 / Le wendat est une langue de la famille iroquoïenne qui ne se parle plus depuis le début du vingtième siècle. Comme les autres langues iroquoïennes, le wendat contient un morphème qui pourrait correspondre au phénomène de la voix moyenne. Ce mémoire compare la forme et la sémantique de la voix moyenne en wendat au concept "d'élaboration relative des événements", tel que l'emploie Suzanne Kemmer (1993; 1994). Les fonctions de la voix moyenne en wendat sont examinées dans le contexte des fonctions du "semi-réfléchi" que décrit Floyd Lounsbury (1953). Le développement diachronique de la voix moyenne en wendat fait aussi partie des questions discutées dans ce mémoire. Les phénomènes de la transitivité et de la lexicalisation sont examinés à la lumière de leurs relations à la voix moyenne en wendat. Les annexes donnent un échantillon du corpus, ainsi que l'ensemble des données qui se sont avérées relever de la voix moyenne.

Québec Université Laval, Bibliothèque 2012

La mitose est un point critique de la division cellulaire, où la distribution précise du matériel génétique garantit la viabilité de la descendance. En conséquence, la ségrégation correcte des chromosomes pendant la mitose dépend de la capacité du point de contrôle d'assemblage du fuseau mitotique (SAC) à détecter l’interaction des chromosomes avec les microtubules. Ainsi, la voie de signalisation du SAC est responsable d’inhiber la séparation des chromatides-sœurs jusqu’à l’attachement correct de tous les chromosomes aux microtubules provenant des pôles opposés du fuseau mitotique. Une fois que les chromosomes sont fixés, le signal du SAC est éteint. L'extinction du SAC dépend d'une réaction rapide aux attachements, orchestrée par deux forces qui s’opposent au niveau des centromères : les activités kinases et phosphatases. Lorsque tous les chromosomes sont correctement attachés, l'activité phosphatase augmente et éteint le signal du SAC. Notamment, la protéine pseudokinase BUBR1 est cruciale pour la génération de l’activité phosphatase au niveau d’un grand complexe protéique établi aux centromères, le kinétochore. En bref, la voie de contrôle mitotique conduit à la phosphorylation de la protéine KNL1, un des principaux centres d’échafaudage du kinétochore, provoquant une accumulation de BUBR1 et d'autres protéines impliquées dans le SAC. La phosphorylation de BUBR1 à son domaine KARD crée un motif de liaison pour la sous-unité B56 de la phosphatase PP2A. Par conséquent, le complexe BURR1-PP2AB56 est essentiel pour la dephosphorylation de plusieurs sites aux kinétochores et éteindre le SAC. Pour cette raison, comprendre comment le chemin évolutif de la pseudokinase BUBR1 l'a amenée à promouvoir la déphosphorylation est une question intrigante. D'un point de vue évolutif, les gènes de la famille Bub, incluant le gène codant pour BUBR1, ont évolué à partir d'un seul gène ancestral appelé Madbub. Le gène Madbub a subi des événements de duplication de gènes distincts au cours de l'évolution conduisant à une sous-fonctionnalisation de la protéine produisant deux copies de gène différentes. Premièrement, la copie BUB1 a perdu un domaine indispensable pour le SAC appelé KEN box, mais a conservé un autre domaine crucial, le domaine kinase. Cependant, l'autre copie MAD3 a conservé le domaine KEN box et a perdu le domaine kinase. Remarquablement, la copie de la protéine MAD3 chez un certain nombre d'insectes et de vertébrés, appelé BUBR1, a conservé le domaine kinase malgré une dégénérescence résultant un domaine kinase inactif, ou pseudokinase. Il existe, notamment, des exceptions comme la Drosophila, qui présente une kinase active. En tous cas, l'avantage évolutif conféré par le maintien de ce domaine serait la stabilité qu’il confère à la protéine entière. Les mutations dans le gène codant pour BUBR1 qui causent la déstabilisation de la protéine sont associées à l’aneuploïdie variée en mosaïque, une maladie sévère qui entraîne le développement du cancer chez l’enfant. Également, des mutations au niveau de plusieurs résidus situés au niveau du domaine pseudokinase de BUBR1 déstabilisent la protéine entière. Toutefois, étant donné que BUBR1 tronqué au niveau de son domaine kinase est en fait plus stable que le type sauvage et que l'homologue BUBR1 dépourvu de kinase, MAD3, est présent dans la majorité des organismes inférieurs, cela soulève la question de savoir si le domaine pseudokinase confère un autre attribut à la fonction ou régulation de BUBR1, en particulier chez les organismes plus complexes. La présente étude vise à préciser si le domaine pseudokinase de BUBR1 régule la fonction du domaine KARD pendant la mitose. Nous présentons un aperçu d'un domaine de pseudokinase dans le contrôle de la liaison d'une phosphatase, car nos données confirment que le domaine pseudokinase régule l'affinité du KARD pour la phosphatase PP2AB56. Finalement, nous avons dévoilé un nouveau rôle du domaine pseudokinase de BUBR1 qui est crucial pour certaines fonctions mitotiques et qui aide à expliquer le chemin évolutif particulier subit par son gène. / Mitosis is a critical point of cell division, where the accurate distribution of genetic material guarantees the viability of the progeny. Proper chromosome segregation during mitosis relies on the capacity of the spindle assembly checkpoint (SAC) to sense the attachment of chromosomes to microtubules. The SAC pathway is responsible for halting sister chromatid separation until all chromosomes are correctly attached to microtubules originating from opposing poles of the mitotic spindle. After the chromosomes are successfully attached, the SAC signal is extinguished. SAC extinction depends on a swift response to microtubule attachments to sister-chromatids, which is orchestrated by the tug-of-war between two opposing sides: kinase and phosphatase activities. Each sister-chromatid possesses a kinetochore, a great protein complex that serves as interface between chromosomes and microtubules. At kinetochores unattached to microtubules, kinase activity dominates and turns the signalling on. Once all kinetochores are properly attached, phosphatase activity increases and silences the signalling. Importantly, the protein pseudokinase BUBR1 is crucial for the generation of phosphatase activity at kinetochores. When active, the mitotic checkpoint leads to the phosphorylation of MELT motifs in the kinetochore protein KNL1, causing BUBR1 and other SAC protein accumulation at kinetochores. In turn, BUBR1 phosphorylation at its kinetochoremicrotubule attachment domain (KARD) creates a binding motif for the B56 subunit of the phosphatase PP2A. Surprisingly, the pseudokinase BUBR1, in complex with PP2AB56, acts as an important phosphatase of the mitotic checkpoint by counteracting the SAC-activating kinases AURORA B and MPS1. How the evolutionary path of a protein kinase ultimately led it to promote dephosphorylation, the opposite role from its original kinase domain, is an intriguing question. From an evolutionary perspective, the Bub family gene evolved from a single ancestral gene, termed Madbub, that presented two essential domains for mitosis, v the kinase and the KEN box domain. Accordingly, Madbub undertook distinct gene duplication events throughout evolution leading to a parallel subfunctionalization of the protein yielding two different copies. One of the copies, BUB1, lost the KEN box domain but retained the kinase domain. However, the other copy, MAD3, retained the KEN box and lost the kinase domain. Barring a few exceptions, the MAD3 copy in a number of insects and vertebrates, called BUBR1, retained the kinase domain albeit severely degenerated, yielding an inactive kinase domain, or pseudokinase. Retaining this catalytically inactive domain is believed to be an evolutionary advantage since it confers stability to the whole protein. Indeed, mutations in the BUBR1 pseudokinase domain are associated with the disease Mosaic Variegated Aneuploidy, a severe condition that causes the development of cancer in children due to a reduction in BUBR1 levels. Nevertheless, since BUBR1 truncated at its kinase domain is in fact more stable than wild-type and the kinase-lacking BUBR1- homolog MAD3 is present in the majority of lower eukaryotes s raise questions concerning whether the pseudokinase domain provides another attribute to BUBR1 function or regulation, especially in more complex organisms. The present study aims to clarify whether the pseudokinase domain of BUBR1 regulates KARD function in mitosis. We present the first insight of a pseudokinase domain controlling its binding to a phosphatase, as our data supports that the pseudokinase regulates KARD affinity to PP2AB56. Here we demonstrate that, besides its role in AURORA B centromeric recruitment, BUB1 has also a role in opposing AURORA B activity by promoting PP2AB56 tethering to BUBR1. Collectively, we unraveled a new role of the BUBR1 pseudokinase domain that is crucial for proper mitotic functions and helps explain the characteristic evolutionary path undertaken by the Bub1b gene.

Dans les dernières années, beaucoup de progrès a été fait dans le domaine des voitures autonomes. Plusieurs grandes compagnies travaillent à créer un véhicule robuste et sûr. Pour réaliser cette tâche, ces voitures utilisent un lidar pour la localisation et pour la cartographie. Iterative Closest Point (ICP)est un algorithme de recalage de points utilisé pour la cartographie basé sur les lidars. Ce mémoire explore des approches pour améliorer le minimisateur d’erreur d’ICP. La première approche est une analyse en profondeur des filtres à données aberrantes. Quatorze des filtres les plus communs (incluant les M-estimateurs) ont été testés dans différents types d’environnement, pour un total de plus de 2 millions de recalages. Les résultats expérimentaux montrent que la plupart des filtres ont des performances similaires, s’ils sont correctement paramétrés. Néanmoins, les filtres comme Var.Trim., Cauchy et Cauchy MAD sont plus stables à travers tous les types environnements testés. La deuxième approche explore les possibilités de la cartographie à grande échelle à l’aide de lidar dans la forêt boréale. La cartographie avec un lidar est souvent basée sur des techniques de Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) utilisant un graphe de poses, celui-ci fusionne ensemble ICP, les positions Global Navigation Satellite System (GNSS) et les mesures de l’Inertial Measurement Unit (IMU). Nous proposons une approche alternative qui fusionne ses capteurs directement dans l’étape de minimisation d’ICP. Nous avons réussi à créer une carte ayant 4.1 km de tracés de motoneige et de chemins étroits. Cette carte est localement et globalement cohérente. / In recent years a lot of progress has been made in the development of self-driving cars. Multiple big companies are working on creating a safe and robust autonomous vehicle . To make this task possible, theses vehicles rely on lidar sensors for localization and mapping. Iterative Closest Point (ICP) is a registration algorithm used in lidar-based mapping. This thesis explored approaches to improve the error minimization of ICP. The first approach is an in-depth analysis of outlier filters. Fourteen of the most common outlier filters (such as M-estimators) have been tested in different types of environments, for a total of more than two million registrations. The experimental results show that most outlier filters have a similar performance if they are correctly tuned. Nonetheless, filters such as Var.Trim., Cauchy, and Cauchy MAD are more stable against different environment types. The second approach explores the possibilities of large-scale lidar mapping in a boreal forest. Lidar mapping is often based on the SLAM technique relying on pose graph optimization, which fuses the ICP algorithm, GNSS positioning, and IMU measurements. To handle those sensors directly within theICP minimization process, we propose an alternative technique of embedding external constraints. We manage to create a crisp and globally consistent map of 4.1 km of snowmobile trails and narrow walkable trails. These two approaches show how ICP can be improved through the modification of a single step of the ICP’s pipeline.

Les protocoles cryptographiques constituent la base de la sécurité des communications faites le long du réseau Internet et des systèmes distribués. Cependant, une faille à l'intérieur d'un protocole peut entraîner des conséquences indésirables et souvent irréversibles autant pour les individus que pour les entreprises. Dans le but de prévenir ces failles, les méthodes formelles se sont imposées comme un choix incontournable pour spécifier et analyser les protocoles cryptographiques. La première tentative d'utilisation des méthodes formelles fût, vu la subtilité du problème, une simple exploration d'un sous ensemble fini des exécutions possibles du protocole analysé, et ce pour dévoiler quelques-unes de ses failles. Cependant, bien que cette technique ait réussi à découvrir plusieurs failles dans de nombreux protocoles, elle reste incapable d'affirmer la correction d'un protocole en absence de la détection d'une faille. De ce fait, les recherches ont été orientées, depuis très récemment, vers la proposition de méthodes formelles permettant de garantir la correction des protocoles cryptographiques par rapport à certaines propriétés de sécurité. Dans cette thèse, nous nous intéressons à ce type de méthodes et nous ramenons les contributions suivantes : L'introduction de la notion de contexte de vérification qui regroupe toutes les hypothèses et les conditions (les capacités de l'intrus, l'algèbre de messages, etc.) faites lors de l'analyse d'un protocole. Cette notion nous a permis d'établir des résultats généraux qui ne dépendent pas d'un contexte de vérification particulier. La proposition de conditions suffisantes permettant de garantir la correction des protocoles cryptographiques par rapport à la propriété de confidentialité. Ces conditions consistent à vérifier si un protocole est croissant par rapport à une fonction spéciale appelée fonction d'interprétation. La proposition d'un guide qui permet la définition des fonctions d'interprétation d'une manière méthodique. L'extension des résultats précédents pour tenir compte des propriétés algébriques des primitives cryptographiques. La mise en oeuvre des résultats précédents pour l'analyse de certains protocoles utilisés dans la vie courante comme Kerberos, SET et NSL, et ce, en présence de la propriété d'homomorphisme de l'opérateur l'encryption.

La récente découverte de la formation de nouveaux neurones dans certaines régions du cerveau adulte a remis en question notre conception des processus de plasticité neuronale. Dans le bulbe olfactif d’un adulte, il y a chaque jour des milliers de cellules qui envahissent le réseau bulbaire. La façon par laquelle ces neurones générés à l’âge adulte intègrent un réseau neuronal pré-existant demeure jusqu’à ce jour inexpliquée. De plus, nous ne savons toujours pas pourquoi il y a de nouveaux neurones qui sont formés dans le cerveau adulte. Nous avons examiné, dans un premier temps, le processus de formation des épines sur les dendrites des interneurones néoformés dans le bulbe olfactif. Nous avons démontré que les premières étapes de formation des épines dépendent grandement sur l’activité neuronale et que de cette façon le réseau bulbaire peut guider de façon efficace l’intégration des neurones générés à l’âge adulte. Dans un deuxième temps, nous nous sommes intéressés à la présence de plasticité structurelle une fois que ces nouveaux neurones ont déjà intégrés le réseau neuronal du bulbe olfactif. Nous avons découvert une nouvelle forme de plasticité structurelle qui consiste à un déplacement dans l’espace des épines vers des régions contenant des cellules principales plus actives. Ces résultats suggèrent une forme de plasticité capable de supporter les changements rapides qui ont lieu à l’intérieur du réseau neuronal du bulbe olfactif lorsque celui-ci s’adapte à un nouvel environnement sensoriel. Dans un dernier temps, nous nous sommes intéressés au rôle fonctionnel de l’arrivée incessante de nouveaux neurones dans le bulbe olfactif. Nous avons étudié les conséquences de l’arrêt de la neurogénèse adulte sur la transmission synaptique, sur l’activité neuronale et le comportement olfactif. Nos résultats révèlent que la neurogénèse adulte est importante pour maintenir l’inhibition sur les cellules principales qui en retour permet de synchroniser l’influx nerveux dans ces cellules. Cette influence sur la transmission synaptique à l’intérieur du réseau bulbaire est d’autant plus importante pour le maintien de la mémoire à court-terme des odeurs. Finalement, les résultats inclus dans cette thèse illustre la complexité que constitue l’intégration de nouveaux neurones dans un réseau neuronal pré-établi et l’importance de la neurogénèse adulte sur l’olfaction. / The recent discovery of the formation of new neurons in specific regions of the adult brain has challenged the way we perceived neuronal plasticity processes. In the olfactory bulb of adults, there are thousands of cells populating the neuronal network every day. There are as yet few clues on how adult-born cells mature and incorporate inside a pre-established network of neurons. Moreover, the function of new neurons formed in the adult brain remains elusive. We first investigated how connections in the adult brain are made by recording spine formation and motility on dendrites of adult-born interneurons in the olfactory bulb. We discovered that early steps of spine formation are dependent on network activity inside the olfactory bulb, as a way for the bulbar network to efficiently guide the integration of adult-born cells. Secondly, to understand how new neurons maintain their connections, we monitored the structural plasticity processes occurring once adult-born cells have integrated the network. We discovered a new form of structural plasticity by which spines translocate toward regions of increased neuronal activity. We thus provide an explanation for the rapid synaptic plasticity that can support the adaptation of the olfactory bulb network to the constantly changing odor environment of an animal. Finally, we investigated the functional role of adult-born cells in the olfactory bulb. We recorded the consequences of blocking adult neurogenesis on synaptic transmission, on the network activity and on olfactory behaviors. We reported that adult neurogenesis sustains inhibitory activity essential for synchronizing the principal cells of the olfactory bulb, and for short-term memory of odors. This thesis demonstrates the complexity of integrating and maintaining newborn cells in an adult neuronal network, and the importance of neurogenesis for olfactory functions.

La stimulation associative-pairée (PAS) est utilisée pour induire de manière non invasive des changements plastiques dans le cortex moteur primaire (M1). Les paradigmes de PAS classiques impliquent la combinaison d'une stimulation électrique sur un nerf périphérique et d'une stimulation magnétique transcrânienne (TMS) du M1. La PAS permet d'augmenter ou de réduire l'excitabilité de M1 selon l'intervalle de temps entre les deux stimuli et présente un intérêt pour la neuroréhabilitation. Toutefois, la stimulation électrique périphérique peut être inconfortable pour certaines personnes. Ainsi, nous proposons un nouveau paradigme de PAS excitateur non invasif et indolore qui consiste en la répétition à basse fréquence d'une stimulation magnétique périphérique simple sur le nerf médian suivie 25 ms plus tard d'une TMS du M1 controlatéral. Ce projet visait à tester et comparer, chez des sujets sains, l'influence de ce nouveau paradigme de PAS (PAS25-magnétique) à un paradigme de PAS classique (PAS25) sur M1 et l'excitabilité corticospinale, l'excitabilité des motoneurones spinaux, ainsi que la fonction manuelle. Nos résultats ont révélé une augmentation significative de l'excitabilité corticospinale en temps réel durant la PAS25-magnétique et la PAS25. De plus, nous avons observé une augmentation plus forte et soutenue de l'excitabilité corticospinale ainsi qu'une diminution importante de l'inhibition GABAergique dans M1 chez les répondants à la PAS25-magnétique par rapport aux répondants à la PAS25. Dans tous les cas, aucun changement de la fonction manuelle n'a été détecté, possiblement en raison d'un effet plafond chez les participants sains. Il s'agit de la première étude à tester et à démontrer l'efficacité de ce nouveau paradigme pour moduler l'excitabilité de M1. Par ailleurs, les participants ont perçu la PAS25-magnétique comme plus confortable par rapport au PAS25. Toutefois, des études à plus large échelle seront nécessaires afin d'évaluer plus précisément les effets de la PAS25-magnétique et ses mécanismes sous-jacents. / Paired associative stimulation (PAS) is used to non-invasively induce plastic changes in the primary motor cortex (M1). Conventional PAS paradigms involve the combination of an electrical peripheral nerve stimulation and transcranial magnetic stimulation (TMS) delivered over the primary motor cortex (M1). PAS can either enhance or reduce M1 excitability depending on the paired stimuli timing and is of interest in neurorehabilitation. However, the use of electrical peripheral nerve stimulation may be unpleasant to some people. Thus, in this project, we proposed a new noninvasive and painless excitatory PAS paradigm which consists of delivering low-frequency repetitive pairing of a single peripheral magnetic stimulus over the median nerve 25 ms before a TMS pulse to the contralateral M1. This thesis aimed to assess and compare, in healthy individuals, the influence of this new PAS paradigm (magnetic-PAS25) to the conventional PAS (PAS25) on M1 and corticospinal excitability, spinal motoneuron excitability, as well as hand motor function. Our findings revealed a significant real-time increase of corticospinal excitability during both magnetic-PAS25 and PAS25. Moreover, we observed a stronger and sustained increase of corticospinal excitability along with a prominent decrease of M1 GABAergic inhibition in the responders to magnetic-PAS25 as compared to responders to PAS25. Hand motor function remained unchanged in all cases likely due to a ceiling effect in healthy participants. This is the first study to test and provide evidence that magnetic-PAS25 has the capacity to promote changes in M1 excitability. Importantly, participants reported that magnetic-PAS25 was comfortable and not with the unpleasantness experienced during PAS25. These findings encourage future larger-sampled studies to further evaluate the effects of magnetic-PAS25 and its underlying mechanisms.