Les rétrovirus humains tels que HTLV-I (Human T-cell Leukemia Virus) et HIV-l (Human lmmunodefiency Virus Type-l) sont associés à des pathologies mortelles et sont largement répandus à travers le monde. Actuellement, aucun vaccin ni thérapie ne sont disponibles pour prévenir ou enrayer totalement l'infection par ces virus. Le but du présent projet est de développer une nouvelle approche anti-rétrovirale se basant sur l'altération de l'ADN viral intégré dans le génome de la cellule hôte. Nous avons utilisé comme modèle le rétrovirus de la leucémie murine (MuLV) Cas-Br-E. Ce virus induit des leucémies non B et non T et engendre une maladie neurologique spongiforme chez certaines souches de souris. La cible du traitement est l'intégrase (IN), une enzyme clé du cycle réplicatif. Elle catalyse l'intégration de l'ADN du virus dans le génome de la cellule de l'hôte et est également impliquée dans la transcription inverse, le transport de l'ADN viral dans le noyau et l'assemblage des particules virales. Les traitements, des ODN mutagènes de l'lN, sont conçus de manière à introduire une mutation au début de la séquence codante de l'IN, engendrant ainsi la production de particules virales défectives et non infectieuses. Les expérimentations se sont effectuées en deux volets: avec le traitement de cellules NIH NE-8 chroniquement infectées par Cas-Br-E et, ensuite, avec celui de cellules NIH 3T3, infectées par Cas-Br-E et traitées à différentes périodes post-infection. L'impact des traitements a été déterminé par titration des virus produits en immunofluorescence, dosage de la transcriptase inverse et séquençage des produits de PCR des ADN et ARN des cellules traitées. Les résultats obtenus avec les ODN mutagènes montrent une diminution de la production de virus infectieux en fonction du nombre de traitements, de la dose utilisée et du moment où les traitements ont été effectués. Une inhibition totale de la production virale est possible avec l'utilisation d'une seule dose massive de 4,0 µM ou d'une faible dose de 1,34 µM ciblée en début d'infection, soit dans les 4 premiers jours. Des mutations du génome ont été observées au niveau de l'ADN et de l'ARN des cellules traitées. En conclusion, la diminution de la production de virus infectieux, suite aux traitements, permet d'envisager l'utilisation de cette stratégie comme nouveIle thérapie contre les infections par HlV-I et HTLV-I, d'autant plus qu'une fois la production de virus infectieux enrayée totalement, l'inhibition se maintient dans le temps.

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

Les cyclines D sont des régulateurs importants de la phase G1 du cycle cellulaire. Il existe trois types de cyclines D (D1, D2, D3) dont le taux d'expression varie selon le type cellulaire. L'étude de la transformation cellulaire par le rétrovirus Graffi chez la souris nous a permis de découvrir une nouvelle isoforme de la cycline D2 : la cycline D2 tronquée (D2Trc). Cette protéine se retrouve à un niveau basal dans des tissus normaux (cerveau, ovaire) et est fortement exprimée dans des leucémies chez la souris et dans différents cancers de cerveau humain. Il a été démontré que la forme tronquée possède un pouvoir transformant plus élevé que l'isoforme normale (D2), et que, contrairement à celui-ci, elle se localise uniquement dans le cytoplasme. De plus, bien qu'il lui manque la région C-terminale de la boîte cycline (cyclin box), la D2Trc garde sa capacité à se lier aux CDK4/6. Pour comprendre les rôles oncogéniques et cellulaires de la D2Trc, nous avons étudié la région C-terminale de la boîte cycline qui distingue, entre autre, l'isoforme tronquée de l'isoforme normale. Pour ce faire, différents ADNc de protéines mutantes ont été créées par PCR (D2Δ157à289, D2TrcT151A et D2TrcΔ155- 151- 147- 143- 137- à 156). La localisation cellulaire des mutants D2Δ157à289 et D2TrcΔ137à156 a été faite à l'aide de la protéine de fusion fluorescente GFP, en comparaison avec la protéine D2Trc native. Par immunoprécipitation, nous avons cherché à déterminer les régions ou acides aminés qui permettent aux deux isoformes du gène CCND2 de se lier aux CDK4/6. Pour ce faire, les mutants D2Δ157à289 et D2TrcΔ151- 147- 137- à 156 ont été utilisés. Nous avons constaté que ce sont les vingt derniers acides aminés de la boîte cycline de l'isoforme longue qui sont importants dans la localisation nucléaire des protéines. L'étude des partenaires d'interaction permettrait de mieux comprendre le rôle physiologique de la D2Trc. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Leucémie, Cycle cellulaire, Cycline D2 tronquée, Localisation cytoplasmique, Boîte cycline.

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

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

Le RadLV/VL₃ clone V-13 est un rétrovirus murin thymotrope, non défectif, fortement leucémogène et écotrope. Il induit des lymphomes des cellules T en s'intégrant dans le génome de l'hôte. Le virus peut causer une tumeur en modifiant le fonctionnement des gènes près desquels il s'est intégré. Ces intégrations, si retrouvées au même endroit dans plus d'une tumeur, définissent un site commun d'intégration. Ce projet a pour but de trouver un ou des nouveaux sites d'intégration du rétrovirus RadLV/VL₃ clone V-13. Pour ce faire, un oligonucléotide de séquence connue, nommé splinkerette, a été utilisé. L'ADN d'une souris tumorale est coupée puis une splinkerette y est ligasée. Ceci permet d'amplifier, par des réactions de PCR, les régions flanquantes aux intégrations rétrovirales. Une fois clonées, les produits des PCR sont séquencés, permettant de situer les intégrations dans le génome de la souris, qui est disponible dans les banques de données. Il est ainsi possible de repérer les gènes à proximité de l'intégration rétrovirale. Certains gènes d'intérêt ont déjà été retrouvés grâce à cette technique pour d'autres rétrovirus. Dans le cas du RadLV/VL₃, parmi une vingtaine de tumeurs et environ 70 bandes analysées, les gènes Notch l, Rasgrp1, Rorc, Lef1, Gfi1, Ncor2, Scarb1, Lfng, Mad, Myb, Ahi1, Supt4h, Bzrap1, Sept9, Fos, Jundm2, Myc, Pim1, Ccnd3, Bcl211 et Gpc3 ont été trouvés. Plusieurs de ces oncogènes n'ont jamais été associés au rétrovirus RadLV/VL₃. Deux régions potentiellement oncogéniques sur les chromosomes 7 et 11 ont été identifiées. La compréhension du fonctionnement des oncogènes permettra d'empêcher leur expression aberrante, ou d'utiliser des rétrovirus comme vecteurs dans la thérapie génique afin de corriger l'expression de gènes mutés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : ADN, Clonage, Leucémie, Oncogène, PCR, RadLV/VL₃, Rétrovirus, Séquençage, Site commun d'intégration, Sonde radioactive, Splinkerette, Tumeur.

Actinobacillus pleuropneumoniae (App) est l’agent étiologique de la pleuropneumonie porcine, une infection pulmonaire contagieuse chez les porcs. Parmi les nombreux mécanismes de virulence retrouvés chez les bactéries, la formation de biofilms joue souvent un rôle important dans la pathogenèse. Il a été récemment démontré qu’App avait la capacité de former des biofilms in vitro. Dans notre laboratoire, la formation de biofilms par App a été évaluée en microplaques dans différents milieux de culture. Nous avons démontré que la souche de référence de sérotype 1 est capable de former des biofilms. Le but de ce travail est d’identifier des gènes impliqués dans la biosynthèse et dans la régulation de l’expression des biofilms chez App. L’objectif de cette étude était de générer une banque de mutants d’App 4074NalR à l’aide du transposon mini-Tn10. Cette banque de 1200 mutants a été criblée à l’aide du modèle in vitro de formation de biofilms en microplaques et en tubes : 24 mutants démontrant une formation de biofilms modifiée par rapport à la souche mère App 4074NalR ont été sélectionnés et identifiés, nous permettant ainsi de localiser le site d’insertion du transposon. Une analyse a permis d’identifier de nouveaux gènes impliqués dans la biosynthèse et dans la régulation de l’expression des biofilms chez App. Notre criblage a permis d’identifier 16 gènes connus impliqués dans la formation de biofilms chez App (hns) ou chez d’autres pathogènes (potD2, ptsI, tig and rpmF) mais également de nouveaux gènes impliqués dans la formation de biofilm (APL_0049, APL_0637 and APL_1572). Une caractérisation plus poussée de ces gènes nous permettra d’améliorer la compréhension des mécanismes impliqués dans la formation de biofilm chez App. / A. pleuropneumoniae (App) is the causative agent of porcine pleuropneumonia, a contagious pulmonary infection in swine. Among the numerous virulence mechanisms found in bacteria, the formation of biofilms often plays an important role in pathogenesis. It has been recently demonstrated that App has the ability to form biofilms in vitro. In our laboratory, the formation of biofilms by App has been evaluated in microplates under different growth conditions. We showed that the reference strain of serotype 1 is capable of forming biofilms when cultured in a specific growth medium. The objective of this work is to identifiy genes implicated in the biosynthesis and regulation of biofilm formation in App. The objective of this study was to generate a mutant library of App using the mini-Tn10 transposon. A total of 1200 mutants has been screened with the help of in vitro models for biofilm formation which use microtiter plates or test tubes; 24 mutants exhibited modified biofilm formation when compared to the parental strain 4074NalR. The selection and identification of these mutants allowed the identification of the insertion site of the transposon. Analysis revealed novel genes implicated in biosynthesis and regulation of the biofilm formation in App. Our screen allowed the identification of genes already associated in biofilm formation of App (hns) or other pathogens (potD2, ptsI, tig and rpmF). Genes (APL_0049, APL_0637 and APL_1573) that have not yet been associated with biofilm formation were also identified. Further characterization of the genes mentioned above would permit a greater understanding of the mechanisms implicated in biofilm formation of App.

Les lipoxygénases (LOX, EC 1.13.11.12) sont des dioxygénases à fer non héminique très répandues. Chez les végétaux, ces enzymes sont à l’origine d’une voie métabolique impliquée dans de nombreux processus physiologiques, mais aussi dans la réponse à un stress environnemental. La LOX initie la voie en catalysant l’incorporation régiospécifique et stéréospécifique de dioxygène sur le système pentadiénique d’un acide gras libre polyinsaturé (préférentiellement l’acide linoléique ou l’acide linolénique) pour générer un hydroperoxyde d’acide gras.Une lipoxygénase d’olive appelée LOX1, clonée au laboratoire, a été exprimée chez E. coli et purifiée. Elle produit à partir d’acide linoléique des hydroperoxydes de configuration 9S et 13R dans des proportions 2:1. Elle est la seule lipoxygénase végétale décrite à ce jour produisant des hydroperoxydes de configuration R. Les modèles proposés pour expliquer le contrôle de la spécificité réactionnelle des LOX ne s’appliquent pas à la LOX1 d’olive. Afin de mieux comprendre son mécanisme de fonctionnement, un modèle tridimensionnel de la LOX1 d’olive a été construit. La modification par mutagénèse dirigée de deux résidus particuliers, la phénylalanine 277 et la tyrosine 280, a permis d’identifier l’entrée du site actif de la LOX1 d’olive. D’autres résidus particuliers ont été modifiés par mutagénèse dirigée afin d’étudier leur rôle dans le mécanisme catalytique et le contrôle de la spécificité réactionnelle de la LOX1 d’olive. L’analyse globale des résultats obtenus a permis de proposer une première hypothèse quant au fonctionnement de cette enzyme : le substrat pénètrerait dans le site actif de la LOX1 d’olive par son extrémité carboxylate, et serait stabilisé dans le site actif par plusieurs résidus hydrophobes. Un canal pourrait cibler l’oxygène dans le site actif par l’intermédiaire du résidu L579 sur le système pentadiénique du substrat, contrôlant de cette manière la spécificité réactionnelle de la LOX1 d’olive.Par ailleurs, des oxylipines retrouvées chez Arabidopsis, appelées arabidopsides, pourraient être formées par action directe d’une 13-LOX sur des acides gras estérifiés des galactolipides. L’action de la 13-LOX1 de soja, la 9/13-LOX1 d’olive et la 9-LOX de pomme de terre a été testée avec des galactolipides. Une faible activité a été mesurée avec la 13-LOX1 de soja et la 9/13-LOX1 d’olive. Une activité plus importante a été mesurée avec la 9-LOX de pomme de terre. Ces résultats suggèrent que l’action des LOX est possible sur des acides gras estérifiés des galactolipides. / Lipoxygenases (LOXs, EC 1.13.11.12) are widespread dioxygenases containing a non heminic iron atom. In plants, LOXs are at the beginning of a metabolic pathway involved in several physiological processes and in the response to environmental stress. A LOX initiates the pathway, catalyzing a regiospecific and stereospecific insertion of oxygen on the pentadiene system of a free polyunsaturated fatty acid (linoleic or linolenic acid) to form fatty acid hydroperoxides.An olive lipoxygenase called olive LOX1, cloned at laboratory, has been expressed in E. coli strain and purified. Olive LOX1 produces 9S-hydroperoxides of and 13R-hydroperoxides from linoleic acid, in a ratio of 2:1, being the only plant LOX to produce R-hydroperoxides described to date. From the currently known models explaining the control of reactional specificity, none can be applied to olive LOX1. A three-dimensional model has been built by homology modeling to understand the catalytic mechanism of olive LOX1. Site-directed mutagenesis experiments have been used to modify two residues of particular interest, the phenylalanine 277 and the tyrosine 280, allowing us to point the active site entrance near these two residues. Other residues of interest have been modified to study their role in the catalytic mechanism and the reactional specificity of olive LOX1. The results have led us to propose a first hypothesis for the reactional mechanism of this enzyme: the substrate could enter into the active site with its carboxylate-end first, and could be stabilized in the active site by hydrophobic side chains of several residues. A channel could bring oxygen into the active site at a position near the side chain of the leucine 579 residue, this one targeting oxygen onto the pentadiene system of the substrate, controlling by this way the reactional specificity of olive LOX1.LOX are involved in oxylipins synthesis. Arabidopsides are a class of oxylipins found in Arabidopsis that could be produced by action of a 13-LOX on galactolipids, which carry esterified fatty acids. Activity of soybean 13-LOX, olive 9/13-LOX1 and potato 9-LOX has been investigated with galactolipids. A low activity was measured when soybean and olive LOXs were used. Activity was far more important when potato LOX was used. These results suggest that LOX can act on esterified fatty acids, especially galactolipids.

Le glyphosate, l’atrazine, et leurs principaux produits de dégradation (la déséthyl-atrazine ou DEA, et l’amino methyl phosphoric acid ou AMPA) sont parmi les pesticides les plus utilisés dans le monde et en France. Ils sont retrouvés en grande quantité dans plusieurs matrices environnementales dans les denrées alimentaires et les eaux de boisson.L’objectif de notre travail a été d’évaluer le potentiel génotoxique et mutagène in vitro et in vivo de ces quatre pesticides seuls et en mélanges, puis d’étudier les effets protecteurs d’un mélange d’extrait de plantes anti-mutagènes (Berberis vulgaris, Arctium lappa et Taraxacum officinalis) (DIG) sur la génotoxicité du mélange des quatre pesticides.Les résultats de notre étude in vitro ont montré que le potentiel génotoxique des pesticides dépend de leur environnement physico-chimique, et que les mélanges de pesticides peuvent révéler des propriétés génotoxiques bien plus importantes que celles prévisibles lors de l’exposition aux molécules individuelles avec survenue d’un effet cocktail. Les résultats de notre étude in vivo ont établi la puissante activité génotoxique et mutagène du mélange composé de quatre pesticides. Ils ont mis en évidence les effets cocktails qui peuvent se produire dans les mélanges de pesticides soulignant les limites des stratégies toxicologiques habituelles. Nous avons montré que les cellules cérébrales sont la principale cible des pesticides, probablement en rapport avec une importante sensibilité au stress oxydatif. Dans une troisième partie, nous avons démontré les effets protecteurs de DIG sur la génotoxicité/mutagénicité du mélange des quatre pesticides. / Glyphosate, atrazine, and their main degradation products (desethyl-atrazine or DEA, and the amino methyl phosphoric acid or AMPA) are among the most widely used pesticides in the world and in France. They are found in large quantities in several environmental matrices but also in food and drinking water.The aim of our work was to evaluate the genotoxicity and mutagenicity in vitro and in vivo of these four pesticides, alone and in mixtures, and to study the protective effects of a mixture composed with extracts of anti-mutagenic plants (Berberis vulgaris, Arctium lappa and Taraxacum officinalis) (DIG) on the genotoxicity of the mixture of four pesticides.The results of our in vitro study showed that the genotoxic potential of pesticides depends on their physico-chemical environment, and that mixtures of pesticides can reveal genotoxic properties more important than those predictable during the exposure to individual molecules, with occurrence of a cocktail effect. The results of our in vivo study clearly established the powerful genotoxic and mutagenic activity of the mixture of four pesticides. They highlighted the cocktail effects that may occur in mixtures of pesticides, underlining the limits of conventional toxicological strategies based on an individual assessment of the molecules. We have shown that brain cells are the main target of pesticides, probably related to a significant sensitivity to oxidative stress. In the third part, we demonstrated the protective effects of DIG on the genotoxicity and mutagenicity of the mixture of four pesticides.

Le contrôle de la glycosylation des protéines recombinantes présente un enjeu considérable dans le développement de la production de protéines d'intérêt thérapeutique dans des systèmes d'expression hétérologues. La glycosylation joue en effet un rôle essentiel dans leurs propriétés, notamment pharmacocinétiques. Le remodelage de la N-glycosylation des protéines recombinantes a été envisagé via l'utilisation de la glycosynthase Cel7B E197A d'Humicola insolens. Cette enzyme doit tout d'abord être modifiée afin de pouvoir fixer un groupement N-acétylglucosaminyle dans le sous-site accepteur +1. Des études de modélisation moléculaire ont mis en évidence deux acides aminés qui pourraient empêcher le positionnement d'une unité glucosidique substituée en position 2. Différents mutants ont été préparés par mutagénèse dirigée afin d'étudier leur spécificité de substrat. Leurs activités glycosynthases ont été caractérisées, montrant l'influence des mutations introduites. Même si la spécificité de substrat désirée n'a pu être obtenue, une modification de la régiosélectivité de la glycosynthase a été mise en évidence vis-à-vis d'un substrat substitué en position 2 par un groupement de type azido.