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

Les récepteurs nucléaires orphelins Nurrl et Nur77 sont des facteurs de transcription qui remplissent des fonctions différentes au sein des systèmes dopaminergiques adultes. Cela dit, ils sont tous deux impliqués dans les réponses comportementales imputables à ces systèmes. L'objectif de l'étude était de déterminer la possibilité d'une interaction fonctionnelle entre les deux récepteurs en comparant différentes souches de souris transgéniques. Nous avons observé que la suppression du gène Nur77 et la réduction partielle de Nurrl mènent à l'expression d'un phénotype particulier chez les animaux Double Knockout (Nurrl (+/-); Nur77 (-/-))dans divers protocoles expérimentaux évaluant l' activité locomotrice en conditions basales ou sous l' influence d' agents pharmacologiques. Nous avons également mesuré les niveaux d'expression de certaines neuropeptides, l' enképhaline et la dynorphine, qui sont également modulés différemment chez les animaux Double Knockout dans un contexte de stimulation et de blocage des récepteurs dopaminergiques. Nos résultats suggèrent qu'une interaction fonctionnelle et dépendante du contexte entre Nurrl et Nur77 existe.

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

En cas d’accident grave sur un Réacteur à Eau Pressurisée, l’évaluation de la quantité d’iode susceptible d’être rejetée dans l’environnement revêt une grande importance du fait de la radiotoxicité et de la volatilité de cet élément. Ainsi, une connaissance de tous les phénomènes physico-chimiques se produisant est nécessaire. Ce travail s’est focalisé sur la re-vaporisation, jusqu’à 750°C, de dépôts des PFs contenant de l’iode, particulièrement le CsI et l’AgI, depuis la surface du circuit primaire composée d’acier 304L, 316L et Inconel 600 partiellement oxydés. Les résultats ont montré une influence significative de la composition de l’atmosphère sur les quantités et les formes chimiques de césium et d’iode re-vaporisés. Ainsi, sous vapeur d’eau l’iode et le césium se re-vaporisent intégralement depuis la surface métallique, sous forme de CsI. En présence d’air, l’iode est relâché intégralement, sous forme d’I2(g) majoritairement, tandis que le césium est partiellement retenu à la surface sous forme de chromate de césium, résultant de l’interaction entre le césium et l’oxyde de chrome (III) de la couche d’oxyde. L’utilisation de la technique de spectroscopie optique en ligne IBB-CEAS a permis d’établir la cinétique de relâchement d’I2(g), celle-ci présentant deux pics de relâchement, indiquant l’existence de plusieurs mécanismes conduisant à la formation de cette espèce. Un résultat similaire a été observé pour la re-vaporisation d’AgI en présence d’air. Finalement, des calculs à l’équilibre thermodynamique ont été entrepris afin d’identifier les voies réactionnelles principales pouvant conduire à la formation d’I2(g) lors de la re-vaporisation de CsI en présence d’air. / In case of a severe nuclear accident on a Pressurized Water Reactor, radioactive fission products can be released in the environment and represent a hazard for the human. In order to better predict the progress of the accident and the release of fission products with the use of dedicated simulation tools, the knowledge of all physicochemical phenomena is necessary. This research is focused on the re-vaporisation, up to 750°C, of iodine-containing fission products’ deposits, particularly CsI and AgI, from the surface of the primary circuit, composed of partially oxidized 304L, 316L steels and Inconel 600 alloy. The results have revealed a strong influence of the re-vaporisation atmosphere composition on the quantities and the chemical species nature of re-vaporized caesium and iodine. In steam atmosphere, iodine and caesium are released integrally from the surface, mainly as CsI. In presence of air, iodine is released integrally, mainly as I2(g), whereas caesium is partially retained on the surface of the steel as caesium chromate, resulting from the interaction between caesium and chromium (III) oxide present in the oxide layer. The use of an online optical spectroscopic technique such as IBB-CEAS allowed to follow the I2(g) re-vaporisation kinetics. The latter exhibits two release peaks, suggesting several mechanisms leading to I2(g) formation. A similar result has been observed during the re-vaporisation of AgI in presence of air. Finally, thermodynamic equilibrium computations have been performed in order to identify the main reaction pathways leading to the formation of gaseous molecular iodine in presence of air.

Cette étude fait partie d'un projet plus large appelé SIPHORE (SIngle gap PHOtoneutralizer energy REcovery injector), visant à améliorer l'efficacité globale de l'un des mécanismes par lesquels le plasma est chauffe, dans un réacteur de fusion nucléaire, à savoir le système d'injection de neutres (IDN). Une composante importante d'un système IDN est le neutraliseur de faisceaux d'ions de haute énergie. SIPHORE propose de substituer le neutraliseur à cellule à gaz, utilisé dans les systèmes IDN actuels, par un photo-neutraliseur exploitant le processus de photo-détachement dans des cavités Fabry Perot. Ce mécanisme devrait permettre une efficacité globale η> 60% du système IDN, nettement plus élevée que celle actuellement possible (η <25% pour ITER). Le travail de thèse porte sur l'étude de faisabilité d'une cavité optique avec des propriétés adaptées aux systèmes IDN. Dans ce contexte, le problème de la détermination d'une conception de la cavité optique appropriée a été tout d'abord pris en considération et l'analyse théorique ainsi qu'expérimentale d'un résonateur optique ont été effectuées. Les problèmes lies aux niveaux élevés de puissance optique intracavité (~3 MW) nécessaire pour un taux de photo-neutralisation adéquat ont ensuite été prises en compte. A cet égard, nous avons traite a la fois le problème des effets thermiques sur les miroirs de la cavité en raison de leur absorption de la puissance optique intra-cavite (~1 W) et celui associe à la nécessité d'un faisceau laser d'entrée de puissance élevée (~1 kW) pour alimenter le résonateur optique. / This work is part of a larger project called SIPHORE (SIngle gap PHOtoneutralizer energy RE-covery injector), which aims to enhance the overall efficiency of one of the mechanisms through which the plasma is heated, in a nuclear fusion reactor, i.e. the Neutral Beam Injection (NBI) system. An important component of a NBI system is the neutralizer of high energetic ion beams. SIPHORE proposes to substitute the gas cell neutralizer, used in the current NBI systems, with a photo-neutralizer exploiting the photo-detachment process within Fabry Perot cavities. This mechanism should allow a relevant NBI global efficiency of η> 60%, significantly higher than the one currently possible (η<25% for ITER). The present work concerns the feasibility study of an optical cavity with suitable properties for applications in NBI systems. Within this context, the issue of the determination of an appropriated optical cavity design has been firstly considered and the theoretical and experimental analysis of a particular optical resonator has been carried on. The problems associated with the high levels of intracavity optical power (~3 MW) required for an adequate photo-neutralization rate have then been faced. In this respect, we addressed both the problem of the thermal effects on the cavity mirrors due to their absorption of intra-cavity optical power (~1W) and the one associated to the necessity of a high powerful input laser beam (~1 kW) to feed the optical resonator.

Les corps nucléaires PML (CNs) sont des structures sphériques organisées par la protéine PML où, de nombreuses protéines impliquées dans divers processus biologiques tels que la sénescence, la mort cellulaire ou la défense virale, y sont recrutées. Ces protéines ont été identifiées individuellement dans des études spécifiques mais aucune étude n’avait permis la purification des CNs et l’établissement de liste des partenaires de PML de façon systématique. La protéine PML est sensible à l’oxydation et le stress oxydant promeut son assemblage en CNs permettant le recrutement de l’enzyme E2 clé de la conjugaison, UBC9. Les interférons (IFNs), cytokines aux propriétés antivirales induisent l’expression de PML. L’arsenic et les IFNs augmentent l’assemblage des CNs.Dans cette étude nous avons exploré, in vivo, le rôle de PML dans la sumoylation en réponse au stress en utilisant deux modèles de souris et un modèle cellulaire, les cellules souches embryonnaires de souris (mESC), exprimant des versions taguées de SUMO1 ou SUMO2. Nous avons montré que PML augmente rapidement la sumoylation dans les foies de souris KI His6-HA-SUMO1 en réponse aux traitements arsenic/IFN. De façon similaire, dans la leucémie aiguë promyélocytaire (LAP), où les CNs sont désorganisés, l’arsenic promeut la reformation des CNs et la conjugaison par SUMO. L’analyse par spectrométrie de masse quantitative des conjugués His10-SUMO2 a permis de mettre en évidence une liste de protéines sumoylées en réponse au traitement thérapeutique à l’arsenic. Parmi ces protéines, TRIM28/KAP1 et d’autres protéines appartenant au même complexe régulant la chromatine ont été identifiées. TRIM28, qui joue un rôle clé dans la répression des rétrovirus endogènes (ERV) dans les mESC, est sumoylée de façon dépendante de PML dans ces cellules. Les CNs régulent également l’ubiquitinylation et la dégradation dépendante du protéasome, de certaines de ces protéines. Enfin, nous avons montré que les CNs favorisent la formation de chaînes SUMO2/3, expliquant le rôle des CNs dans la dégradation des protéines. Cette étude nous a permis de mettre en évidence que les CNs sont des compartiments nucléaires qui contrôlent la conjugaison de diverses protéines dans des conditions physiologiques de stress cellulaire, montrant pour la première fois leur activité de contrôle de MPT in vivo. / PML drives assembly of PMLNuclear Bodies (NBs) where it recruits hundreds of serendipitously-identified proteins, among which the key UBC9 E2-sumoylation enzyme. Interferons (through transcriptional PML induction) and arsenic or oxidative stress (through PML aggregation) dramatically enhance NB assembly. Here we directly investigated any role for PML in stress-responsive sumoylation in vivo. We demonstrate that PML very rapidly promotes arsenic/interferon-responsive sumoylation in mouse liver or mouse embryonic stem cells. Similarly, in Acute Promyelocytic Leukemia (APL), where PML NBs are disorganized in the basal state, arsenic therapy promoted NB-reformation and broad SUMO-conjugation. Label free quantitative proteomic analysis of His10-SUMO2-conjugates revealed a comprehensive list of therapy-responsive sumoylated proteins, among which TRIM28 and other proteins belonging to the same epigenetic complex. PML NBs-regulated sumoylation also drives ubiquitination and proteasome-dependent degradation of some targets. Finally, by expressing conjugation-resistant SUMO2, we demonstrate that PML NBs promotes processive SUMO2/3 chain elongation, thus explaining PML role in partner degradation. Collectively, our findings highlight the key activity of NBs in stress-regulated sumoylation/degradation in vivo.

Titre de l'écran-titre (visionné le 8 août 2023) / Les cellules tumorales malignes accumulent des altérations génétiques qui favorisent une plasticité nucléaire accrue et l'invasion tumorale. La réorganisation des réseaux d'actomyosine cause une augmentation des forces mécaniques qui sont transmises à l'enveloppe nucléaire par des connexions physiques. Ces connexions physiques permettent aux cellules d'ajuster la réponse nucléaire aux stress du microenvironnement tumoral, incluant les carences d'espace et de nutriments, et d'induire une réponse cellulaire adaptative pour échapper à ces contraintes. En outre, ces forces mécaniques causent souvent des ruptures de l'enveloppe nucléaire dans les cellules tumorales. Ces ruptures nucléaires pourraient favoriser les déformations nucléaires requises durant la migration cellulaire à travers les espaces serrés de la matrice extracellulaire. Remarquablement, les cellules tumorales survivent à des ruptures répétées de l'enveloppe nucléaire grâce à des mécanismes de réparation efficaces. Cependant, les ruptures nucléaires répétées causent une accumulation de dommages à l'ADN et pourraient contribuer à l'acquisition d'un phénotype tumoral invasif. Ainsi, élucider les mécanismes moléculaires régulant les processus de rupture et réparation de l'enveloppe nucléaire pourrait identifier des cibles thérapeutiques pertinentes pour contrecarrer l'invasion tumorale. La protéine adénovirale E4orf4 induit une activité toxique sélective chez les cellules tumorales. Cependant, les bases moléculaires de l'action sélective d'E4orf4 demeurent méconnues. Il a été démontré qu'E4orf4 réorganise le réseau d'actomyosine à proximité du noyau et provoque des déformations nucléaires dramatiques. Nous avons émis l'hypothèse que la protéine adénovirale E4orf4 exerce une activité toxique sélective dans les cellules tumorigéniques en perturbant la forme et la dynamique nucléaire, notamment via sa capacité à déréguler l'organisation du cytosquelette d'actine. L'objectif général de ces travaux de thèse est d'étudier la contribution des changements de forme et de dynamique nucléaire dans l'activité toxique d'E4orf4 et les mécanismes impliqués. La prémisse est que les cibles cellulaires d'E4orf4 réguleraient le remodelage de l'enveloppe nucléaire par les forces mécaniques et la plasticité nucléaire. Afin d'adresser cette hypothèse, les effets d'E4orf4 sur le réseau périnucléaire d'actine et sur l'organisation de l'enveloppe nucléaire, de même que les effecteurs cellulaires impliqués, ont été étudiés dans une variété de lignées cellulaires tumorigéniques et non-tumorigéniques. Les travaux présentés au Chapitre 1 indiquent qu'E4orf4 perturbe l'organisation de l'enveloppe nucléaire dans les cellules tumorigéniques seulement, d'une manière qui dépend du recrutement de fibres contractiles à l'enveloppe nucléaire. Ce processus requiert son association avec la protéine de polarité Par3 et la transmission des forces mécaniques à l'enveloppe nucléaire par le complexe LINC. Remarquablement, cette activité toxique sélective d'E4orf4 est associée à des ruptures répétées de l'enveloppe nucléaire provoquant une perte de l'intégrité nucléaire chez une proportion significative de cellules. De plus, les travaux présentés au Chapitre 2 identifient le régulateur épigénétique Ash2L comme substrat de la tyrosine kinase oncogénique Src dont la signalisation est perturbée par E4orf4 qui modifie la réponse nucléaire au stress mécanique. Des analyses moléculaires, biochimiques et fonctionnelles ont révélé que la phosphorylation d'Ash2L par Src est dérégulée par E4orf4 et qu'elle augmente la résistance du noyau aux ruptures de l'enveloppe nucléaire induites soit par E4orf4 ou par un affaiblissement de la lamina nucléaire. De plus, Ash2L régule également les ruptures nucléaires causées par les contraintes physiques appliquées lors de la migration cellulaire sous confinement. Ensemble, ces travaux ont permis d'identifier deux nouvelles cibles cellulaires d'E4orf4, Par3 et Ash2L, qui régulent son action toxique sélective, laquelle est caractérisée par l'induction de ruptures nucléaires répétées. En outre, nos travaux suggèrent que les cibles d'E4orf4 sont des régulateurs authentiques des ruptures nucléaires par le stress mécanique. Ces travaux établissent E4orf4 comme un nouveau paradigme pour étudier les mécanismes qui contrôlent les évènements de rupture et réparation de l'enveloppe nucléaire et la plasticité nucléaire qui ont un effet sur les propriétés métastatiques des cellules tumorales. / Malignant tumor cells accumulate genetic alterations that increase nuclear plasticity and tumor invasion. Reorganization of actomyosin networks increases cellular contractility and mechanical forces that are transmit to the nuclear envelope through physical connections. These physical connections enable the cells to adjust their nuclear response to microenvironmental stress, including space and nutrient deficiencies, and to induce an adaptive cellular response to escape these stresses. In addition, these mechanical forces often cause ruptures of the nuclear envelope in tumor cells. Notably, nuclear ruptures are thought to facilitate the nuclear deformations required during cell migration through the tight spaces of the extracellular matrix. Remarkably, tumor cells can survive repeated nuclear ruptures using efficient nuclear envelope repair mechanisms. However, repeated nuclear ruptures cause DNA damage accumulation and could contribute to a more invasive tumor cell phenotype. Thus, understanding the biology of nuclear envelope rupture and repair processes is therapeutically relevant. The adenoviral protein E4orf4 exerts tumor cell selective killing. However, the molecular basis for the selective action of E4orf4 remains poorly understood. E4orf4 has been shown to reorganize the actomyosin network near the nucleus and to cause dramatic nuclear deformations. We hypothesized that E4orf4 exerts a selective toxicity by disrupting the nucleus' shape and dynamics, notably through its capacity to deregulate the actin cytoskeleton organization. The general objective of this thesis work is to study the contribution of the modifications of the nucleus' shape and dynamics in the cytotoxic activity of E4orf4, and identify the mechanisms involved. The premise is that the cellular targets of E4orf4 would regulate the remodeling of the nuclear envelope by mechanical forces and nuclear plasticity. In order to address this hypothesis, we analyzed the effects of E4orf4 on the perinuclear actin network and on the organization of the nuclear envelope in a variety of tumorigenic and non-tumorigenic cell lines and identified the cellular effectors involved. The work presented in Chapter 1 indicates that E4orf4 disrupts the organization of the nuclear envelope in tumorigenic cells only, in a manner that depends on the recruitment of contractile actin fibers at the nuclear envelope surface. This process requires its association with the polarity protein Par3 and the transmission of mechanical forces to the nuclear envelope by the LINC complex. Remarkably, this selective toxic activity of E4orf4 is associated with repetitive ruptures of the nuclear envelope causing a loss of nuclear integrity in a significant proportion of the cells. In addition, the work presented in Chapter 2 identifies the epigenetic regulator Ash2L as a novel substrate of the oncogenic tyrosine kinase Src, that is targeted by E4orf4 and that modifies the nuclear response to mechanical stress. Molecular, biochemical and functional analyzes revealed that Src-mediated Ash2L Tyr phosphorylation is deregulated by E4orf4 and increases the nuclear mechanical resistance to the mechanical stress induced by E4orf4 or lamin A/C deficiency. In addition, Ash2L also regulates nuclear ruptures caused by physical constraints during confined cell migration. Together, this work has identified two novel cellular targets of E4orf4, Par3 and Ash2L, regulating its tumor cell-selective action that is characterized by the induction of repetitive nuclear ruptures. Importantly, these studies suggest that E4orf4's targets are bona fide regulators of nuclear ruptures induced by mechanical stress in tumorigenic cells. This thesis work establishes E4orf4 as a new paradigm for studying the mechanisms controlling nuclear envelope rupture and repair events and nuclear plasticity, which are relevant for the metastatic properties of tumor cells.

Les récepteurs nucléaires LXRs sont associés aux métabolismes des lipides, du cholestérol et des hydrates de carbone. Ses agonistes naturels seraient des dérivés oxydés du cholestérol connus sous le nom d’oxystérols. Le cholestérol et les oxystérols sont associés au développement de l’athérosclérose une maladie cardiovasculaire qui a des graves conséquences sur les sociétés modernes. L’un des facteurs de risque majeurs de l’athérosclérose est le diabète de type II. Dans cette étude, qui essaye de faire un lien entre athérosclérose et diabètes, nous avons étudié les effets des LXRs sur le transport du glucose en conditions d’hyperglycémie et d’hyperglycémie/hyperinsulinémie qui sont des caractéristiques du diabète de type II. Nous avons mis en évidence que les transporteurs des hydrates de carbone Glut1, Glut3, Glut5 et Glut9 sont exprimés dans le macrophage humain THP1. Glut5 est connu comme étant un transporteur de fructose et Glut9 comme un transporteur d’urée. Nous avons démontré que Glut1 est impliqué dans le transport glucose des macrophages humain THP-1 et que ce transport est sensible à l’insuline. Tant l’activation spécifique que l’activation non spécifique de LXRs augmentent le transport de glucose dans les conditions étudiées, mais d’une manière différente. Cette étude nous a permis de démontrer qu’il pouvait y avoir un lien entre l’activation des récepteurs nucléaires LXRs sensibles aux oxystérols et une amélioration du transport du glucose dans les macrophages humains. / LXRs are nuclear receptors involved in lipids, cholesterol and carbohydrates metabolism. Their natural agonists are believed to be oxidized derivatives of cholesterol known as oxysterols. Cholesterol and oxysterols are associated with the development of atherosclerosis a cardiovascular disease having devastating consequences in modern societies. One of the major risk factors for atherosclerosis is type II diabetes. In this report, trying to make a link between atherosclerosis and diabetes, we attempt to demonstrate that LXRs may have an effect on glucose transport in conditions of hyperglycemia or hyperglycemia/hyperinsulinemia, two specific characteristics of type II diabetes. We found that in the THP1 human macrophage Glut1, Glut3, Glut5 and Glut9 are expressed. Glut5 is known as a fructose transporter and Glut9 as a urea transporter. We unveil that Glut1 was involved in glucose transport in human THP1 macrophages, and it was sensible to induction with insulin. Both specific and less specific activation of LXR increased glucose transport in hyperglycemic and hyperglycemic/hyperinsulinemic conditions but in a different way. This study demonstrated that activation of LXRs nuclear receptors that are sensible to oxysterols have benefic effects on glucose transport in human macrophages.

Cette thèse entre dans le cadre de l'étude des noyaux loin de la vallée de stabilité produits au GANIL par fragmentation du projectile aux énergies intermédiaires. Elle comprend deux parties. La première concerne l'étude des noyaux exotiques très légers ayant des nombres de neutrons proches de 14. C'est la première fois que la méthode spectroscopie gamma en-ligne par fragmentation du projectile est utilisée avec des faisceaux incidents radioactifs au GANIL. Ainsi les performances et les limitations de cette méthode ont pu être établies. 40 noyaux différents ont été produits et étudiés en même temps. Une forte dépendance dans les peuplements des états excités en fonction du type de projectile a été observée. Des informations nouvelles sur la structure ont pu être obtenues pour les isotopes de 14,15B, 17,18,19,20C, 18,19,20,21,22N, 22,23,24O, 24,25,26F, 29Ne. Les schémas de niveaux établis ont été comparés aux prédictions du modèle en couches. En particulier l'énergie de 1588(20) keV trouvée pour le premier état excité 2+ dans 20C ainsi que l'inexistence d'un état lié dans 24O a montré que l'interaction proton-neutron joue un rôle très important dans la structure de ces noyaux.<br> Dans la deuxième partie, une expérience concernant les noyaux isomères riches en neutrons autour de 68Ni produits par le spectromètre LISE est présentée. C'est la première fois que la méthode "fast timing" est appliquée à l'étude des noyaux produits par la fragmentation du projectile. Des temps de vie entre quelques dizaines de picosecondes et quelques nanosecondes ont été mesurés avec une grande précision pour plusieurs niveaux dans les noyaux 67,69,90Ni et 71,72Cu. Ces résultats ont permis de vérifier les prédictions du modèle en couches pour plusieurs transitions de type E2 et leurs probabilités de transitions B(E2) associées.

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