205 - Nature et interactions de la matière

Tandis que le rôle des insectes auxiliaires dans les agroécosystèmes est de plus en plus reconnu en tant que composante intégrale du succès de la lutte intégrée contre les ravageurs, les principes sur lesquels se basent les interactions auxiliaire-herbivore-plante restent difficiles à modéliser. Les modèles agricoles courants, très bien développés pour ce qui est des interactions entre plantes et leur environnement abiotique (sol, atmosphère et eau), ne permettent cependant pas l'intégration des relations bidirectionnels entre insectes et plantes dans le paysage agricole, et les exemples de succès en matière de lutte biologique se voient donc limités à des anecdotes et a des explications a posteriori. Ce manque d'outils pour la modélisation des relations complexes entre les différents organismes vivants dans les réseaux trophiques agroécologiques limite donc les possibilités pour prédire les impacts de nouvelles méthodes de gestion ou des changements climatiques sur le fonctionnement de l'agroécosystème.

Cette recherche propose une nouvelle méthode pour modéliser les dynamiques trophiques dans les agroécosystèmes en utilisant des modèles mécanistiques et stochastiques des relations entre cultures, herbivores et auxiliaires. Nous démontrons que ces modèles peuvent reproduire les dynamiques de population complexes observées lors d'autres études agroécologiques et qu'ils peuvent ensuite servir à prédire la réponse de ces systèmes à des situations de gestion hypothétiques.

La révolution des écosystèmes terrestres au milieu du Crétacé vit l’évolution de plusieurs groupes d’insectes et d’angiospermes modernes. Une meilleure connaissance des tendances climatiques locales et régionales dans le passé lointain peut améliorer notre compréhension de ces tendances écologiques et évolutives. Je présente ici les résultats de la première analyse multivariée de paléoclimat pour l’environnement d’une flore fossile constituée de feuilles d’angiospermes trouvées dans la mine Redmond, près de Schefferville. L’âge Cénomanien (93,9 à 100,5 Ma) de cette flore en fait un site important pour étudier la paléoécologie de l’Est canadien au Crétacé. Notre étude révèle que la flore de Redmond aurait évolué sous un climat tempéré chaud complètement humide avec une température moyenne annuelle d’environ 15,2 °C, en accord avec des hypothèses précédentes de paléoclimat et un gradient paléolatitudinal avec d'autres sites nord-américains. L'analyse est renforcée par la découverte de 15 nouveaux morphotypes de feuilles lors de notre expédition à Redmond. Ces fouilles ont également révélé de nouvelles espèces d’insectes appartenant à des taxons (notamment Éphéméroptères, Odonates, Mantoptères, Hémiptères, Hyménoptères, Gyrinidés et Osmylidés) jusqu’alors inconnus de ce site. Leurs descriptions amélioreront nos connaissances de l’histoire de la biodiversité de la péninsule Québec-Labrador et peuvent renouveler l’intérêt paléontologique dans cette région du Nord canadien.

Contrairement aux spermatozoïdes des animaux, les cellules spermatiques (CS) des plantes ne sont pas mobiles. Prisionnières du grain de pollen déposé par l’abeille sur le pistil (organe femelle), elles doivent pourtant atteindre les ovules pour les féconder et permettre ainsi la formation de graines. Pour cela, elles utilisent un véhicule : le tube pollinique (TP), une structure qui capable croître de façon polaire dans le pistil (Fig. 1). Au cours de son trajet, qui prend plusieurs heures, le TP reçoit des signaux femelles qui contrôlent son comportement.On connaît encore mal les mécanismes qui lui permettent d’intégrer et d’interpréter de façon dynamique cette variété de signaux.

L’objectif de mon doctorat est justement de décrypter le rôle d’un groupe de protéines, les Mitogen-Activated Protein Kinases (MAPK), dans ce processus. Ces molécules sont connues pour transduire une vaste gamme de signaux extracellulaires. Trois membres de cette famille, appelés MAP3K19, 20 et 21 sont présents en grandes quantités dans le TP. Dans notre laboratoire, nous avons montré que lorsqu’on effectue une mutation dans l’ADN de la plante pour supprimer ces protéines, on observe que la vitesse du TP diminue. Présentement, je caractérise plus finement ces différents mutants en essayant de comprendre en détail pourquoi et comment ces trois protéines contrôlent l’élongation du TP. Ceci permettra à teme de mieux comprendre le mécanisme de reproduction chez les plantes à fleurs.

Le Canid herpesvirus 1 (CHV-1) est un agent pathogène vétérinaire qui cause des infections respiratoires et génitales chez les chiens ainsi que chez d'autres canins tels que les renards. Aucun traitement efficace n’est disponible. Le mécanisme d’entrée du CHV-1 dans les cellules cibles n’est pas connu. Pour d’autres virus herpès tel que le virus de l’herpès simplex 1 (VHS-1) et l’Epstein Barr virus, la voie d’entrée du virus varie selon le type cellulaire. Par exemple, le VHS-1 entre par fusion avec la membrane plasmique dans les cellules de rein de singe vert (cellules Vero), mais entre par endocytose dans les cellules humaines HeLa. L’objectif de ce projet est de déterminer les voies d’entrée du CHV-1 dans les cellules épithéliales. Pour ce faire nous avons testé les effets de différents inhibiteurs d'entrée et de trafic cellulaire sur l'infection par CHV-1 dans les cellules MDCK. Suite à l’adsorption des virions aux cellules, celles-ci ont été incubées en présence des inhibiteurs pour deux heures, un temps qui devrait correspondre à l’étape d’entrée virale. L’impact des inhibiteurs sur l’infection par CHV-1 a été déterminé par un essai de réduction de plage de lyse. Nous avons également étudié la voie d’entrée du virus en utilisant la microscopie électronique en transmission pour visualiser les cellules épithéliales à 30 secondes et deux minutes post entrée. Nos résultats suggèrent que le virus pénètre dans les cellules MDCK par des voies d’endocytose.

Les microARNs sont de courts ARN non codants qui modulent négativement l'expression des gènes et sont connus pour être impliqués dans l’interaction hôte-pathogène. Cette étude porte sur l’impact d’une infection par Canid herpesvirus 1 (CHV-1) sur les microARNs de cellules épithéliales de chien. L’infection par CHV-1 peut se manifester en une  hémorragie disséminée menant à la mort chez les chiots. Notre but était d’identifier les différents microARNs affectés par l’infection. Pour ce faire, les ARNs totaux isolés à partir des cellules MDCK non infectées ou infectées par le CHV-1 à 3 et 6 heures post-infection ont été analysés par micropuce. Cette dernière a été conçue à partir de la plus récente version de miRbase, base de données des microARNs, Release 22 où 453 microARNs matures chez le chien ont été identifiés. L’expérience a été faite pour trois séries d’infection indépendantes. Les résultats d’hybridation des micropuces ont permis d’identifier plusieurs microARNs cellulaires dont les niveaux  ont changé d’une manière significative dans les cellules infectées par rapport aux cellules non infectées. En effet certains microARNs ont subi une modulation à la hausse et d’autres à la baisse. L’étude des microARN en contexte d’infection virale pourra contribuer au développement de traitements antiviraux pour CHV-1.

Le coke de pétrole affecte fortement la qualité des anodes de carbone utilisées dans la production de l'aluminium primaire. Les cokes produits à partir des sources de pétrole brut acide contiennent des niveaux de soufre élevés. Une certaine quantité de soufre est nécessaire pour rendre les anodes moins réactives; cependant, une forte teneur en soufre dans les anodes aurait un impact négatif sur l'environnement. Aussi, la demande pour le coke de qualité « anode » avec un niveau de soufre acceptable augmente plus rapidement que l'offre disponible. Donc, les cokes à haute teneur en soufre doivent être désulfurés. Il y’a différentes façons de désulfurer un coke de pétrole cru: l'extraction par solvant, la désulfurisation thermique et l’hydrodésulfurisation. La méthode de l’extraction par solvant contamine les cokes. La désulfurisation thermique requière une consommation énergétique élevée. L’hydrodésulfurisation est une option qui n’est pas encore beaucoup exploitée. L’objectif de ce projet est d’étudier l’hydrodésulfurisation des cokes de haute teneur en soufre pour produire du coke de qualité tout en minimisant l’impact sur l’environnement. Dans cet article, les résultats de cette étude sur la hydrodésulfurisation des différents cokes crus de haute teneur en soufre seront présentés.

Le but du projet visait à évaluer l’effet de la force ionique sur le potentiel mesuré dans une expérience de potentiométrie à circuit ouvert (OCP). La cellule voltaïque était composée d’une électrode de travail, une contre-électrode et une électrode de référence, immergées dans une solution de K₃Fe^III(CN)_6 (aq). À cette solution, différentes concentrations des électrolytes NaCl, KCl et CaCl₂ ont été ajoutés tour à tour. La première étape consistait à mesurer la différence de potentiel entre l’électrode de travail et l’électrode de référence sur un intervalle de 30 secondes. La cinétique du transfert d’électrons avec deux électrodes (carbone vitreux et platine) a également été étudiée. Puisqu’aucun potentiel ou courant n’a été appliqué, le temps d’équilibre (potentiel de la solution) avec l’électrode de travail est le facteur qui a été mesuré. Cet équilibre est affecté par la cinétique de transfert d’électrons des différentes électrodes, la force ionique, le type d’électrode et le mécanisme de transfert d’électrons des espèces redox observées. Les solutions contenant NaCl et CaCl₂ donnaient les mêmes résultats pour les deux électrodes. Toutefois, les potentiels mesurés dans les solutions de KCl ont été influencés par le matériel de l’électrode de travail. Les valeurs de potentiel ont doublé en passant de l’électrode de carbone vitreux à celle de platine. Ce comportement a aussi été observé lorsque la cinétique de transfert d’électrons a été étudiée par voltammétrie cyclique.