Congrès - Recherche d'activité

La bactérie Aeromonas salmonicida, un pathogène de poisson, utilise le système de
sécrétion de type trois (SSTT) pour injecter des protéines effectrices à
l’intérieur des cellules de l’hôte lors de l’infection. Ces effecteurs
perturbent les fonctions normales des cellules telles la phagocytose et la
survie cellulaire. L’étude du génome d’A. salmonicida a révélé
l’existence d’Ati2, un potentiel effecteur du SSTT. Ce projet avait pour but
d’étudier la relation structure-fonction d'Ati2 afin de déterminer son rôle
dans la virulence d’A. salmonicida. Des analyses biochimiques ont permis
de démontrer qu’Ati2 sécrété d’une façon dépendante du SSTT. Des analyses en modélisation
moléculaire ont permis de montrer qu’Ati2 est une inositol polyphosphate
5-phosphatase. In vitro, elle hydrolyse les PtdIns(4,5)P2 et les
PtdIns(3,4,5)P3, des phospholipides habituellement présents
dans les membranes cellulaires. Finalement, divers mutants d'Ati2 ont été
produits et clonés dans des vecteurs d'expression chez l'amibe Dictyostelium
discoideum. Les tests d’expression ont démontré qu’Ati2 est toxique pour
l'amibe et que cela est lié à son activité catalytique. Ce projet de recherche
a ainsi permis de démontrer l’existence d’un nouvel effecteur du SSTT et d’en
spécifier la fonction dans la pathogénicité d’A. salmonicida.

Grb2 est une protéine adaptatrice impliquée dans la voie de signalisation des tyrosines kinases, notamment celle du facteur de croissance épidermique (EGF), stimulant entre autres la prolifération de divers types cellulaires. Son domaine SH2 permet de lier les tyrosines phosphorylées du récepteur activé, alors que ses deux domaines SH3 peuvent lier des régions riches en prolines (PRD) de plusieurs protéines différentes, notamment SOS, une enzyme activant la voie Ras/MAPK. De plus, Grb2 est impliqué dans l’internalisation du récepteur de l’EGF (EGFR). Itch est une ligase de l’ubiquitine avec un domaine HECT. Celle-ci, en attachant une chaine d’ubiquitines, provoque la dégradation de plusieurs protéines impliquées dans l’endocytose de l’EGFR comme l’endophiline et Cbl. Plusieurs des interactions entre Itch et ces protéines sont faites par le biais de domaines SH3. Malgré cela, le rôle de Itch dans la régulation de la signalisation ainsi que l’internalisation de l’EGFR reste méconnu. Par l’utilisation de chromatographie d’affinité et par transfert de résonnance d’énergie bioluminescente dans des cellules surexprimant différentes constructions de Itch et Grb2, nous avons pu observer une interaction directe entre les deux protéines. Itch permet d’ubiquityler Grb2 mais celui-ci n’est pas dégradé par le protéasome. Nous tentons de déterminer si l’ubiquitylation de Grb2 influence l’activité de ce dernier, particulièrement en ce qui concerne l’internalisation des récepteurs de l’EGF.

Les aptamères sont des acides nucléiques capables de lier spécifiquement un ligand donné, tel que des petites molécules, des protéines ou même des bactéries, à titre d’exemples. La sélection d’aptamère se fait via la méthode SELEX qui consiste à faire de l’évolution accélérée in-vitro. Bien que cette approche permette théoriquement de sélectionner des aptamères ayant une grande affinité et sélectivité pour le ligand choisi, les conditions de la sélection (tampon, température, séquences constantes…) peuvent parfois causer une dépendance non-désirée de l’aptamère à ces conditions et les rendre impropre à leur utilisation dans des applications diverses. Ainsi, nous avons entrepris de tester plusieurs aptamères connus spécifiques contre différentes espèces de bactéries. Ceux dont l’affinité semblait assez robuste ont ensuite été sélectionné pour être modifié afin de les rendre plus utilisable pour d’autres applications. Nous avons ainsi ajouté des adaptateurs et avons aussi tronqué leurs séquences. Au final, nous avons observé que le changement des conditions utilisées et les modifications d’un aptamère ont une probabilité élevée d’affecter son affinité. 

L’implantation de cultures de couverture (CC) en intercalaire de cultures commerciales pourrait être l’une des solutions à adopter dans le littoral du lac Saint-Pierre pour réduire l’érosion des sols, favoriser la biodiversité et augmenter les rendements des cultures commerciales. Or, les CC les mieux adaptées au contexte du littoral et leurs bénéfices respectifs sont méconnus. L’objectif était de vérifier l’implantation de CC intercalaires et la performance agronomique  du maïs-grain (Zea mays L.), dans la zone du littoral du lac Saint-Pierre. Le projet a été réalisé à deux reprises (2020 et 2021) sur une ferme à Baie-du-Febvre au Québec, Canada. Le dispositif expérimental était un plan en tiroir, avec quatre blocs. L’espacement du maïs-grain était en parcelles principales, soit 76 cm (traditionnel) et 154 cm (corridors solaires). Les quatre CC testées en intercalaire du maïs-grain en parcelles secondaires étaient : du ray-grass annuel (Festuca perennis Lam.) ; un mélange de ray-grass annuel et trèfle incarnat (Trifolium incarnatum L.) ; un mélange de trois espèces de CC ; et un témoin sans CC. En 2020, le rendement de maïs-grain dans les corridors solaires était inférieur de 28 % à celui de l’espacement traditionnel (6,5 et 9,1 Mg ha^-1, respectivement). Les résultats d’une deuxième année d’essai (2021) permettront d’émettre des conclusions quant à l’intérêt d’utiliser des CC en corridors solaires dans le littoral du lac Saint-Pierre.

Les chauves-souris (Chiroptera : Mammalia) de l’Amérique du Nord sont victimes du déclin le plus important jamais observé chez un groupe de mammifères actuels. Le syndrome du museau blanc (SMB), une maladie d’origine fongique qui colonise la peau des chauves-souris en hibernation, est la cause de la mortalité de masse observée chez ces populations. Le microbiome cutané, c’est-à-dire la communauté de microorganismes vivant en symbiose avec la peau d’un organisme hôte, pourrait contribuer à la compréhension de cette maladie et à l’élaboration de solutions. Cependant, il n’y a que très peu de connaissances sur la dynamique du microbiome cutané chez les animaux. La présente étude avait pour objectif l’acquisition de données fondamentales sur le microbiome cutané des chiroptères. À cet effet, l’influence des facteurs de la phylogénie et de l’habitat sur le microbiome de deux espèces de chauves-souris néotropicales (Artibeus jamaicensis et Carollia perspicillata) de la famille des Phyllostomidae a été étudiée en habitats contrôlés. L’analyse des communautés de microorganismes de la peau a été effectuée avec le séquençage de la région V4 de l’ADN ribosomal 16S. Les résultats obtenus permettent de mieux comprendre la dynamique de modulation du microbiome cutané chez les chiroptères et apportent de nouvelles perspectives dans le contexte de la maladie dévastatrice du syndrome du museau blanc.

Les hétérophiles des oiseaux sont l’équivalence des granulocytes neutrophiles chez les mammifères. Ces granulocytes constituent le premier bouclier contre l’invasion des microorganismes et, pour cela, sont équipés de mécanismes antimicrobiens très efficaces. Cette étude a été réalisée sur des poulets de chair qui sont divisés d’une façon aléatoire en deux groupes, l’un contrôle et l’autre subissant une ablation chirurgicale de la bourse de Fabricius (BF) 24h après l’éclosion. Les hétérophiles sont obtenues durant la phase exsudative d’une réponse inflammatoire provoquée. Les hétérophiles sont mis en commun pour chaque groupe, les granulations cytoplasmiques sont récupérées par centrifugation de gradient de densité et le contenu protéique est extrait. L’activité antibactérienne de ces extraits a été testée contre des souches standards de S. aureus et E. coli par une méthode très sensible de diffusion radiale. L’existence d’une zone d’inhibition montre l’existence de molécules à activité antimicrobienne puissante. Une différence existe dans les zones d’inhibition observées entre les deux groupes. Néanmoins ce résultat demande confirmation, mais pourrait suggérer l’influence de la BF sur cette activité antibactérienne. Des études plus approfondies sont donc nécessaires pour comprendre l’effet exact de la BF sur l’activité antibactérienne des hétérophiles, et l’impact sur la réponse immunitaire innée que cela pourrait avoir lors de l’atteinte de celle-ci dans certaines pathologies.

Bifidobacterium longum spp. longum est parmi les espèces dominantes du microbiote intestinal des enfants et des adultes. L'identification de nouveaux caractères comme des propriétés antioxydantes est d’intérêt probiotique. L’objectif était d’évaluer l’activité antioxydante et la tolérance à l’oxygène de Lactobacillus acidophilus ATCC 4356 utilisé comme contrôle et de 38 souches de bifidobactéries dont 32 souches de B. longum ssp. longum préalablement typées par MLSA (multilocus locus sequence analysis). La méthode ORAC (oxygen radical absorbance capacity) a été utilisée sur des extraits acellulaires des souches afin de calculer la valeur ORAC (µmol d'équivalent trolox par mL) en utilisant le trolox comme contrôle. L’analyse de covariance a démontré que l’activité antioxydante varie selon les souches de probiotiques à l’étude (Valeur de F = 2,4460; P = 0,002). Trois souches de bifidobactéries se sont démarquées statistiquement pour leur pouvoir antioxydant, soit : B. catenulatum CUETM 174 et B. longum ssp. longum CUETM 171 et CUETM 172. Par contre, ces souches n’ont pas été en mesure de croître dans une atmosphère contenant 5 % d’oxygène. Dans cette étude, il a été possible de classer les différentes souches de bifidobactéries en fonction de leur activité antioxydante et de leur sensibilité à l’oxygène. Comme prochaine étape, nous déterminerons par analyse transcriptomique si cette sensibilité peut s’expliquer par l’activité de gènes reliés à la résistance au stress oxydatif.

Un défaut dans la gène codant pour la nucléotidyltransférase d’ARNt, essentielle aux eucaryotes puisqu’elle ajoute aux ARN de transfert (ARNts) la séquence cytidine-cytidine-adénosine requise pour la synthèse de protéines, conduit à un phénotype sensible à la température.  Cette mutation dans la gène CCA1 de Saccharomyces cerevisiae (levure) mène à des levures viables à 22^oC mais non à 37^oC (Shan et al., 2008).  La souche sensible à la température contient une enzyme variante avec une seule substitution d’acide aminée (le glutamate 189 est changé à une lysine).  Des analyses biochimiques et biophysiques de cette enzyme variante révèle une activité réduite et une stabilité thermique réduite comparées à l’enzyme native.  En conséquence, nous avons généré une seconde mutation supresseure (l’arginine 64 changé à un tryptophan) ayant restoré la croissance à 37^oC grâce à une hausse de l’activité de l’enzyme.

Est-ce que la réduction de l’activité de l’enzyme a été dû à une baisse de l’efficacité de l’enzyme à attirer le substrat ou de catalyser la réaction chimique ou une combinaison de ces deux?  Pour explorer ces possibilités, les kinétiques de l’enzyme seront étudiés afin de définir des paramètres (Km and kcat) pour les enzymes.

Shan, X.; Russell, T.A.; Paul, S.A.; Kushner, D.B.; Joyce, P.B.M. Characterization of a temperature-sensitive mutation that impairs the function of yeast tRNA nucleotidyltransferase. Yeast, 2008, 25, 219-233?

Des initiatives de reboisement sont en cours en Amérique latine pour pallier la perte de biodiversité. Les plantations sylvicoles expérimentales aident à mieux comprendre les impacts du reboisement sur le fonctionnement et sur la biodiversité des écosystèmes. Les insectes herbivores ont un impact négatif sur ceux-ci car ils constituent la majorité des consommateurs primaires et causent des dommages aux végétaux. Les coléoptères, par leur nombre, diversité et spécificité, posent un danger particulier. L’objectif est de mieux comprendre le fonctionnement de cet écosystème, pouvant améliorer les services écosystémiques et l’efficacité du reboisement en Amérique latine. Des données sur les coléoptères ont été collectées dans la plantation de Sardinilla, Panama d’avril à juillet 2016. Les 21 parcelles différaient en diversité et composition d’arbres. Elles furent échantillonnées par parcelle ainsi qu’au niveau individuel des arbres pour déterminer la spécificité des coléoptères. Je décèle une tendance non linéaire entre la diversité moyenne d’arbres et la diversité d’insectes d’un site, ceux d’une diversité intermédiaire d’arbres ayant la plus grande diversité d’herbivores. À travers l’utilisation de la modélisation par équation structurelle et de données sur le cycles (azote, carbone) et processus (productivité, hydrologie) étudiés sur ce site, je quantifie aussi l’impact des communautés de coléoptères herbivores sur le fonctionnement de la plantation de Sardinilla.

L’étape précoce de l’élongation embryonnaire du Caenorhabditis elegans est principalement dirigée par  la contraction des câbles circonférentiels d’actine dans les cellules latérales de l’hypoderme. Cette contraction est contrôlée par deux voies de signalisation parallèles : la voie mel-11/let-502 et la voie pak-1. Ces voies régulent le niveau de phosphorylation des chaînes légères de myosine (MLC) dans les cellules de l’hypoderme.

Ici, nous identifions la GEF pix-1 comme un nouveau composant de la voie pak-1 contrôlant l’élongation précoce. Nous montrons que PIX-1 est exprimé dans toutes les cellules de l’hypoderme et qu’il se localise partiellement au niveau des jonctions adhérentes et du cytosquelette d’actine. Nous montrons que le niveau d’expression de PIX-1 est réduit dans les cellules postérieures dorsales de l’hypoderme, établissant donc un gradient d’expression antéro-postérieur dans l’hypoderme. Nous montrons que cette expression différentielle est requise pour le déroulement normal des évènements morphologiques liés à l’élongation le long de l’axe antéro-postérieur de l’embryon.

L’anémie est un problème de santé humaine très important qui affecte plus de 40% des enfants d’âge préscolaire dans de nombreux pays du tiers monde. Cette situation peut être causée par une consommation de végétaux pauvres en Fe. En effet, l’agriculture dans certains types de sols mène à la production de plantes carencées en Fe.Nous avons étudié la réponse des plantes à une carence en Fe en utilisant des cultures de cellules hétérotrophes de Solanum tuberosum. Le manque de Fe induit un ralentissement important de la croissance des cellules. Le suivi de la multiplication des cellules carencées par cytométrie en flux a mis en évidence un ralentissement du cycle cellulaire et une plus grande proportion de cellules se trouvant dans la phase S. Étant donné que le Fe entre dans la composition de plusieurs protéines de la chaîne de transport d’électrons de la mitochondrie, nous avons caractérisé cette organelle dans les cellules privées de Fe. Nous avons pu mettre en évidence un changement important de la structure des mitochondries par des techniques de microscopie électronique et de microscopie confocale utilisant le marqueur fluorescent mitotraker. Les mesures de respiration cellulaire ainsi que la quantification des activités et des niveaux protéiques d’enzymes clés du métabolisme primaire démontrent des changements importants chez les cellules carencées. Les répercussions sur le métabolisme primaire ont été vérifiées au niveau d’intermédiaires du métabolisme.

La symbiose entre la flore microbienne et l’épithélium, est indispensable au maintien de l’homéostasie intestinale. La dérégulation des voies de signalisation participant à cette interaction peut causer des pathologies inflammatoires chroniques telle la maladie de Crohn (Maloy K.J and Powrie F., 2010). Plusieurs gènes de susceptibilité à la maladie de Crohn identifiés, chez l’Homme, sont impliqués dans l’autophagie (Franke et al., 2010). En effet, ce processus est d’une part nécessaire au maintien de l’homéostasie cellulaire en apportant des nutriments et d’autre part, impliqué dans le contrôle du microbiote intestinal en permettant l’élimination de microorganisme et la sécrétion de peptides antimicrobiens (Deretic et al., 2013). Les travaux préliminaires du Pr JEAN (Jean et al., 2012 et Jean et al., 2015) ont montré l’implication de la pseudophosphatase MTMR13 humaine, et son orthologue SBF, dans le triage endosomal nécessaire au processus de l’autophagie.

Le but du projet est de déterminer le rôle du gène SBF/MTMR13 dans l’homéostasie intestinale, ainsi que sa régulation au niveau protéique dans l’autophagie. La cohésion tissulaire de l’intestin de la drosophile sera observée par immunofluorescence, ainsi que la réponse cellulaire associée à la déplétion par ARNi de Sbf. La recherche de modifications post-traductionnelles et des partenaires de MTMR13 sera réalisée par Spectrométrie de masse.

Les aires marines protégées (AMP) jouent un rôle clé dans la réalisation des engagements internationaux pour la protection de la biodiversité. Cependant, étant donné les transformations que les écosystèmes marins subissent en raison du changement climatique (CC), la nature statique des AMP présente des défis de gestion importants (ex., lutte contre la perte d'habitat, augmentation de la fréquence des événements météorologiques extrêmes, migration d'espèces vers/hors de la zone protégée).

Les projections de CC peuvent être incorporées dans le processus de conception de nouvelles AMP, mais l'adaptation est plus complexe pour les AMP déjà établies et qui n'ont pas été initialement conçues en tenant compte des impacts du CC. Quelles mesures supplémentaires peuvent être prises par les gestionnaires pour anticiper, adapter et atténuer les conséquences du CC et assurer l'efficacité de leurs AMP ?

Une analyse de l'intégration des mesures relatives au CC dans les plans de gestion des AMP existantes sera présentée, suivie des contributions à une base de données open source sur les actions et les mesures visant à renforcer la résilience et l'adaptation au CC dans les AMP du monde entier. Les gestionnaires d'AMP pourront ainsi accéder à une « boîte à outils » d'actions concrètes, leur permettant d'explorer les options de gestion et de les personnaliser en fonction de leurs vulnérabilités climatiques spécifiques.

Le « DNA Fragmentation Factor » DFF40 est une endonucléase nucléaire intervenant durant l’apoptose. Cependant, nos résultats ont montré qu’une fraction O-glycosylée du DFF40 a une localisation membranaire. De plus, une analyse in silico (MitoProt II) a révélé une séquence de localisation mitochondriale en N-term. Le but de notre étude est donc d’investiguer si le DFF40 se trouve au niveau de la mitochondrie et quelle y serait sa fonction. Premièrement, la localisation a été validée. (1) Une analyse d’immunofluorescence en microscopie confocal sur des cellules HepG2 a révélé l’augmentation lors de l’apoptose de la colocalisation entre un marqueur mitochondrial (MitoTracker®) et le DFF40. (2) La localisation mitochondriale a été observée en microscopie électronique dans les cellules HepG2 et Jurkat. Deuxièmement, l’altération de la partie N-term de la protéine pour sa localisation mitochondriale a été observée. En effet, la colocalisation est plus faible avec l’anticorps ciblant cette partie et les protéines observées suite à la séparation des fractions cytoplasmique et mitochondriale montrent une protéine clivée non résistante à un traitement par la protéinase K. Cela suggère que la protéine clivée se situe dans la membrane externe de la mitochondrie. La fonction du DFF40 n’y est pas connue. Notre laboratoire envisage donc d’investiguer son rôle dans la production de stress oxydatifs et dans la mitophagie, lors de l’apoptose ou non.

Dans un contexte de développement durable, de plus en plus d’études visent à valoriser des déchets industriels dans de nouvelles constructions (remblais, fondations de voiries…). Ainsi, des sédiments, des cendres, des résidus industriels ou encore des sols contaminés peuvent être traités et réutilisés à de nouvelles fins. Parmi l’ensemble des techniques de valorisation, nous nous sommes intéressés à la biocalcification, qui constitue une méthode émergente d’amélioration des sols en place. Son principe repose sur l’injection de bactéries, d’urée et de sels de calcium, qui conduisent à la formation d'un précipité de calcite dans le milieu encaissant.

Les premières recherches menées par des laboratoires australiens, néerlandais, américains, français et canadiens se sont avérées très prometteuses en termes de performances des sols biocalcifiés, mais se sont essentiellement limitées à des sols granulaires grossiers (amélioration de la capacité portante, densification, résistance à la liquéfaction…). L’originalité de l’étude réside dans l’implémentation de la technique hors terre, sur des sols fins et remaniés, à des fins de valorisation en fondation de voiries. À cet effet, nous présenterons les résultats d’essais cycliques de gel-dégel sur des silts biocalcifiés, ainsi que l’évolution de leur capacité portante en fonction du temps. Finalement, nous formulerons des recommandations quant à l’utilisation de cette méthode pour l’amélioration des performances des matériaux de voirie.

Titre: Effet de stimulation électrique sur la cicatrisation - Une étude in vitro

Autheurs: H. Park, S. Meng, H. Derbali, Z. Zhang et M. Rouabhia

Les cellules humaines génèrent une activité électrique qui varie entre 10 et 60 mV à travers le corps. Cette activité bioélectrique pourrait jouer un rôle important dans la cicatrisation dont celle de la peau.L’objectifde cette étude est d’analyser l’effet de stimulation électrique (SE) sur le comportement cicatriciel des fibroblastes humains. Méthodes : Des fibroblastes humains ont été ensemencés sur une membrane en polymère bio-conducteur, puis soumis à une SE de 50 ou 200 mV/mm pendant 2, 4 ou 6 h. Ces cellules ont été utilisées pour évaluer l’effet de la SE sur la prolifération et la sécrétion du FGF1 et FGF2. Nous avons aussi analysé la migration cellulaire ainsi que la contraction de gel de collagène pour analyser la cicatrisation.Résultats : L’exposition de fibroblastes à une stimulation électrique de 50 ou de 200 mV/mm induit une stimulation de la croissance cellulaire.  Cette croissance est accompagnée d’importantes sécrétions de FGF1 et de FGF2. Les fibroblastes exposés à la stimulation électrique migrent de façon plus importante que les cellules non-stimulées. Après SE, les fibroblastes contractent de façon plus importantes les gels de collagène comparativement aux cellules non-exposées.Conclusion : Nos travaux démontrent pour la première fois que la SE favorise plusieurs mécanismes impliqués dans la cicatrisation. 

La présente étude s’intéresse à PtZfp1 (Populus trichocarpa Zinc finger protein 1). Un facteur de transcription de la famille Cys2/His2  isolé par double-hybride pour son interaction avec deux Mapk (Mitogen Activated Protein Kinase) et possédant un motif spécifique qui confère une fonction de répresseur.  L’objectif est ici de caractériser la fonction de PtZfp1.

L’expression du gène PtZfp1 est mesurée par PCR quantitative en réponse à différents stress et hormones. Des peupliers transgéniques sur-exprimant de manière inductible PtZfp1 non-muté ou muté au niveau de deux motifs d’intérêt sont réalisés. Outre la caractérisation phénotypique des arbres transgéniques, l’ensemble des gènes régulés par PtZfp1 sous différentes conditions sont identifiés grâce à des puces à ADN. Des inoculations avec des rouilles foliaires du peuplier sont également effectuées.

Les résultats révèlent une induction de PtZfp1 essentiellement en réponse à des stress biotiques ainsi qu’à deux hormones, le jasmonate et le salicylate. La sur-expression de PtZfp1 entraine entre autre l’apparition de nécroses foliaires et la dérégulation de nombreux gènes impliqués dans divers processus comme la réponse au stress oxydatif, la voie métabolique hormonale, l’organisation cellulaire et l’activation des Mapk. Une grande partie des gènes sont communs à ceux dérégulés par le chitosan, un éliciteur de l’immunité innée des plantes, suggérant ainsi un rôle central de PtZfp1 dans la réponse de défense du peuplier.

Chez les espèces à soins biparentaux, les partenaires homogames pour leur type comportemental ont un meilleur succès reproducteur que des partenaires dissimilaires. Ceci pourrait s’expliquer par une meilleure coordination entre des partenaires similaires. Il existe deux façons pour être homogames: les partenaires peuvent se choisir initialement sur ce critère ou ils peuvent le devenir en convergeant. Il est crucial de distinguer le mécanisme en jeu car seul le premier implique un rôle de la sélection sexuelle sur l’évolution des types comportementaux. Nous avons étudié cette question chez le cichlidé zébré, un poisson tropical à soins biparentaux, après avoir observé un patron d’homogamie en milieu naturel. Nous n’avons pas observé de préférence sexuelle des poissons envers des partenaires homogames (Laubu et al. Soumis). Pour tester la convergence, nous avons formé des couples avec des partenaires contrastés (un proactif i.e. agressif et explorateur mis en couple avec un réactif, i.e. peu agressif et peu explorateur). Les partenaires sont devenus plus similaires après l’appariement (Laubu et al. 2016). La convergence semble donc la meilleure explication à la similarité comportementale entre les partenaires. Ainsi, la seule observation d’un patron d’homogamie sur le terrain ne suffit pas à invoquer un rôle de la sélection sexuelle sur l’évolution des types comportementaux.

Il existe un manque de prothèses vasculaires de faible diamètre (<6mm), notamment pour les pontages coronariens. Les prothèses synthétiques de faible diamètre, n’ayant pas d’endothélium, sont sujettes à la thrombose. Les chirurgiens préfèrent donc utiliser les vaisseaux des patients. Cependant, ces tissus sont en quantité limitée. De nombreux chercheurs ont donc proposés la combinaison de biomatériaux synthétiques et de cellules autologues. Nous avons émis l’hypothèse que nous pourrions remplacer les biomatériaux synthétiques par un produit biologique grâce à la technique d’auto-assemblage développée au LOEX. Brièvement, des fibroblastes dermiques humains sont cultivés en présence d’acide ascorbique pendant 3 semaines afin de former des feuillets cellulaires. Ces feuillets sont par la suite roulés autour d’un mandrin et maturés pendant plusieurs semaines pour la fusion des couches. Les tubes sont ensuite dévitalisés par immersion dans l’eau déionisée et entreposés à 4°C. Nous avons immergé les tubes dévitalisés dans une suspension de cellules musculaires lisses ou de fibroblastes puis les avons cultivés en pétris. Nous avons étudié le phénomène de maturation des tubes dérivés de fibroblastes et avons évalué, grâce à des analyses histologiques et mécaniques, l’épaisseur et la durée optimales. Nous avons ensuite confirmé la recellularisation des tubes.  Ces travaux ouvrent la porte au développement d’une nouvelle génération de prothèses entièrement biologiques.

La cellulose est le principal polymère de glucose trouvé chez les végétaux et constitue une alternative au maïs comme source de carbone pour l’industrie des biocarburants. La libération des sucres qu’elle contient se bute à la résistance de ce polymère à l’hydrolyse enzymatique, réduisant la compétitivité de cette source carbone. La biotraitement consolidé est une stratégie de réduction des coûts de conversion de la cellulose qui réunit les étapes de production de cellulases, d’hydrolyse de la cellulose et de fermentation. Une telle stratégie nécessite le concours de microorganismes pouvant hydrolyser puis fermenter la cellulose efficacement. Un tel organisme n’existe pas dans la nature. Nous avons donc exprimé trois cellulases hétérologues chez Saccharomyces cerevisiae. La souche résultante produit des quantités modestes d'éthanol à partir de cellulose. Le principal obstacle à la conversion efficace de la cellulose en éthanol par notre souche est sa capacité limitée de sécrétion des protéines. Afin d’augmenter la sécrétion de cellulases, nous avons adopté une stratégie d’évolution dirigée connue sous le nom de battage (shuffling) de génome. Pour permettre le criblage à haut débit des mutants issus de ce battage, nous avons testé une approche de tri cellulaire par cytométrie en flux. Nos expériences préliminaires indiquent que cette approche permet la sélection de mutants au phénotype amélioré, ouvrant par conséquent la voie à une entreprise complète de battage de génome.



L’importance des ARN noncodants (ARNnc) dans la régulation des gènes nous a motivé à développer des outils bioinformatiques afin de poursuivre la découverte de novo d’ARNnc. Trouver de nouveaux ARNnc est problématique car cela requiert de trouver des structures conservées à travers les immenses banques de séquences publiques. Premièrement, il est difficile de trouver et d’extraire de nombreuses séquences intergéniques pour des gènes ayant une activité particulière à partir de bases de données génomiques. Deuxièmement, le temps de calcul pour la prédiction de structure secondaire d’ARNnc augmente d’une façon exponentielle à l’échelle génomique. Récemment, plusieurs logiciels de prédiction de structure secondaire conservée d’ARN ont été développés, mais la plupart sont limités au nombre des séquences et par conséquent ces logiciels n’arrivent pas à faire une prédiction de structure secondaire à l’échelle génomique. C’est ainsi que nous présentons un pipeline destiné à aider à trouver et extraire facilement des séquences intergéniques chez les procaryotes et ensuite faire une prédiction secondaire sur ces séquences avec un temps de calcul linaire. Nous allons ensuite montrer comment choisir et analyser les meilleurs candidats prédits pour la structure secondaire d’ARN et finalement comment les valider expérimentalement par la méthode de in-line probing.

La demande croissante en protéines animales et le gaspillage alimentaire sont des préoccupations majeures du domaine de la sécurité alimentaire qui touchent l’ensemble de la population mondiale. Une solution commune et écologique à ces problématiques est l’exploitation des larves de mouches soldat noires (Hermetia illucens) pour la bioconversion des déchets organiques en biofertilisant et en protéines animales de qualité pour l’alimentation animale. Toutefois, les aspects microbiologiques de la performance et de la santé de la mouche soldat noire ont été largement négligés. Cette étude investigue comment les interactions hôte-microbiote affectent l’ontologie des larves et caractérise les communautés microbiennes associées aux stades développementaux. Une approche de métatranscriptomique a été utilisée pour comparer les fonctions enrichies chez des larves avec et sans microbiote (axéniques). Une approche de métataxonomique des gènes 16S et 18S utilisant des amorces de blocages spécifiques a permis d’analyser la composition et la diversité du microbiote eucaryote et procaryote associé à la larve. Les résultats ont montré l’importance du microbiote dans le développement et sa modulation avec le cycle de vie. Cette étude développe les connaissances nécessaires à l'élaboration d'outils microbiologique (probiotiques) pour l'optimisation de l'élevage de larves à des emplois industriels spécifiques (gestion de déchets contaminés, alimentation de bétail, re-valorisation des déchets).

Les cellules épithéliales peuvent migrer en groupe lors de processus du développement embryonnaire et de l'invasion collective de carcinomes. Ce mécanisme de migration collective nécessite la réorganisation des jonctions cellule-cellule apicales et la formation d'extension de membrane au front migratoire. Les cellules en migration génèrent et s'adaptent aux forces mécaniques détectées au niveau de leurs jonctions cellulaires. Cette adaptation implique un remodelage de ces jonctions grâce à des mécanismes contrôlant le trafic des membranes. Malgré l'importance de ces mécanismes dans ces processus, ils sont encore peu compris.

La fermeture ventrale, une étape du développement embryonnaire de Caenorhabditis elegans, consiste en la migration collective de cellules épithéliales vers la partie ventrale de l'embryon. Nous avons récemment montré que trois gènes, rga-7, wsp-1 et toca-1/2 contrôlent la migration de ces cellules et la formation de nouvelles jonctions à la ligne ventrale de l'embryon. Leurs fonctions moléculaires dans ces processus sont cependant inconnues. Considérant la fonction de certains de ces gènes dans d'autres systèmes, nous pensons qu'ils réguleraient les mécanismes d'endocytose lors du remodelage des jonctions cellule-cellule. Nos résultats préliminaires suggèrent en effet, que TOCA-1/2 régulerait l'accumulation de trois protéines jonctionnelles (HMR-1, HMP-1, DLG-1) lors de la formation des jonctions cellule-cellule au niveau de la ligne ventrale de l'embryon. 

L’épidermolyse bulleuse simplex (EBS) est une maladie génétique de la peau dont le mode de transmission est généralement autosomique dominant. L’EBS et causé par des mutations dans les gènes kératine (KRT) 5 et KRT14. Les mutations entrainent des problèmes dans la formation des filaments intermédiaires des protéines, provoquant l’apparition de bulles. Aucun traitement n’est disponible. Ainsi, l’utilisation CRISPR-Cas9 pour corriger la mutation s’avère une avenue thérapeutique potentielle. Ce projet consiste à induire une coupure double brin dans l’ADN pour corriger les mutations par recombinaison homologue (HDR) à des cellules souches pluripotentes induites (iPSC) pour produire des iPSC corrigées à partir des cellules de patients. Ces iPSC pourront être différenciées en kératinocytes permettant la synthèse de la peau en laboratoire pour réaliser des autogreffes aux patients. À ce jour, trois ARN guides (sgRNA) ont été choisi pour chacune des mutations à l’étude. Des résultats sur des cellules rénales embryonnaires humaines (HEK293T) et des fibroblastes primaires ont démontré l’efficacité des sgRNA et de CRISPR-Cas9. La présence de recombinaison homologue dans les HEK293T, lors de l’utilisation d’un ADN donneur placé dans un vecteur et avec un ADN simple brin (SSDNA) a été démontrée. D’autres résultats préliminaires dans les fibroblastes primaires montrent la présence potentielle de HDR. Les expériences pour confirmer la présence de HDR dans les fibroblastes sont en cours.

Les travaux présentés lors de la conférence de l’ACFAS porteront sur les étapes 1 et 2.

Mon sujet de recherche est axé sur un nouveau procédé d’amélioration des sols, la biocalcification. Le procédé vise à augmenter la capacité portante d’un sol granulaire par l’injection de bactéries favorisant la précipitation de calcite. Le procédé est relativement simple puisqu’il consiste à injecter la bactérie Sporosarcina pasteurii, puis des nutriments et un sel de calcium destinés à la précipitation. Cette précipitation crée une cohésion et augmente la densité et la résistance des sols traités.

Le travail effectué se concentre sur l’application de cette technique en parasismie et vise à évaluer les effets de la biocalcification sur l’interaction sol-structure lors d’un séisme. La recherche comprend trois étapes, à savoir : des essais cycliques et triaxiaux sur différents sols biocalcifiés, l’implémentation de lois de comportement et l’estimation de l’amélioration attendue sur un cas réel.

La première étape comprend différents essais de laboratoire sur des sols traités et non-traités et vise à quantifier l’augmentation de la portance et de la rigidité du sol.

La seconde étape consiste à adapter une loi de comportement adaptée d’autres modèles de référence tels celui développé par Fauriel (2012).

La troisième étape porte sur une modélisation en éléments finis d’essais pilotes, qui seront réalisés sur la plaque sismique du laboratoire de structure de Polytechnique Montréal.