Échantillonnage d'arbres à l'aide d'un drone

L’échantillonnage de la canopée des arbres est utile pour plusieurs disciplines : foresterie de précision, conservation de la biodiversité, étude des changements climatiques, analyse génétique, entomologie, etc. En effet, les nouvelles pousses foliaires contiennent la composition minérale reliée à la croissance de l’arbre durant l’année précédente. L’information fournie par ces échantillons est donc précieuse. Toutefois, leur accessibilité limitée est un problème majeur qui freine les applications pouvant bénéficier de ces informations. L’accès aux branches situées à plus de 10 mètres de hauteur est long, coûteux et parfois impossible. Dans certaines situations, la topographie ne permet tout simplement pas l’accès à l'échantillon (canyons, cours d'eau, etc.). Les techniques actuelles ont tous des limitations communes, soit leur manque de portée, leur complexité d’utilisation et leurs risques humains. C’est pour cette raison que le drone DeLeaves a été conçu. Sa première version a démontré que le concept de drone échantillonneur est viable. Cette nouvelle technologie a permis jusqu’à présent de récolter plus de 250 échantillons et été testée avec succès sur plus de 20 espèces d’arbres, feuillus et conifères, présents au Canada et au Vietnam. À la suite de son utilisation dans différents contextes réels d’échantillonnage, des opportunités d’améliorations ont été identifiées. Parmi celles-ci, l’oscillation de l’outil suspendu sous le drone augmente la complexité de la manœuvre et affecte le temps requis pour effectuer un échantillonnage. En effet, il peut être complexe de positionner l’ouverture du système de coupe autour de la branche sélectionnée alors que l’outil oscille sous le drone. L’implémentation préliminaire d’un système actif de stabilisation par propulseurs est démontrée ainsi que sa viabilité pour ce genre d’application d’outil aéroporté

Chemical Reporters for Investigating Lipidated Proteins at the Host-Pathogen Interface

Lipidation of proteins regulates many cellular processes such as signaling transduction and membrane sorting by modulating protein localization and proteinprotein interactions. As such, defects in protein lipidation can render host cells more susceptible to microbial infection and are also associated with a variety of human diseases ranging from cancer to neurological disorders. Moreover, viral and bacterial pathogens can exploit and modulate the host lipidation machinery to enhance infection. Robust biochemical methods for characterizing lipidated proteins are therefore important for understanding fundamental physiology and disease mechanisms. In this thesis, I report the development of alkyne-lipid chemical reporters that afford more sensitive detection and proteomic analysis of fatty-acylated and prenylated proteins using bioorthogonal ligation methods. Alkynyl-fatty acids of 14 and 18 carbons afforded enhanced detection of N-myristoylated and S-palmitoylated proteins, respectively, while alkynyl-farnesol allowed more robust analysis of S-prenylated proteins. These new lipid chemical reporters enabled the discovery of bacterial virulence factors that are lipidmodified by host enzymes during infection as well as lipidated host proteins (IFITM3 and ZAP) involved in cellular resistance to viruses. My thesis work highlights the utility of alkyne lipid reporters for biochemical analysis of lipidated proteins at the host-pathogen interface that will hopefully help other biological studies

Saccharomyces paradoxus en tant que système d’étude de la spéciation dans les populations naturelles

La spéciation implique l’établissement de barrières à la reproduction entre les espèces en formation. Bien que leurs bases moléculaires soient identifiées, l’émergence de ces barrières dans le temps et la manière dont elles se propagent à l'intérieur des populations reste peu connue. Les objectifs de cette étude sont i) de déterminer la présence de Saccharomyces paradoxus au Québec ii) de déterminer le niveau d’isolement reproducteur post-zygotique entre les lignées américaines de S. paradoxus et iii) de le corréler avec la divergence génétique et les réarrangements chromosomiques. Nous avons échantillonné divers substrats au Québec afin d’isoler S. paradoxus. L’identification des levures au niveau de l’espèce s’est fait à l’aide des séquences ITS. En laboratoire nous avons vérifié le caryotype des souches de S. paradoxus par PFGE, procédé à des croisements entre les lignées et estimé l’isolement reproducteur à l’aide de la survie des spores hybrides. Notre étude confirme la présence des lignées américaines de S. paradoxus au Québec. Un isolement reproducteur est présent entre et à l’intérieur de ces lignées. La variation au niveau des profils chromosomiques à l’intérieur des lignées est corrélée avec l’isolement reproducteur. Nos résultats suggèrent que la variation au niveau des réarrangements chromosomiques ségrégerait au sein des populations et jouerait un rôle dans l’initiation de l’isolement reproducteur.Speciation involves the emergence of reproductive barriers between the incipient species. Although the molecular bases of these barriers have been identified, we lack knowledge about the timing of their emergence and their propagation through populations. The objectives of this project are i) to look for the presence of S. paradoxus in the province of Québec, ii) to determine the level of post-zygotic reproductive isolation between the American lineages of S. paradoxus and iii) to correlate this reproductive isolation with genetic divergence and chromosomal rearrangements. We sampled different substrates through the Province of Québec to isolate S. paradoxus. Yeasts were identified to the species level using ITS sequences. We used a PFGE method to obtain the karyotypes from the S. paradoxus yeast, made experimental crosses and estimated reproductive isolation by counting surviving hybrid spores. Our study confirms the presence of the two S. paradoxus lineages in the province of Québec. We also find that reproductive isolation is not only present between strains of the two lineages but also between strains from the same lineage. A great intra-lineage variation in the chromosomal profiles is correlated with reproductive isolation. Our results suggest that variation of chromosomal rearrangements could segregate between populations and could be involved in the initiation of reproductive isolation

Étude de la formation et de l'évolution d'espèces hybrides au sein d'un système de levures sauvages

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2019-2020.L’hybridation a souvent été considérée comme impossible ou encore comme un faux pas de la part des espèces, donnant naissance à de soi-disant culs-de-sac évolutifs. Les observations de lignées hybrides et l’accumulation de données génomique nous ont permis de comprendre que plusieurs organismes participent à des événements d’hybridation. On reconnaît aujourd’hui l’hybridation comme un mécanisme puissant de génération de nouvelles lignées. Cependant, la contribution de l’hybridation au processus de spéciation est une des questions qui reste en suspens. Quelques exemples de spéciation par hybridation ont été décrits chez les plantes et les animaux, mais peu de données à ce sujet ont été récoltées chez les microorganismes sexués. Les exemples chez les microorganismes se limitent à des organismes ayant un lien intime avec les activités humaines (pathogènes ou ferments). Le manque de données sur les populations naturelles de microorganismes pourrait laisser croire que leurs hybrides sont peu compétitifs ou encore infertiles, menant à leur extinction dans l’environnement. Au cours des travaux effectué dans le cadre cette thèse, nous avons utilisé une approche de génomique des populations sur une collection de souches naturelles de la levure Saccharomyces paradoxus. La biogéographie de cette espèce suggère que les deux lignées indigènes de l’Amérique du Nord sont en cours de spéciation. Nos analyses ont révélé une lignée auparavant cryptique qui est le résultat d’un évènement de spéciation par hybridation entre ces deux espèces naissantes. À l’aide de ce système d’étude, nous avons exploré en laboratoire deux aspects de l’hybridation. Premièrement, nous avons comparé la croissance d'hybrides à celle de leurs lignées parentales dans plusieurs environnements à la recherche d’une performance diminuée des hybrides qui pourrait expliquer leur rareté dans leur environnement naturel. Cette approche nous a permis de montrer que les hybrides de souches naturelles ont souvent des phénotypes supérieurs à ceux des parents. En second lieu, nous avons utilisé une méthode d’évolution expérimentale pour suivre la dynamique de la fertilité après l’hybridation. Les résultats obtenus suggèrent qu’après l’hybridation, les hybrides infertiles peuvent redevenir fertiles rapidement à la suite d’évènements spontanés de duplication du génome. Les résultats présentés dans cette thèse contribuent à l’amélioration des connaissances à propos de la contribution de l'hybridation à la formation de nouvelles espèces, particulièrement chez les organismes unicellulaires. De plus, les souches génétiquement modifiées et évoluées disponibles pourront être utilisées dans le cadre de futures recherches à propos d’autres aspects de l’écologie et de l’évolution des hybrides.Hybridization was often considered as impossible or as a blunder for species, as it gave birth to so-called evolutionary dead ends. The observations of hybrid lineages and the accumulation of genomic data lead to the realization that hybridization is rather common in multiple organisms. Hybridization is now recognized as a powerful mechanism for the generation of new lineages. One of the questions still pending is about the contribution of hybridization to the speciation process. The few examples of hybrid speciation remain limited to plants and animals. Little data is available for sexual microorganisms which could lead to the belief that their hybrids are poor competitors or suffer from infertility, leading to their extinction in the environment. In the course of this thesis, we used a population genomics approach on a collection of natural isolates of the yeast Saccharomyces paradoxus. The biogeography of this species suggests that the two indigenous lineages found in North America are nascent species. Our analyses revealed a precedently cryptic lineage which rose from the hybridization of the two incipient species. Using this study system in the laboratory, we explored two aspects of hybridization. We first compared the growth of hybrids to their parents’ in multiple environments in search of decreased hybrid performance which could explain their rarity in the natural environment. This approach allowed us to show that hybrids between natural strains often show superior phenotypes when compared to their parents. We then used experimental evolution to follow the dynamics of fertility following hybridization. Our results suggest that initially infertile hybrids can rapidly become fertile again following spontaneaous genome duplication events. The results presented in this thesis contribute to a better understanding of how hybridization can shape the formation of new species, particularly in microorganisms. Also, the genetically modified and evolved strains available can be used in future studies about the ecology and evolution of hybrids

Conception et synthèse d'inhibiteurs de l'enzyme de conversion de l'endothéline

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

Topographical coloured plasmonic coins

The use of metal nanostructures for colourization has attracted a great deal of interest with the recent developments in plasmonics. However, the current top-down colourization methods based on plasmonic concepts are tedious and time consuming, and thus unviable for large-scale industrial applications. Here we show a bottom-up approach where, upon picosecond laser exposure, a full colour palette independent of viewing angle can be created on noble metals. We show that colours are related to a single laser processing parameter, the total accumulated fluence, which makes this process suitable for high throughput industrial applications. Statistical image analyses of the laser irradiated surfaces reveal various distributions of nanoparticle sizes which control colour. Quantitative comparisons between experiments and large-scale finite-difference time-domain computations, demonstrate that colours are produced by selective absorption phenomena in heterogeneous nanoclusters. Plasmonic cluster resonances are thus found to play the key role in colour formation.Comment: 9 pages, 5 figure

0198: Global and regional echocardiographic strain to assess early phase of hypertrophic cardiomyopathy due to sarcomeric mutations

ObjectiveHypertrophic cardiomyopathy (HCM) is a genetic disease with delayed cardiac expression. Our objective was to characterize global and regional LV myocardial strain by two-dimensional imaging in sarcomeric HCM families and hypothesized that early systolic dysfunction, before hyper-trophic stage, may be diagnosed by this technique.Methods and resultsWe analyzed 81 adults: HCM patients with LV hypertrophy (LVH+, n=38), mutation carriers without LV hypertrophy (LVH/G+, n=20), and normal control subjects (n=23). We calculated global longitudinal strain (GLS), regional peak longitudinal strain and the Echo/TDI score (combination of 3 parameters about remodeling and pulse TDI). Age, sex ratio and body surface area were not significantly different between groups. Maximal 2D wall thickness of left ventricle was 10.1±1.6mm in LVH-/G+and not different from controls (9.9±1.2mm). We observed that LV GLS was not different in LVH-/G+as compared to controls (–21.6%±3.2 vs –23.5%±3.3) but was reduced in HCM patients (–15.3%±4.5) although a normal ejection fraction. Interestingly, regional peak longitudinal strain was similar in LVH-/G+and controls except antero-septo-basal segment strain that was decreased in LVH-/G+as compared to controls (–15.6%±7.2 vs –20.0%±3.9, p=0.025). A cut-off of –16% for abnormal strain of antero-septo-basal segment identified LVH-/G+subjects with a sensitivity of 47% and a specificity of 90%. The Echo/TDI score was different in LVH-/G+as compared to controls (p=0.0008) and sensitivity of previous defined cut-off was 83% for identification of LVH-/G+. All LVH-/G+subjects with abnormal regional strain, except one, had abnormal Echo/TDI score.ConclusionWe observed that regional longitudinal strain, but not global strain, was significantly reduced at early stage of HCM. This tool may be useful for clinical evaluation of relatives in daily practice, but does not provide significant additional information as compared to the Echo/TDI score