Étude du rôle des gènes TGF-β1 et HSP-70 lors du processus de régénération du membre chez l’axolotl

Les urodèles amphibiens, dont fait partie l’axolotl (Ambystoma mexicanum), ont la capacité de régénérer leurs organes et membres suite à une amputation, tout au long de leur vie. La patte est l’organe dont le processus de régénération est le mieux caractérisé et ce dernier est divisé en deux phases principales. La première est la phase de préparation et commence immédiatement suite à l’amputation. Elle renferme des étapes essentielles au processus de régénération comme la guérison de la plaie et la formation d’une coiffe apicale ectodermique. Par la suite, les fibroblastes du derme et certaines cellules musculaires vont revenir à un état pluripotent via un processus appelé dédifférenciation cellulaire. Une fois dédifférenciées, ces cellules migrent et s’accumulent sous la coiffe apicale pour former le blastème. Lors de la phase de redéveloppement, les cellules du blastème se divisent puis se redifférencient pour régénérer la partie amputée. Fait intéressant, la régénération d’un membre ou la guérison d’une plaie chez l’axolotl ne mène jamais à la formation d’une cicatrice. Afin d’en apprendre plus sur le contrôle moléculaire de la régénération, les gènes Heat-shock protein-70 (Hsp-70) et Transforming growth factor-β1 (Tgf-β1) ont été sélectionnés. Ces gènes jouent un rôle important dans la réponse au stress et lors de la guérison des plaies chez les mammifères. HSP-70 est une chaperonne moléculaire qui est produite pour maintenir l’intégrité des protéines cellulaires lorsqu’un stress se présente. TGF-β1 est une cytokine produite suite à une blessure qui active la réponse inflammatoire et qui stimule la fermeture de la plaie chez les amniotes. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent que Hsp-70 est exprimé et régulé lors du développement et de la régénération du membre chez l’axolotl. D’autre part, nos expériences ont mené à l’isolation de la séquence codante pour Tgf-β1 chez l’axolotl. Nos résultats montrent que Tgf-β1 est exprimé spécifiquement lors de la phase de préparation dans le membre en régénération. De plus, le blocage de la voie des Tgf-β avec l’inhibiteur pharmacologique SB-431542, lors de la régénération, mène à l’inhibition du processus. Ceci démontre que la signalisation via la voie des Tgf-β est essentielle à la régénération du membre chez l’axolotl.Urodele amphibians, such as the axolotl (Ambystoma mexicanum), have the unique ability, among vertebrates, to perfectly regenerate many parts of their body throughout their life. Among the complex structures that can be regenerated, the limb is the most widely studied. Limb regeneration is divided in two main phases. The preparation phase, which begins right after amputation, includes wound healing and the formation of an apical ectodermal cap. During this phase, dermal fibroblasts and muscle cells will lose their characteristics and become pluripotent through a process called cellular dedifferentiation. The dedifferentiated cells migrate and accumulate under the apical ectodermal cap to form the blastema. During the redevelopment phase, the cells in the blastema proliferate and redifferentiate to regenerate the lost structures. It is interesting to highlight the fact that regeneration never leads to scar formation in the axolotl. In order to learn more about the molecular control of limb regeneration, the genes Heat-shock protein-70 (Hsp-70) and Transforming growth factor-β1 (Tgf- β1) were selected for their important roles in stress response and wound healing in mammals. HSP-70 is a molecular chaperone which is produced to protect cellular proteins when the cell faces a stress. TGF-β1 is a cytokine produced after wounding that activates the inflammatory response and stimulates wound closure in amniotes. Results presented in this thesis show that Hsp-70 is expressed and regulated during limb development and regeneration in the axolotl. We were also able to isolate the cDNA coding for axolotl Tgf-β1 and our results show that this gene is expressed specifically during the preparation phase of limb regeneration. Treatment of regenerating axolotls with a specific inhibitor of Tgf-β signalling, SB-431542, led to complete inhibition of regeneration. This directly implies that Tgf-β signalling is essential for limb regeneration in axolotl

Influence du stockage thermique dans la structure du bâtiment sur les systèmes de pompes à chaleur géothermiques

"RÉSUMÉ:" Le potentiel de réduction de la longueur d’un échangeur géothermique vertical en boucle fermée (ÉGV) grâce au stockage thermique dans le béton d’un système de chauffage rayonnant hydronique intégré à la dalle d’un bâtiment (« dalle active ») est étudié. Le rez-de-chaussée d’un bâtiment commercial typique à Montréal (Canada) est modélisé dans l’environnement de simulation TRNSYS afin d’étudier le couplage de pompes à chaleur (PAC) géothermiques à un système de chauffage hydronique intégré à une dalle sur sol sur la saison de chauffage. Différents scénarios de fonctionnement journalier de l’ÉGV sont étudiés. Les résultats montrent que le nivellement de la charge au sol sur 24 heures ne permet de réduire la longueur de l’ÉGV que de 4 %, ce qui démontre la nécessité de réduire la capacité des PAC géothermiques afin d’obtenir une réduction significative de la longueur de l’ÉGV. Une étude de trois paramètres de design de la dalle active, soit son épaisseur, la profondeur des tuyaux qui y sont intégrés et leur espacement, est montrée. L’augmentation de l’épaisseur de la dalle de 100 à 200 mm permet de compenser une réduction de la capacité des PAC géothermiques de 8,3 %. Ensuite, une augmentation de la consommation électrique des PAC suite à une augmentation de la profondeur des tuyaux est observée et est due à l’augmentation de la résistance thermique entre les tuyaux et le plancher et l’augmentation des pertes de chaleur sous la dalle sur sol. Finalement, des tuyaux plus rapprochés permettent un meilleur échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le béton de la dalle, ce qui permet un meilleur rendement des PAC. Une comparaison avec un système de chauffage équivalent muni de ventilo-convecteurs permet de montrer que la longueur requise de l’ÉGV associé à une dalle active est 25 % plus élevée. Cette différence significative s’explique par les températures de chauffage plus faibles du système à dalle active, ce qui engendre un coefficient de performance moyen plus élevé pour le système à dalle active. En contrepartie, une diminution de la consommation des PAC de 21 % est observée. Finalement, une comparaison du stockage thermique dans le béton et sous forme de réservoirs d’eau montre que le premier est avantageux pour la dalle active, mais que le second est avantageux pour le système à ventilo-convecteurs. Finalement, il est montré qu’une diminution de 8,3 % de la capacité des PAC grâce à ces stockages thermiques permet de réduire la longueur de l’ÉGV jusqu’à respectivement 10,1 % et 8,4 % pour le chauffage à ventilo-convecteurs et à dalle active.----------"ABSTRACT:" The length reduction potential of a vertical, closed loop geothermal heat exchanger linked to a thermally activated building system (TABS) that uses the thermal energy storage in the concrete floor is analysed. The ground floor of a typical commercial building in Montréal (Canada) is modeled in the TRNSYS simulation environment to study the coupling of geothermal heat pumps with a slab-on-grade TABS during the heating season. Different daily operation scenarios of the geothermal heat exchanger are studied. Results show that a 24 hour leveling of the ground thermal load during the heating season produces only a 4 % length reduction of the geothermal heat exchanger, which demonstrates the need to reduce the installed geothermal heat pump capacity to impact significantly the heat exchanger’s length. Three design parameters of the TABS are analysed: the slab thickness and the depth and spacing of its embedded piping. It is shown that increasing the slab thickness from 100 to 200 mm (4 to 8 inches) compensates an 8.3 % reduction of the installed capacity of the heat pumps. An increase of the heat pump’s energy consumption is observed with an increased depth of the slab’s embedded piping, caused by the increased thermal resistance between the piping and the floor and the increased thermal losses beneath the slab-on-grade. Finally, a tightly spaced embedded piping results in a more efficient heat transfer between the fluid and the concrete, which increases the heat pump’s coefficient of performance (COP). A comparison with an equivalent fan-coil heating system shows that the required length of the geothermal heat exchanger is 25 % greater for the TABS. This difference can be explained by the reduction of the fluid heating temperature for the TABS, which increases the heat pump’s average COP. This is also accompanied by a 21 % reduction in the energy consumption. Finally, comparing the thermal energy storage in the concrete with water tanks shows that the former is beneficial for the TABS where the latter offers better results with the fan-coil heating system. Finally, it is shown that a reduction of the heat pumps installed capacity of 8.3 % leads to a maximum reduction of the heat exchanger’s length of 10.1 % and 8.4 % for the TABS and fancoil heating systems, respectively

« Vieux manoirs, vieilles maisons » : la patrimonialisation des résidences seigneuriales sur la Côte-du-Sud

Le régime seigneurial a profondément marqué le paysage du Québec. Aboli en 1854, il a laissé des traces, à la fois culturelles, sociales et matérielles. La région de la Côte-du-Sud est particulièrement représentative de l’influence seigneuriale, puisque de nombreux seigneurs et seigneuries s’y retrouvent. La présence de nombreux manoirs seigneuriaux en ces lieux en est la preuve matérielle. Ces manoirs seigneuriaux font partie du patrimoine culturel du Québec. Par contre, tout comme les autres traces seigneuriales, ils ne sont pas tous considérés comme des objets méritant d’être conservés et d’obtenir la surveillance de l’État, même s’ils représentent des témoins importants du régime seigneurial au Québec. De fait, plusieurs conditions doivent être réunies pour qu’un bâtiment puisse faire partie de la liste des biens à protéger et à préserver. Parmi les nombreux éléments patrimoniaux, les traces du paysage, des bâtiments, des monuments commémoratifs, des témoignages, des personnages historiques et des objets du passé seigneurial suscitent un intérêt considérable tant pour la population que la communauté scientifique. En particulier, le manoir seigneurial demeure un symbole prédominant dans le paysage culturel du Québec qui permet de rappeler la matérialisation d’un pan incontournable de l’histoire du Québec. Cependant, ce ne sont pas tous les manoirs seigneuriaux qui ont été protégés par l’État, plusieurs d’entre eux ont disparu, ont subi des modifications majeures ou encore ont été complètement transformés. En effet, pour que les manoirs seigneuriaux puissent obtenir un statut particulier afin d’être préservés, ils ont dû passer par un processus de patrimonialisation complexe et variable, que cette étude vise à comprendre. Les manoirs à l’étude sont ceux de Montmagny, Cap-Saint-Ignace, Saint-Jean-Port-Joli, Saint-Roch des Aulnaies, La Pocatière et Kamouraska

Exploration des limites du tableau par le shaped canvas et l'intervention in situ à partir d'une approche matérialiste et ludique

Le tableau est un dispositif dans lequel le peintre peut nous suggérer d'entrer, tout comme il peut nous restreindre à sa surface. J'aborde le tableau comme un objet concret et matériel, duquel je m'amuse à désorganiser les étapes traditionnelles d'élaboration et les composantes de base, afin d'en révéler les dimensions matérielles, les traces de la réalisation en atelier, ainsi que la mise en espace. La fascination que j'ai pour les zones limitrophes entre la peinture et les disciplines sculpturale et architecturale, m'a amené à vouloir repousser les limites de la peinture, tout en diminuant autant que possible les possibilités d'entrées dans le tableau. Ainsi, je me suis interrogé sur ce qui se passe – ou pourrait se passer – à l'extérieur de ses limites, et à l'expansion que le tableau peut prendre dans l'espace. Concernant le processus d'élaboration du tableau, je m'intéresse particulièrement à l'action d'appliquer la couleur sur le support en tant qu'opération élémentaire en peinture. Ma méthode de travail est surtout basée sur l'action et la mise en valeur du processus, jouant entre le savoir-faire et le laisser-faire du peintre. Mes tableaux sont simples en apparence. Je les peints à peine, je les construits, surtout. Ils sont la somme d'actions concrètes que j'y ai posées, actions que j'isole afin de mettre en valeur leurs qualités processuelles et matérielles. Ce mémoire traite de la question du dépassement des limites du tableau. Il est organisé en quatre chapitres. Dans les trois premiers, je fais état de mes réflexions à propos du fonctionnement habituel et possible du tableau, des paramètres de la peinture, de ma position sur la théorie moderniste, et des stratégies matérielles, perceptuelles, processuelles et sémantiques que j'utilise afin de sonder les limites du tableau. Au cours du dernier chapitre, je traite des deux installations composées de shaped canvas et d'interventions in situ qui constitueront l'exposition qu'accompagne ce texte. Cette exposition, intitulée Puzzle, sera présentée à la Galerie Trois Points du 17 novembre au 15 décembre 2012.\ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Peinture, tableau, abstraction, matérialité, installation, processus d'élaboration, approche ludique

Une communauté éducative pour favoriser la persévérance et la réussite scolaire des élèves du secondaire. Développer le leadership des jeunes de l’école secondaire de Calixa-Lavallée

Rapport produit pour l'Incubateur universitaire Parole d’excluEs. Rapport déposé en décembre 2013Ce rapport présente les résultats d’une recherche-action dont l’objectif général était de mobiliser et de développer le potentiel de leadership chez les élèves de l’école secondaire Calixa-Lavallée, une école située dans l’arrondissement Montréal-Nord. L’objet de cette mobilisation consistait à amener les jeunes à améliorer leur milieu en identifiant, à partir de leurs expériences scolaires, les problématiques pouvant y être vécues. Trois sous-objectifs ont été ciblés. Le premier visait à renforcer le sentiment d’appartenance chez les jeunes à leur milieu et à leur communauté. Le deuxième objectif avaitpour but de motiver et d’accroître l’implication des jeunes dans leur communauté à travers leurs propres initiatives et les organismes déjà établis. Le troisième objectif consistait à offrir aux jeunes les outils et les ressources nécessaires pour réaliser une initiative, et ce, en développant le leadership, les aptitudes d'un bon communicateur, ainsi que d'autres qualités requises pour entretenir une bonne dynamique de groupe.This article presents the results of an action research whose general objective was to mobilize and develop leadership potential in students from Calixa-Lavallée High School, located in the Montréal-Nordborough of Montreal. The aim of this mobilization was to get young people to improve their communities by identifying, based on their experiences at school, the problems encountered there. Three sub-objectives were targeted. The first was to strengthen the sense of belonging among young people to their environment and their community. The second objective was to motivate and increase the involvement of young people in their community through their own initiatives and through already established organizations. And the third objective was to offer young people the tools and resources necessary to carry out an initiative, namely by developing leadership skills, good communication skills and other qualities required to maintain a good group dynamic

Triple-isotope analysis in tree-ring cellulose suggests only moderate effects of tree species mixture on the climate sensitivity of silver fir and Douglas-fir.

Disentangling the factors influencing the climate sensitivity of trees is crucial to understanding the susceptibility of forests to climate change. Reducing tree-to-tree competition and mixing tree species are two strategies often promoted to reduce the drought sensitivity of trees, but it is unclear how effective these measures are in different ecosystems. Here, we studied the growth and physiological responses to climate and severe droughts of silver fir and Douglas-fir growing in pure and mixed conditions at three sites in Switzerland. We used tree-ring width (TRW) data and carbon (δ13C), oxygen (δ18O) and hydrogen (δ2H) stable isotope ratios from tree-ring cellulose to gain novel information on water relations and the physiology of trees in response to drought and how tree species mixture and competition modulate these responses. We found significant differences in isotope ratios between trees growing in pure and mixed conditions for the two species, although these differences varied between sites, e.g. trees growing in mixed conditions had higher δ13C values and TRW than trees growing in pure conditions for two of the sites. For both species, differences between trees in pure and mixed conditions regarding their sensitivity to temperature, precipitation, climatic water balance and vapor pressure deficit (VPD) were minor. Further, trees growing in pure and mixed conditions showed similar responses of TRW and isotope ratios to the past severe droughts of 2003, 2015 and 2018. Competition had only a significantly negative effect on δ13C of silver fir, which may suggest a decrease in photosynthesis due to higher competition for light and nutrients. Our study highlights that tree species mixture may have only moderate effects on the radial growth and physiological responses of silver fir and Douglas-fir to climatic conditions and that site condition effects may dominate over mixture effects

Through-Thickness Residual Stresses, Microstructure, and Mechanical Properties of Electron Beam-Welded CA6NM Martensitic Stainless Steel after Postweld Heat Treatment

In this study, the integrity of electron beam- (EB-) welded CA6NM—a grade of 13% Cr-4% Ni martensitic stainless steel—was assessed through the entire joint thickness of 90 mm after postweld heat treatment (PWHT). The joints were characterized by examining the microstructure, residual stresses, global mechanical properties (static tensile, Charpy impact, and bend), and local properties (yield strength and strain at fracture) in the metallurgically modified regions of the EB welds. The applied PWHT tempered the "fresh" martensite present in the microstructure after welding, which reduced sufficiently the hardness (<280 HV) and residual stresses (<100 MPa) to meet the requirements for hydroelectric turbine assemblies. Also, the properties of the EB joints after PWHT passed the minimum acceptance criteria specified in ASME sections VIII and IX. Specifically, measurement of the global tensile properties indicated that the tensile strengths of the EB welds in the transverse and longitudinal directions were on the same order as that of the base metal (BM). Evaluation of the local tensile properties using a digital image correlation (DIC) methodology showed higher local yield strengths in the fusion zone (FZ) and heat-affected zone (HAZ) of 727 MPa and 740 MPa, respectively, relative to the BM value of 663 MPa. Also, the average impact energies for the FZ and HAZ were 63 J and 148 J, respectively, and attributed to the different failure mechanisms in the HAZ (dimples) versus the FZ (quasi-cleavage consisting of facets and dimples). This study shows that the application of PWHT plays an important role in improving the weld quality and performance of EB-welded CA6NM and provides the essential data for validating the design and manufacturing process for next-generation hydroelectric turbine products

Slower growth prior to the 2018 drought and a high growth sensitivity to previous year summer conditions predisposed European beech to crown dieback.

The record-breaking drought in 2018 caused premature leaf discoloration and shedding (early browning) in many beech (Fagus sylvatica L.) dominated forests in Central Europe. However, a high degree of variability in drought response among individual beech trees was observed. While some trees were severely impacted by the prolonged water deficits and high temperatures, others remained vital with no or only minor signs of crown vitality loss. Why some beech trees were more susceptible to drought-induced crown damage than others and whether growth recovery is possible are poorly understood. Here, we aimed to identify growth characteristics associated with the variability in drought response between individual beech trees based on a sample of 470 trees in northern Switzerland. By combining tree growth measurements and crown condition assessments, we also investigated the possible link between crown dieback and growth recovery after drought. Beech trees with early browning exhibited an overall lower growth vigor before the 2018 drought than co-occurring vital beech trees. This lower vigor is mainly indicated by lower overall growth rates, stronger growth declines in the past decades, and higher growth-climate sensitivity. Particularly, warm previous year summer conditions negatively affected current growth of the early-browning trees. These findings suggest that the affected trees had less access to critical resources and were physiologically limited in their growth predisposing them to early browning. Following the 2018 drought, observed growth recovery potential corresponded to the amount of crown dieback and the local climatic water balance. Overall, our findings emphasize that beech-dominated forests in Central Europe are under increasing pressure from severe droughts, ultimately reducing the competitive ability of this species, especially on lowland sites with shallow soils and low water holding capacity

Intelligence artificielle et chimie numérique : pour régler son cas à la lignine

Affiche présentée dans le cadre du Colloque de l'ARC, «Pour que la formation de la relève scientifique soit sur toutes les lèvres», dans le cadre du 87e Congrès de l'Acfas, Université du Québec en Outaouais (UQO), Gatineau, le 28 mai 2019.La lignine, un coproduit de l’industrie papetière, est le deuxième biopolymère le plus abondant sur Terre après la cellulose. Actuellement, cette lignine résiduelle est majoritairement brûlée pour produire de la chaleur. On peut donc espérer une meilleure valorisation de la lignine, mais cette amélioration passe par la connaissance de sa structure moléculaire. Comme il s’agit d’un polymère désordonné, formé d’un grand nombre d’unités fondamentales assemblées de façon combinatoire, l’intelligence artificielle (IA) aiderait à élucider le problème, et ce, à l’image de l’industrie pharmaceutique, qui a déjà recours à ces techniques pour la recherche sur de nouveaux médicaments. Pour déterminer la structure moléculaire d’une lignine à partir d’un ou de plusieurs résultats expérimentaux, il est proposé de créer numériquement une multitude de lignines potentielles et de calculer théoriquement les propriétés physiques de chacune. Cette banque de lignines alimentera ensuite un procédé d’IA qui pourra, par interpolation, produire une structure moléculaire émulant des résultats expérimentaux qu'on lui aura fournis. Déjà, de nouveaux outils ont été créés pour fabriquer des lignines numériques semblables aux lignines naturelles. L’implantation d’outils de calculs de propriétés moléculaires est en cours et le matériel permettant les calculs d’intelligence artificielle est en place. Ici comme dans bien des domaines, l'IA semble être un outil prometteur pour l’avancement des connaissances

BMP-2 functions independently of SHH signaling and triggers cell condensation and apoptosis in regenerating axolotl limbs

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Axolotls have the unique ability, among vertebrates, to perfectly regenerate complex body parts, such as limbs, after amputation. In addition, axolotls pattern developing and regenerating autopods from the anterior to posterior axis instead of posterior to anterior like all tetrapods studied to date. Sonic hedgehog is important in establishing this anterior-posterior axis of limbs in all tetrapods including axolotls. Interestingly, its expression is conserved (to the posterior side of limb buds and blastemas) in axolotl limbs as in other tetrapods. It has been suggested that <it>BMP-2 </it>may be the secondary mediator of sonic hedgehog, although there is mounting evidence to the contrary in mice. Since <it>BMP-2 </it>expression is on the anterior portion of developing and regenerating limbs prior to digit patterning, opposite to the expression of sonic hedgehog, we examined whether <it>BMP-2 </it>expression was dependent on sonic hedgehog signaling and whether it affects patterning of the autopod during regeneration.</p> <p>Results</p> <p>The expression of <it>BMP-2 </it>and <it>SOX-9 </it>in developing and regenerating axolotl limbs corresponded to the first digits forming in the anterior portion of the autopods. The inhibition of sonic hedgehog signaling with cyclopamine caused hypomorphic limbs (during development and regeneration) but did not affect the expression of <it>BMP-2 </it>and <it>SOX-9</it>. Overexpression of <it>BMP-2 </it>in regenerating limbs caused a loss of digits. Overexpression of <it>Noggin </it>(<it>BMP </it>inhibitor) in regenerating limbs also resulted in a loss of digits. Histological analysis indicated that the loss due to <it>BMP-2 </it>overexpression was the result of increased cell condensation and apoptosis while the loss caused by <it>Noggin </it>was due to a decrease in cell division.</p> <p>Conclusion</p> <p>The expression of <it>BMP-2 </it>and its target <it>SOX-9 </it>was independent of sonic hedgehog signaling in developing and regenerating limbs. Their expression correlated with chondrogenesis and the appearance of skeletal elements has described in other tetrapods. Overexpression of <it>BMP-2 </it>did not cause the formation of extra digits, which is consistent with the hypothesis that it is not the secondary signal of sonic hedgehog. However, it did cause the formation of hypomorphic limbs as a result of increased cellular condensation and apoptosis. Taken together, these results suggest that <it>BMP-2 </it>does not have a direct role in patterning regenerating limbs but may be important to trigger condensation prior to ossification and to mediate apoptosis.</p