HORAIRE DES SEMINAIRES

HORAIRE DES SEMINAIRES
Lundi le 26 octobre 2015, pavillon Vachon - local 3820
Heure
Étudiants
Examinateurs
8h30
maîtrise
Marie-Laurence Lemay
Pr Steve Charette
Pr Michel Frenette
Pr Rong Shi
CRISPR-Cas9 pour l’édition de génome et l’étude des gènes du phage virulent p2
9h15
maîtrise
Jérémie Hamel
Pr Michel Guertin
Pr Patrick Lagüe
Pr Sylvain Moineau
Étude Structurale de Protéines du Phage p2 par Cristallographie aux Rayons X et Résonance
Magnétique Nucléaire
10h00
PAUSE
10h20
maîtrise
Marie-Ève Picard
Pr Yves Bourbonnais
Pr Michel Cusson
Pr Stéphane Gagné
Caractérisation structurale et essais d’inhibition d’une prényltransférase de
papillons
11h05
maîtrise
Vanessa Dion-Dupont
Pr Steve Charette
Pr Alexander Culley
Pr Sylvain Moineau
Exposition aux bioaérosols dans les centres de traitement des eaux usées: évaluation
du risque bactérien par l’emploi d’outils de biologie moléculaire
11h50
Dîner
13h00
maîtrise
Gabrielle Labrie
Pr Steve Charette
Pr Michel Guertin
Pre Monique Turmel
Caractérisation de la protéine ChuY de la voie d’acquisition de l’hème chez E. coli O157:H7
13h45
maîtrise
Loreleï Masselot-Joubert
Pr Yves Bourbonnais
Pre Manon Couture
Pr Claude Lemieux
Études structurale et fonctionnelle de cytochromes P450 impliqués dans la biosynthèse de la
tiacumicine B
14h30
PAUSE
14h45
maîtrise
Alix Denoncourt
Pre Louise Brisson
Pre Caroline Duchaine
Pr Michel Frenette
Caractérisation biochimique et écologique des corps multilamellaires produits chez
Dictyostelium discoideum
15h30
maîtrise
Andrei Tudor
Pre Manon Couture
Pr Stéphane Gagné
Pr Simon Hardy
Développement d’une méthode de prédiction de l’orientation et de l’insertion des
protéines membranaires et périphériques dans les membranes
16h15
Fin des séminaires

CRISPR-Cas9 pour l’édition de génome et l’étude des gènes du phage virulent p2
Par Marie-Laurence Lemay
Sous la direction du Professeur Sylvain Moineau
Les bactériophages (ou phages) sont les entités biologiques les plus abondantes sur Terre. Dans
l’industrie laitière, ils compromettent le processus de transformation du lait et occasionnent des
pertes de ressources et de qualité. Naturellement présents dans le lait et résistants à la
pasteurisation, les phages peuvent infecter et lyser les souches bactériennes soigneusement
sélectionnées. Lactococcus lactis est l’espèce bactérienne la plus utilisée pour la production de
fromages et elle est susceptible à l’infection par des phages. Parmi les nombreux phages virulents
de lactocoques, ceux appartenant au groupe sk1-like sont les plus problématiques dans l’industrie
laitière. Le phage p2 est le virus modèle de ce groupe. Étonnamment, près de la moitié des ses
gènes, soit une vingtaine, codent pour des protéines aux fonctions encore inconnues. Une des
raisons pour ce manque de connaissances était l’absence d’un outil pour la modification
génomique des phages virulents. L'étude des phages strictement virulents représente un défi de
taille puisque leur génome passe peu de temps dans la cellule bactérienne. Or, l'édition de leur
génome est restreinte à un cycle infectieux.
CRISPR-Cas est un système naturel de défense bactérien contre les infections virales. Le
mécanisme a été récemment adapté avec succès pour l'édition de génome d'une variété
d'organismes. Brièvement, il est constitué d'un ARN qui porte une séquence d'une vingtaine de
nucléotides identique à l'ADN envahisseur. Cet ARN guide forme un complexe avec la nucléase
Cas9, une protéine qui clive l'ADN. Lorsque le complexe rencontre sa séquence cible par
appariement des bases, l'ADN subit une coupure double-brin franche. La puissance de l'outil
réside dans le fait que la séquence de l'ARN peut facilement être modifiée afin de cibler n'importe
quelle séquence. La coupure double-brin ainsi générée peut ensuite être réparée par la machinerie
moléculaire de la cellule. En fournissant un gabarit de recombinaison homologue, nous pouvons
contraindre la cellule à réparer le bris de manière à remplacer le gène sauvage par une version
mutée, délétée ou marquée de celui-ci.
L’objectif principal de ce projet était de développer un outil d’édition génomique basé sur le
système CRISPR-Cas9 afin d’étudier le phage virulent p2. Le système CRISPR-Cas9 de
Streptococcus pyogenes a donc été cloné sur un plasmide et introduit dans la souche hôte L. lactis
MG1363, naturellement dépourvue de ce système. Ce plasmide a aussi été construit pour
produire un ARN ciblant un gène d’intérêt du phage p2, et ainsi conférer une résistance contre ce
phage. Sur un second plasmide, un gabarit de recombinaison portant un gène délété d'intérêt a été
cloné. La délétion a été choisie pour permettre aux phages d'échapper au système de défense
CRISPR-Cas9 puisque la recombinaison avec ce plasmide enlève la séquence cible. Les bactéries
portant les deux plasmides ont été infectées avec le phage p2. Seulement des phages ayant
recombinés se sont propagés sur cette souche. Le génome des phages mutants a été séquencé
pour confirmer la mutation attendue. Jusqu'à présent, deux gènes non-essentiels du phage p2 ont
été inactivés. Le système est maintenant fonctionnel pour passer à l'inactivation, la mutation et le
marquage de chacun des gènes/protéines d'intérêt. Cet outil nous permettra d'étudier l'impact de
ces inactivations et mutations sur la multiplication des phages et sur les bactéries infectées
incluant l'impact sur leurs protéomes et leurs réseaux d’interactions protéiques.

Étude Structurale de Protéines du Phage p2 par Cristallographie aux Rayons X et
Résonance Magnétique Nucléaire
Par Jérémie Hamel
Sous la direction Rong Shi et la co-direction de Stéphane Gagné
Dans l’industrie laitière, l’introduction de bactériophages dans du lait destiné à la manufacture de
fromage peut retarder ou arrêter le processus de fermentation lactique par les bactéries. La
bactérie Lactococcus lactis, largement utilisée comme levain de départ, est la proie de plusieurs
de ces virus, en majorité du groupe 936, de la famille des Siphoviridae. Une meilleure
compréhension du mécanisme d’infection une fois que le matériel génétique phagique est
introduit dans la cellule et des tactiques de défenses bactériennes sont nécessaires afin de mieux
combattre l’infection par les phages en industrie. Le présent projet porte sur l’étude structurale
des gènes exprimés au début et au milieu de l’infection de L. lactis par le phage p2, populaire
représentant du groupe 936. Les méthodes de cristallographie aux rayons X et résonance
magnétique nucléaire seront utilisées afin de déterminer la structure des protéines exprimées par
ces gènes, puis l’étude de leur structure permettra de donner des indices sur la nature de leur(s)
rôle(s)grâce à la reconnaissance des motifs et la recherche d'homologues structuraux dans les
bases de données.

Caractérisation structurale et essais d’inhibition d’une prényltransférase de papillons
Par Marie-Ève Picard
Sous la direction du Pr Rong Shi et la co-direction du Pr Michel Cusson
Les insectes ravageurs s’attaquant aux étendues de forêts infligent des dommages considérables.
Au Canada seulement, les pertes de revenus et les dépenses en prévention, en lutte et en
atténuation des risques associées à ces insectes sont évaluées à des centaines de millions de
dollars. La tordeuse des bourgeons de l’épinette est le ravageur forestier le plus menaçant au
Canada et le Québec est en plein cœur d’une épidémie de cet insecte nuisible. Pour agir contre la
tordeuse, un insecte de l’ordre des Lépidoptères (chenilles et papillons), la bactérie Bacillus
thuringiensis ssp. kurstaki est utilisée à titre d’agent de lutte biologique, mais la recherche se
poursuit toujours afin d’améliorer ou de mettre au point des produits de lutte antiparasitaire
respectueux de l’environnement et à impact réduit pour les espèces non ciblées. Le
développement d’insecticides dits bio-rationnels se montre ainsi être une voie intéressante pour
contrôler les insectes ravageurs forestiers. Ces insecticides s’attaquent à un insecte ou à un
groupe d’insectes en perturbant la fonction d’une molécule (p. ex. une enzyme) lui étant
spécifique.
L’inhibition des enzymes impliquées dans la voie de biosynthèse de l’hormone juvénile (JH)
entraînerait vraisemblablement des conséquences physiologiques menaçant la survie des
insectes. La voie de biosynthèse de la JH est presque uniquement retrouvée chez les insectes, ce
qui en fait une cible intéressante pour le développement d’insecticides. Les JH sont des
composés qui régulent le développement des insectes et leur reproduction. Plusieurs formes de
JH ont été identifiées. La JH III est présente chez la majorité des insectes. L’identification et la
caractérisation des JH a permis de constater l’existence de quatre formes qui sont spécifiques aux
Lépidoptères. Les structures de celles-ci révèlent la présence d’une particularité structurale
intéressante chez cet ordre d’insectes, soit la présence de branches éthyliques. Ainsi il serait
possible de cibler spécifiquement l’ordre des Lépidoptères dans le but de développer de
nouveaux pesticides bio-rationnels. Les branches éthyliques exclusives aux Lépidoptères sont
introduites dès le début de la biosynthèse de la JH, par une enzyme de la classe des
prényltransférases appelée farnésyle diphosphate synthase (FPPS).
Ce projet de recherche propose l’hypothèse selon laquelle la FPPS des Lépidoptères possède des
caractéristiques structurales uniques qui peuvent être utilisées pour développer un ou plusieurs
inhibiteurs enzymatiques spécifiques entraînant un dérèglement métabolique important, voire
fatal, pour cet ordre d’insectes. Les principaux objectifs de ce projet consistent en la
détermination de la structure, par cristallographie aux rayons-X, de FPPS de Lépidoptères en
présence et en absence d’inhibiteurs connus. La détermination de la structure de FPPS2 chez la
tordeuse permet de mieux comprendre le rôle des résidus dans le site actif et d’identifier les
particularités structurales associées aux FPPS des insectes de l’ordre des Lépidoptères. Une
approche in silico pourrait être utilisée éventuellement pour développer des inhibiteurs
spécifiques à cet ordre d’insectes, dont fait partie la tordeuse.

Exposition aux bioaérosols dans les centres de traitement des eaux usées : évaluation du
risque bactérien par l’emploi d’outils de biologie moléculaire
Par Vanessa Dion Dupont
Sous la direction du Pre Caroline Duchaine
Les centres de traitement des eaux usées (CTEUs) comportent plusieurs étapes de traitement
reconnues pour générer d’importante concentration de bioaérosols. Ces particules
biologiques, chargées de microorganismes tels des bactéries, peuvent ensuite être inhalées ou
ingérées par les travailleurs œuvrant dans ce milieu. Ces deux voies de contamination peuvent
causer des désordres respiratoires et gastroentériques connus. Pourtant, les informations quant
à la composition des bioaérosols, particulièrement pour la présence d’agents infectieux ou
sensibilisants, sont quant à elles peu nombreuses. De plus, afin de ne pas incommoder les
populations avoisinantes, bien des CTEUs opèrent à l’intérieur de bâtiments fermés
conduisant alors à une accumulation ou à une persistance des bioaérosols dans l’air si la
ventilation est inadéquate. La situation au Québec est également particulière, car les
paramètres de ventilation des bâtiments, le débit de traitement et la température de l’eau
peuvent grandement différer selon les saisons. La prévalence des symptômes respiratoires et
gastroentériques est également peu documentée. Il y a ainsi une sous-estimation du risque
d’exposition des travailleurs des CTEUs. L’absence d’études exhaustives nuit aussi à
l’établissement de valeurs limites d’exposition ou simplement, à la mise sur pied de
meilleures mesures de prévention pour la santé des travailleurs.
Cette étude a ainsi pour but de combler les lacunes relatives au risque professionnel des
travailleurs des CTEUs. Dix établissements seront recrutés et visités à deux reprises pour tenir
compte de l’effet saisonnier. Différents marqueurs de la qualité de l’air seront mesurés à
l’aide d’échantillonneurs d’air stationnaires : les bactéries totales, des bactéries pathogènes, la
biodiversité bactérienne, les endotoxines et la granulométrie des bioaérosols. Les données
d’ingénierie du bâtiment telles que la ventilation, le débit de traitement de l’eau et la
température intérieure et extérieure seront également prises en note afin de comprendre leur
impact sur la concentration des bioaérosols. Finalement, au cours de l’étude, des travailleurs
seront aussi recrutés pour porter des échantillonneurs d’air personnels afin d’évaluer leur
niveau d’exposition en conditions estivales et hivernales. Finalement, au cours de l’étude, les
travailleurs seront invités à remplir un questionnaire, de façon mensuelle, afin de répertorier
leurs symptômes respiratoires et gastroentériques. Certains d’entre eux seront également
recrutés pour porter des échantillonneurs d’air personnels afin d’évaluer leur niveau
d’exposition en conditions estivales et hivernales.
À ce jour, quatre CTEUs ont été visités. Ces derniers sont caractérisés par la présence d’une
importante concentration de bactéries dans l’air soit de 102 à 108 UFC/m3 pour les bactéries
totales et de 102 à 103 UFC/m3 pour Escherichia coli. Il est à noter que d’autres bactéries
pathogènes à l’étude ont également été détectées à des concentrations allant jusqu’à 104
UFC/m3. Les concentrations en bactéries semblent différer selon les différents sites de
traitement des eaux usées, les CTEUs et selon les saisons.