Thèses sur le sujet « Glycine (acide aminé) – Récepteurs »

Les récepteurs de la glycine (RGly) et les récepteurs GABA A (RGABA A)sont co-localisés sur la membrane des neurones dans de nombreux systèmes. D'autre part, le GABA et la glycine peuvent être co-libérés par les mêmes vésicules présynaptiques. Par une approche en immunohistochimie quantitative, nous avons analysé la distribution et l'organisation des RGABA A et des RGly sur les motoneurones abducens. Par une approche en électrophysiologie in vitro, nous avons déterminé le rôle de l'inhibition mixte GABA-glycine sur le fonctionnement des motoneurones abducens. Chez le rat adulte, les Rgly et les RGABA A sont présents en proportion variable sur les motoneurones abducens. La proportion de RGly est supérieure à celle des RGABA A. La moitié des RGABA A sont colocalisés avec des RGly. La majorité des RGly détectés ne sont pas localisés au niveau de synapses inhibitrices immunoréactives pour le VIAAT. Inversement, la majorité des RGABA A sont localisés en face de ce type de terminaisons. Chez le jeune rat (P3-P13), le GABA et la glycine sont co-libérés à partir de ~30% des vésicules présynaptiques inhibitrices, notamment dans la voie vestibulo-oculaire, et cette co-libération persiste au moins jusqu'à P13. .
It is well established that GABAergic, glycinergic or dual GABA-glycine inhibition occurs in many areas. Particularly, co-localisation and co-release of GABA and glycine from the same presynaptic vesicles has been demonstrated. Moreover, glycine and GABA A receptors (GlyR and GABA A R respectively) are co-located on the membrane of many neuronal cell types. In the present study, we analysed through an immunohistochemical quantitative method, the distribution and organisation of both GABA A R and GlyR on the membrane of abducens motoneurones. Using an in vitro electrophysiological approach, we also determined the role of dual GABA-glycine inhibition on the motoneurone function. In adult rats, GABA A R and GlyR were found in various proportions on abducens motoneurones. GlyR were more numerous than GABA A R. Half the GABA A R were co-localised with GlyR. Most of detected GlyR were not facing VIAAT-immunoreactive terminals. Conversely, the majority of GABA A R were localised in front of such terminals

L'allodynie mécanique dynamique, qui se définit comme une douleur provoquée par une stimulation mécanique légère et en mouvement, est un symptôme difficile à traiter, présent en particulier dans les douleurs neuropathiques. Dan ce travail, les mécanismes segmentaires de l'allodynie mécanique dynamique trigéminale ont été explorés à travers l'étude du rôle des récepteurs inhibiteurs de la glycine. Nos résultats mettent en évidence que lors de la perte de l'inhibition glycinergique segmentaire secondaire à l'injection intracisternale de strychnine, les fibres du tact deviennent capables d'activer les neurones nociceptifs spécifiques des couches superficielles des cornes dorsales, et ceci via la mise en jeu d'un réseau neuronal local excitateur, qui dépend de l'activation des récepteurs du glutamate de type NMDA. De plus, l'inhibition pharmacologique sélective de la PKCv prévient le développement de l'allodynie après strychnine. Ceci suggère une nouvelle possibilité thérapeutique. La caractérisation du modèle a montré que la strychnine appliquée à l'étage segmentaire provoquait une allodynie mécanique dynamique sélective et résistante à la morphine et que l'activation des neurones nociceptifs des couches superficielles qui en résulte ne passe pas par la mise en jeu des récepteurs NK1. Enfin, une importante activation astrocytaire favorise l'hyperexcitabilité des neurones des cornes dorsales en libérant un gliotransmetteur, la D-sérine, qui est un co-agoniste des récepteurs NMDA. L'ensemble de ces données éclairent d'un jour nouveau la physiopathologie de l'allodynie mécanique dynamique et suggèrent une possibilité inédite de la traiter
The mechanisms by which simply brushing the skin can evoke pain in pathological conditions still remain unknown. Here, we investigated the mechanisms by which removal of segmental glycine inhibition results in dynamic mechanical allodynia, using behavioral, anatomical and in vivo electrophysiological and pharmacological approaches. We provided a possible mechanism for dynamic mechanical allodynia by showing that a simple switch in trigeminal glycine synaptic inhibition can turn touch into pain by unmasking innocuous input to dorsal horn nociceptive specific neurons through a local excitatory, NMDA-dependent neural circuit involving neurons expressing the gamma isoform of protein kinase C (PKCγ). The process was prevented by pharmacological inhibition of PKCγ, which thus might provide a new treatment of allodynia. We further showed that glycine disinhibition with strychnine selectively induced a morphine resistant, dynamic, but not static, mechanical allodynia which, although relying on the recruitment of superficial lamina nociceptive-specific neurons, did not operate through substance P-receptor activation. We finally found that D-serine, a gliotransmitter that is a co-agonist of NMDA glutamate receptor play a pivotal role in the mechanisms of dynamic mechanical allodynia. In summary, our findings provide a new basic understanding of dynamic mechanical allodynia. They also suggest a new opportunity for a more successful management of this disabling pain symptom

Au niveau de la synapse, la liaison des neurotransmetteurs aux récepteurs membranaires induit l’ouverture de canaux ioniques. Le Récepteur de la Glycine (RGly) est un récepteur ionotrope impliqué dans des troubles neuronaux tels que l’addiction, la douleur chronique, ou l’hyperekplexie ; pour cette raison il est important de développer des nouveaux traitements ciblant ce récepteur. Nous avons utilisé des simulations de Dynamiques Moléculaire (DM) et d’électrophysiologie numérique afin d’évaluer la fonction des structures du RGly disponibles et montré qu’aucune d’entre elles ne satisfait les propriétés fonctionnelles de l’état ouvert. Grâce aux simulations de DM, nous avons caractérisé une nouvelle conformation du RGly, qui est compatible avec cet état. Nous avons souligné le rôle majeur des portails latéraux pour la perméation des ions. Nous avons proposé un protocole, nommé pharmacologie dépendante de l’état, pour identifier des molécules modulatrices de protéines allostériques
Signals within neurons are mostly transmitted through chemical synapses. Signal transduction arises from the binding of neurotransmitters to membrane receptors in order to open ion channels. The Glycine Receptor (GlyR) is an ionotropic receptor which is involved in several neurological disorders such as addiction, chronic pain, or hyperekplexia. Because of its implication in human diseases, it is interesting to design novel drugs targeting this receptor. We used Molecular Dynamics (MD) simulations and computational electrophysiology to probe the function of available GlyR structures. We showed that none of the experimental structures display the physiological behavior of the conductive state. Using MD simulations, we captured a novel conformation of the GlyR compatible with a conductive state and demonstrated the importance of lateral portals for ionic permeation. Lastly, we proposed an original protocol, named state-based pharmacology, to discover modulators of allosteric proteins

Des variants pathogènes du gène GLRA2 codant pour la sous-unité α2 du récepteur glycinergique ont été récemment impliqués dans le trouble du spectre autistique (TSA) et la déficience intellectuelle. Notre groupe a précédemment montré que les souris mâles déficientes en Glra2 (Glra2–/Y) présentent un déficit de mémoire lors du test de reconnaissance d’objets (TRO) et une altération de la plasticité synaptique du cortex préfrontal (CPF), une région fortement impliquée dans le TSA. Par ailleurs, des études développementales des souris Glra2–/Y ont décrit un défaut de migration des interneurones et une perte de neurones de projection corticaux associée à une microcéphalie. Dans ce projet, nous avons recherché les altérations cellulaires et fonctionnelles qui sous-tendent les défauts comportementaux et synaptiques des souris Glra2–/Y, en se focalisant sur le CPF. Contrairement à ce qui a été rapporté précédemment, les souris Glra2–/Y ne sont pas microcéphales et ne présentent ni perte globale de neurones excitateurs ou inhibiteurs, ni perte de sous-populations d’interneurones à parvalbumine, calrétinine ou cholécystokinine dans le CPF ou le cortex somatosensoriel. Cependant, le nombre d'interneurones corticaux à somatostatine est augmenté chez les souris Glra2–/Y. Ces résultats démontrent un rôle plus subtil de Glra2 dans le développement du cortex que ce qui avait été suggéré auparavant, cohérent avec le phénotype des patients mâles porteurs de mutations dans GLRA2. Au moyen d’approches anatomiques et électrophysiologiques, nous avons également mis en évidence chez les souris Glra2–/Y des altérations caractéristiques des troubles neurodéveloppementaux, retrouvées dans d'autres modèles murins du TSA. Dans le CPF, ces souris mutantes présentent une diminution du nombre de synapses inhibitrices, une augmentation de la densité des épines et de la complexité dendritique des neurones pyramidaux, et une augmentation de l’activité synaptique excitatrice des neurones pyramidaux, sans effet sur la transmission synaptique inhibitrice. L'ensemble de ces résultats révèle l’existence d’un déséquilibre de la balance excitation/inhibition dans le cortex des souris Glra2–/Y. Afin d'identifier les régions cérébrales impliquées dans le déficit cognitif des souris Glra2–/Y, nous avons quantifié les neurones exprimant c-Fos, un marqueur d’activation neurale, après le TRO. Nous avons mis en évidence une hypoactivation sélective du CPF infralimbique rostral chez les souris Glra2–/Y après cette tache. Par colocalisation de c-Fos avec des marqueurs neuronaux, nous avons montré que cette hypoactivation était due à un déficit d’activation des neurones glutamatergiques. Pour évaluer plus finement l'activité neuronale dans le CPF des souris Glra2–/Y lors de l'apprentissage, nous avons mesuré l’activité des neurones glutamatergiques du cortex infralimbique par photométrie de fibre à l’aide d’un senseur calcique, pendant le TRO. Chez les souris sauvages, l'exposition répétée à des objets pendant la phase d'entraînement induit une réduction progressive de l'activité calcique, alors que cette atténuation est absente chez les souris Glra2–/Y, renforçant l’implication d’une altération de l'activité des neurones excitateurs dans le déficit cognitif de ces souris. En outre, malgré l'absence de déficits sociaux apparents, la réponse calcique des neurones glutamatergiques à la nouveauté sociale est atténuée chez les souris Glra2–/Y. Dans leur ensemble, ces résultats montrent que des altérations subtiles des circuits préfrontaux chez les souris Glra2–/Y engendrent une altération de la balance excitation/inhibition et un dysfonctionnement des neurones glutamatergiques dans le CPF lors du TRO, entraînant un déficit de mémoire. Ils suggèrent que la sous-unité α2 est cruciale pour le développement normal du CPF, et que des défauts des circuits préfrontaux pourraient sous-tendre le dysfonctionnement neurocognitif observé chez les patients présentant une perte de GLRA2
Pathogenic variants in the GLRA2 gene, which encodes the glycine receptor α2 subunit, have been recently implicated as a novel cause of autism spectrum disorder (ASD) and intellectual disability. Our group previously showed that Glra2-deficient male (Glra2 /Y) mice display impaired learning and memory in the novel object recognition (NOR) task and altered synaptic plasticity in the prefrontal cortex (PFC), a region consistently implicated in ASD. In addition, developmental studies in mice expressing the same Glra2 mutation reported deficits in interneuron migration and loss of cortical projection neurons associated with microcephaly. In this project, we investigated the cellular and functional alterations underlying the behavioural and synaptic defects of Glra2 /Y mice, focusing on the PFC. In contrast with previous reports, Glra2 /Y mice were not microcephalic and neuronal quantification showed no loss of either glutamatergic neurons or interneurons, including parvalbumin, calretinin and cholecystokinin interneuron subpopulations in the PFC or the somatosensory cortex. However, the number of cortical somatostatin interneurons was increased in these regions in mutant mice. These findings imply that Glra2 plays a more subtle role in neocortical development and assembly than previously suggested and are consistent with the phenotype of male patients with pathogenic GLRA2 variants, who are not microcephalic and have normal brain imaging. We also show that Glra2 /Y mice exhibit many of the hallmarks of neurodevelopmental brain dysfunction observed in other rodent models of ASD. In the adult PFC, Glra2 /Y mice show a decreased number of inhibitory synapses and increased spine density and dendritic complexity of pyramidal neurons, whilst young mice (P14-P21) have increased excitatory synaptic inputs to prefrontal pyramidal neurons, with no effect on inhibitory synaptic transmission. Taken together, these findings point to excitatory hyperconnectivity in the PFC of Glra2 /Y mice, and suggest an imbalance of excitatory and inhibitory neurotransmission in these mutant mice. To identify which brain regions are associated with the recognition memory deficit observed in Glra2 /Y mice, we quantified c-Fos expression as a marker of neuronal activation following NOR. We found that the rostral infralimbic PFC was hypoactivated in Glra2 /Y mice following this task, whilst other brain regions quantified showed similar levels of c-Fos expression compared to wild-type mice. c-Fos colocalization with neuronal markers revealed that the hypoactivation of the PFC was driven by impaired activation of glutamatergic neurons following the task. To further assess neuronal activity in the PFC in Glra2 /Y mice during cognition, we recorded calcium transients from infralimbic glutamatergic neurons using in vivo fiber photometry during NOR, and compared them with the calcium response induced by social interaction with a novel mouse. In wild-type animals, repeated exposure to objects during the training phase of the NOR task caused a progressive reduction in calcium-dependent neuronal activity during exploration. This attenuation of the calcium signals was absent from Glra2 /Y mice, further implicating an impairment of prefrontal glutamatergic activity in the NOR deficit observed in this model. In addition, despite a lack of apparent social deficits, Glra2 /Y mice exhibited an attenuated glutamatergic calcium response to novel social stimuli in the PFC. Overall, these findings show that subtle alterations in prefrontal circuit organization and physiology in Glra2 /Y mice result in altered inhibitory/excitatory balance and an aberrant response of prefrontal glutamatergic neurons during recognition memory leading to impaired task performance. These results suggest that the glycine receptor α2 subunit is crucial for normal PFC development, and that defects in prefrontal circuits may underlie the neurocognitive dysfunction observed in patients lacking GLRA2

Pour maintenir la signalisation inhibitrice, les terminaisons présynaptiques doivent être alimentées en GABA pour remplir les vésicules recyclées. Cet apport en GABA est assuré par des transporteurs de GABA/glutamate/glutamine, mais leur contribution relative et leur couplage avec le remplissage vésiculaire sont inconnus. J'ai étudié l'efficacité de ces trois transporteurs neuronaux pour l'homéostasie du GABA en enregistrant les courants synaptiques inhibiteurs (CPSIs) dans des paires de neurones hippocampiques. Dans ces conditions, j'ai observé un effondrement de la transmission qui reflète la décroissance des stocks intracellulaires de GABA. Une capture de GABA, glutamate ou glutamine suffit à restaurer l'amplitude des CPSIs à basse fréquence de stimulation, indiquant une équivalence des trois voies dans la condition statique de remplissage. En revanche, seule la capture de GABA peut maintenir un remplissage dynamique (pendant leur recyclage) des vésicules. Par ailleurs, mes résultats indiquent que la capture de glutamine est fortement potentialisée par la stimulation du neurone présynaptique, en accord avec un rôle essentiel des transporteurs de glutamine pour l'approvisionnement dynamique en GABA. Dans un deuxième projet, j'ai examiné la spécificité de VIAAT en exprimant GlyT2, le transporteur neuronal de la glycine, dans les neurones GABAergiques "pures". L'amplitude des IPSCs glycinergiques augmente après l'effondrement de la transmission GABAergique, suggérant que ce phénotype inhibiteur "pur" est spécifié. Ces résultats démontrent que les transporteurs jouent un rôle central dans la dynamique du remplissage vésiculaire en acides aminés inhibiteurs.

La synapse est une structure macromoléculaire dont les composants sont renouvelés en permanence alors que l’assemblage est quasi-stable. A l’échelle mésoscopique, les récepteurs aux neurotransmetteurs (RN) sont accumulés dans le compartiment post-synaptique (PSD). Cette accumulation résulte de la diffusion latérale des RNs dans la membrane neuronale et de leurs immobilisations transitoires dans la PSD. Les protéines d’échafaudage (PE) localisées sous la membrane post-synaptique constituent des sites de capture en interagissant avec les RNs. Mon travail de thèse s’inscrit dans le cadre d’une collaboration avec des chimistes et des physiciens afin de comprendre les paramètres impliqués dans le processus de diffusion-capture. Nous nous sommes intéressés au cas de la capture du récepteur de la glycine (RGly) par les agrégats de PEs des synapses inhibitrices, les géphyrines. Nous avons étudié l’impact de la liaison RGly-géphyrine sur le processus de diffusion-capture sous deux aspects. Le premier est lié à la nature bimodale de liaison du RGly. Le second aborde l’impact des phosphorylations de la boucle M3-M4 de la sous-unité β du RGly sur la liaison avec la géphyrine.Mon travail de thèse montre qu’il est maintenant possible, en utilisant des approches de microscopie super-résolutive, de quantifier les aspects thermodynamiques des interactions moléculaires dans les cellules vivantes
The synapse is a macromolecular structure whose components are constantly renewed while the assembly remains quasi-stable. At the mesoscopic level, neurotransmitter receptors (RNs) accumulate in the post-synaptic compartment (PSD). This accumulation is the result of the lateral diffusion of RNs in the neuronal membrane and transient immobilization within the PSD. This mechanism, called diffusion-trapping has been highlighted by single-molecule-tracking techniques. Scaffold proteins (PE) are localized under the post-synaptic membrane. These proteins form trapping-sites by interacting with RNs. Through an interdisciplinary approach in collaboration with chemists and physicists, the aim of my doctoral research was to understand the parameters that are involved in diffusion-trapping mechanisms. We especially focused on glycine receptor (RGly) trapping by PE clusters at inhibitory synapses, namely the scaffold protein gephyrin. The gephyrin- interaction motif of the GlyR is located within the cytoplasmic domain of the β-subunit of the receptor, the so-called β-loop. Two aspects of the impact of RGly-gephyrin binding on diffusion-trapping were studied. The first was to identify the source of the RGly-gephyrin bimodal binding. The second one addressed the regulation of gephyrin binding by phosphorylation of the GlyR βLoop.My research thus shows that it is now possible to quantify thermodynamic aspects of molecular interactions in living cells using high-density single-molecule-tracking

Le sujet de cette thèse est la synthèse énantiosélective d'arylglycines substituées sur le noyau aromatique. Le premier chapitre est une présentation de rappels bibliogr. Sur l'intérêt thérapeutique et l'utilisation en synthèse des molécules de phénylglycine et phénylglycinol[. . . ]. Le deuxième chapitre concerne la mise au point d'une synthèse énantiosélective d'arylglycines. En nous appuyant sur des travaux publiés dans la littérature, nous avons adapté une synthèse d'alkylaminoacides à la synthèse d'argyglycines très facilement épimérisables. L'utilisation de conditons particulières nous a permis d'accéder à ces arylglycines sous forme énantiomériquement pure. Le troisième chapitre est consacré à l'étude d'une voie de synthèse d'arylglycines parasubstituées par couplage catalysé au palladium. Cette stratégie implique l'utilisation d'un intermédiaire commun porteur d'un groupement triflate sur le noyau aromatique et nous a permis de préparer une gamme d'arylglycines para-substituées, sans pouvoir cependant contrôler la stéréosélectivité. . .

Les principales etapes de la biogenese des ribosomes se deroulent, dans les cellules eucaryotes, au sein d'une structure nucleaire dynamique, le nucleole. Les proteines nucleolaires non-ribosomiques, specifiquement localisees dans le nucleole, jouent probablement un role cle dans la transcription et la maturation des molecules d'arn ribosomique (arnr), dans l'assemblage des particules pre-ribosomiques et dans l'export des sous-unites ribosomiques nouvellement synthetisees vers le cytoplasme. Trois proteines nucleolaires, la nucleoline chez les vertebres, la fibrillarine chez les eucaryotes superieurs et inferieurs et ssb1 chez saccharomyces cerevisiae, contiennent un domaine caracteristique riche en acides amines glycine et arginine, le domaine gar (pour glycine-arginine riche). Intrigues par la presence du domaine gar dans trois proteines qui ont une localisation commune, nous avons pense qu'il pouvait exister un lien entre la presence de ce domaine et la fonction de ces proteines. Nous avons alors entrepris d'isoler les genes codant pour les proteines a domaine gar (proteines gar) chez la levure, d'etudier la localisation de ces proteines au sein de la cellule et de determiner le role de ces proteines dans la biogenese des ribosomes in vivo. Nous avons isole un gene de s. Cerevisiae codant pour une nouvelle proteine a domaine gar, la proteine gar1. La proteine gar1 est localisee dans le nucleole de levure et est essentielle a la vie cellulaire. De plus, la proteine gar1 est associee a deux petits arn nucleolaires impliques dans la maturation du pre-arnr et l'etude du phenotype d'un mutant conditionnel a revele que la proteine gar1 est requise pour les premieres etapes de maturation du pre-arnr et que son absence inhibe la production de l'arnr 18s. La caracterisation de la famille des proteines nucleolaires a domaine gar a ete egalement effectuee dans une autre espece de levure, schizosaccharomyces pombe, tres differente morphologiquement et tres eloignee phylogenetiquement de saccharomyces cerevisiae. Cette etude a permis d'isoler les genes de s. Pombe codant pour les proteines fibrillarine, gar1 et gar2/nsr1 et a revele la conservation structurale et fonctionnelle des proteines nucleolaires a domaine gar, au cours de l'evolution

Les bactéries, comme Escherichia coli, doivent continuellement faire face à des variations environnementales et leur survie dépend de leur capacité d'adaptation. Elles ont alors développé de nombreux systèmes de transduction de signaux et, entre autres, le système RcsC/B qui régule en particulier l'opéron cps, responsable de la production d'acide colanique, composant de la capsule bactérienne. Seuls des signaux liés à une modification de l'enveloppe dans des conditions de laboratoire sont connus pour déclencher RcsC/B, et en particulier une surexpression modérée de la chaperon membranaire DjlA. DjlA appartient à la famille des chaperons DnaJ, eux-mêmes membres du système DnaK-DnaJ-GrpE. Ce système chaperon est non seulement très largement répandu chez tous les types cellulaires, mais il est également impliqué dans de très nombreux processus de la vie de la cellule. DjlA en est un membre particulier à cause de son insertion dans la membrane interne qui est une caractéristique rare dans la famille DnaJ. .
Bacteria, such as Escherchia coli, must constantly deal with changes in their environment and their survival depends upon their ability to adapt. They have therefore developed numerous signal transduction systems including, amongst others, the RcsC/B system, which regulates the cps operon responsible for the production of a component of the bacterial capsule, colanic acid. Only signals which are linked to envelope modification, in laboratory conditions, are known to turn on the RcsC/B system, and notably a slight overexpression of the inner membrane chaperone DjlA. DjlA belongs to the DnaJ family of chaperones, which are themselves members of the DnaK-DnaJ-GrpE system. This chaperone system is not only found in all cell types, but is also implicated in many cellular processes. DjlA is a rather interesting member because it is inserted into the internal membrane, a rare characteristic of proteins in the DnaJ family. .

L'étude de la photochimie dans le système solaire est de toute première importance pour appréhender la chimie organique complexe au sein d'un environnement extraterrestre. Parmi ces environnements, les comètes revêtent un intérêt particulier en exobiologie puisqu'elles ont pu, ainsi que leurs grains, être des vecteurs de matière organique sur la Terre primitive et ainsi contribuer à l'émergence de la vie. Mais dans quelle mesure, la matière organique potentiellement présente au sein des grains survit-elle face aux rayonnements solaires? Ma thèse porte sur l'étude de la dégradation photochimique de trois bases azotées (adénine, guanine et uracile) et d'un acide aminé (glycine) dans les conditions du système solaire, c'est à dire soumis à des rayonnements énergétiques VUV/UV ( <300 nm). Les études conduites lors de ce travail peuvent aussi être appliquées à l'interprétation des mesures du le spectromètre de masse COSIMA présent sur l'orbiteur de la mission cométaire ROSETTA et dont l'objectif est l'analyse de la surface de grains cométaires capturés dans l'environnement de la comète 67P/Churyomov-Gerasimenko. Ce travail présente les spectres de sections efficaces d'absorption mesurés dans les domaines VUV/UV pour des films organiques purs. Ces spectres ont mené à la déduction de constantes de photolyse, ainsi qu'à l'élaboration d'un modèle simulant la cinétique de destruction globale d'un film organique optiquement épais. La confrontation entre ce modèle et les données expérimentales d'irradiation en orbite basse terrestre ainsi qu'en laboratoire a permis d'estimer les temps de vie des molécules considérées à 1 ua puis extrapolés à différentes distances héliocentriques. Les résultats obtenus ont montré que la glycine, l'adénine et la guanine, potentiellement présentes au sein des grains cométaires, seraient totalement détruites entre le moment de l'éjection des grains du noyau cométaire et l'arrivée sur Terre si elles sont en surface. En sous-surface, elles sont au contraire très stables, de part la protection efficace que leur confèrent les minéraux constitutifs du grain contre les rayonnements solaires. Dans le cadre de la mission ROSETTA, les résultats diffèrent. Au plus loin du soleil, à 3,5 ua, l'abondance des molécules ne diminuerait pas de façon significative pendant le temps de parcours des grains entre le noyau et l'orbiteur. Au périhélie, la "survie" des molécules dépendra fortement de la distance noyau-orbiteur. Les pertes significatives des 3 molécules par photochimie n'auraient lieu que si l'orbiteur se situe au moins à quelques centaines de kilomètres du noyau
The study of photochemistry in the solar system is of prime importance to assess complex organic chemistry in an extraterrestrial environment. Among those environments, comets are subject to a particular interest in the context of exobiology, along with their grains, as they could have bring organic matter on the primitive earth, and hence contribute to the emergence of life. But to what extent does the organic matter potentially with in grains survive face to solar radiation? My thesis deals with the study of photochemical degradation of three nitrogenous bases (adenine, guanine and uracil) and one amino acid ( glycine) in the conditions of the solar system, which means subject to VUV/UV energetically radiations ( <300 nm). Studies performed during this work can also be applied to the interpretation of COSIMA mass spectrometer, present on the cometary mission ROSETTA, which aims to analyze the surface of cometary grains captured in the environment of the 67P/Churyomov-Gerasimenko comet. This work present absorption cross section spectrum measured in the VUV/UV range, for pure organic films. These spectrum led to the deduction of photolysis rate constants, and to the elaboration of a model simulating the global kinetic of destruction of a optically thick organic film. The comparison between this model and experimental data of low earth orbit irradiation as well as laboratory data allowed to estimates lifetimes for the considered molecules at 1 AU, and then extrapolated at different heliocentrically distances. Results show that glycine, adenine and guanine, potentially existing inside the cometary grains, would be entirely destroyed between the ejection of the grains and the arrival on earth if they exist at the surface. Below the surface, they are at the contrary very stable, thanks the effective protection of the mineral constitutive of the grain against solar radiations. In the frame of ROSETTA mission, results differ. At the farther of the sun, at 3.5 AU, the abundance of the molecule would not significantly decrease during the time of travel of grains between the core and the orbiter. At the perihelia, the survival of molecule strongly depends of the core-orbiter distance. Significant loss of the 3 molecules by photochemistry would only occurred if the orbiter is at more than hundred of kilometers from the core

Ce travail constitue une approche neurochimique de la toxicité de l'oxygène qui se traduit, dans sa forme aiguë, par une crise convulsive de type épileptique. Par ailleurs l'oxygène hyperbare constitue un moyen thérapeutique des accidents médullaires de décompression et améliore généralement le pronostic fonctionnel. La similitude des lésions observées lors de ces accidents avec des lésions d'ischémie, suggère des mécanismes neurochimiques communs qui sont explorés dans notre travail, soit par une approche endogène, soit par une approche dynamique par microdialyse intramédullaire chez le rat. Dans l'approche endogène, l'oxygène pur administré 2 h à 350 kPa ne provoque pas de variation de matériel TBA-réactif (index de lipoperoxydation) ni d'acide urique (index du stress oxydatif) au niveau de la moelle lombaire. En approche dynamique, sous les mêmes conditions, la glycine augmente pendant le séjour hyperoxique, corrigeant ainsi une élévation de glutamate constatée pendant la phase de compression mais aussi au cours de la décompression. La crise convulsive induite par une exposition à 600 kPa d'oxygène est précédée par des libérations générales, ponctuelles et répétées de l'ensemble des acides aminés (AA). Ces variations plus limitées qu'au cours de la crise elle-même constituent des éléments prodromiques de la crise. Sur une moelle ischémiée par clampage aortique, une exposition de 2 h à 350 kPa puis de 30 min à 600 kPa d'oxygène entraîne une augmentation en plateau pendant le séjour hyperoxique de glutamate et de glycine, alors que des élévations de taurine paraissent sensibles aux transitions de pO2 et signent une activité inhibitrice de la glie. Au cours d'expositions hyperoxiques hyperbares d'oxygène sur une moelle saine, on observe une libération massive de l'ensemble des AA au moment de la décompression. Ce phénomène pourrait être lié à une levée brutale de la vasoconstriction réflexe initialement induite par la forte pO2, générant ainsi une hyperoxie relative et "paradoxale".

La maîtrise et le contrôle de la cristallisation afin d’obtenir des cristaux de taille, de forme et du polymorphisme désirés reste une exigence de l’industrie pharmaceutique. La présence d’anti-solvant dans le milieu de cristallisation modifie les grandeurs fondamentales et les mécanismes de cette opération unitaire et peut être un outil permettant son contrôle. L’éthanol est l’un des anti-solvants qu’on peut utiliser dans la cristallisation de la glycine.Ce travail porte sur la cristallisation discontinue de la glycine dans des mélanges (eau/éthanol) par un procédé de cristallisation par refroidissement direct, ou par un procédé de cristallisation semi-continue isotherme de cette molécule en réalisant la sursaturation par ajout d’éthanol. On a étudié l’effet de la quantité et du débit d’éthanol sur différentes grandeurs fondamentales et son influence sur les différents mécanismes de cristallisation de la glycine, ainsi que sur les formes polymorphiques obtenues
Crystallization is widely used in pharmaceutical industry; however it is necessary to control size, shape and crystal polymorphism. Anti-solvent presence in crystallization media is known to influence these separation process mechanisms, magnitudes and polymorphism. Consequently, anti-solvent use can be a way for crystallization control. For example ethanol can be used on glycine crystallization. In this thesis, we study the glycine crystallisation process in aqueous solutions with anti-solvent. The process takes place in a batch cooling crystallizer and in an isotherm semi batch crystallizer. We check ethanol amount and ethanol addition rate effects on different crystallization magnitudes and mechanisms; we check also the effect on polymorphism

Le récepteur à la glycine est un récepteur neuronal qui appartient à la famille des canaux ligand-dépendants «cys-loop». Avec le récepteur ionotrope GABA ils fournissent la neurotransmission inhibitrice rapide dans le SNC des vertébrés grâce à leur perméabilité sélective au Cl-. Les récepteurs à la glycine participent à différents processus physiologiques comprenant le contrôle de l'activité motrice, la respiration, la sensation de douleur inflammatoire, la perception des stimuli visuels et auditifs. Le développement de modulateurs efficaces des récepteurs à la glycine permettra un contrôle précis de leur activité, ce qui est particulièrement important dans le cas des pathologies des récepteurs à la glycine, comme l'hyperekplexie. En utilisant l'analyse électrophysiologique, la mutagenèse dirigée et l'expression de protéines spécifiques dans un système hétérologue, nous avons identifié les acides ginkgoliques et niflumiques comme nouveaux modulateurs de récepteurs de la glycine, caractérisé leur action sur différentes sous-unités du récepteur et déterminé les sites importants pour la potentialisation ou l'inhibition des récepteurs à la glycine par ces composés. Cette approche est très prometteuse et ouvre de nouvelles voies vers des futures actions thérapeutiques
Glycine receptor is a ligand-gated neuronal receptor that possesses an ion pore permeable for Cl- and represents an important component of inhibitory neurotransmission in CNS of vertebrates. Glycine receptors participate in the control of motor activity, respiration, inflammatory pain sensation, perception of visual and auditory stimuli. Development of efficient modulators of glycine receptors will allow a precise control of their activity, which is especially important in the case of glycine receptor pathologies, such as hyperekplexia. In the present work we have identified ginkgolic and niflumic acids as novel modulators of glycine receptors, characterized their action on different subunits of the receptor and determined the most probable sites of interaction of the compounds with glycine receptors

Les circuits neuronaux responsables du sommeil paradoxal (SP) et de l'atonie musculaire qui le caractéristique sont l'objet de nombreuses recherches expérimentales, notamment en raison de l'existence de plusieurs pathologies invalidantes associées. Cette thèse de Neurobiologie s'inscrit plus spécifiquement dans la description anatomique et fonctionnelle du réseau neuronal responsable de l'atonie musculaire et son potentiel dysfonctionnement dans les troubles comportementaux en SP (RBD, REM sleep Behavior Disorder). Pour ce faire, nous avons combiné plusieurs techniques faisant appel à la neuroanatomie fonctionnelle, au traçage rétrograde de voies nerveuses, à l'hybridation in situ à la polysomnographie et à l'inactivation irréversible de populations neuronales ciblées moléculairement à l'aide de virus adéno-associés contenant des short hairpin RNAs (AAV-shRNA) chez le rat libre de ses mouvements. Nous avons ainsi montré que, contrairement à l'hypothèse généralement admise, le noyau sublatérodorsal pontique (SLD) n'est pas le générateur du SP. En effet, l'inactivation neurochimique de ses neurones glutamatergiques ou sa lésion totale diminuent les quantités de SP sans le supprimer, indiquant que le SLD n'est pas suffisant pour la genèse du SP. En revanche, ces expériences démontrent son implication directe dans la mise en place de l'atonie musculaire lors du SP. En effet, la déconnexion neurochimique des neurones glutamatergiques du SLD provoque pendant le SP l'apparition intermittente de tonus musculaire accompagné de comportements moteurs anormaux. En parallèle, nos travaux de thèse ont permis d'apporter des données expérimentales nouvelles sur la localisation, au sein de la formation réticulée bulbaire ventrale et non dans la moelle épinière, des interneurones GABA/glycine responsables de l'hyperpolarisation des motoneurones somatiques pendant le SP. En effet, ces neurones réticulaires sont exclusivement recrutés pendant le SP et envoient des projections monosynaptiques inhibitrices vers les motoneurones somatiques lombaires. De plus, leur déconnexion neurochimique ciblée déclenche des comportements moteurs anormaux sous-tendus par le maintien d'un tonus musculaire irrégulier pendant le SP. L'analyse actimétrique de ces comportements moteurs oniriques induits expérimentalement montre qu'ils sont très semblables à ceux observés après l'inactivation du SLD et à ceux décrits chez les patients RBD. Les données rapportées dans cette thèse permettent de mieux comprendre les mécanismes neurobiologiques générant le SP et ceux contribuant au contrôle moteur pendant le SP. Par la même occasion, nos travaux ont permis de valider deux modèles rongeurs du RBD humain, ouvrant ainsi des perspectives expérimentales pour l'élaboration de traitements ciblés de cette pathologie affectant le SP
A growing number of studies investigate the neuronal network responsible for paradoxical (PS) (or REM) sleep genesis and muscle atonia specific of this sleep state. The aim of this thesis was to characterize at the anatomical and functional levels the populations of neurons involved in generating muscle atonia during PS and their potential failure in REM sleep Behavior Disorder (RBD). For this purpose, we combined a large panel of experimental techniques such as functional neuroanatomy, retrograde tract-tracing, in situ hybridization, polysomnography and irreversible inactivation of genetically-targeted neurons with short-hairpin RNAs introduced in viral adenovectors (AAV-shRNA) in freely moving rats. We thus demonstrated for the first time that, in contrast to the currently admitted hypothesis, the pontine sublaterodorsal nucleus (SLD) is not the PS generator, since genetic inactivation of its glutamatergic neurons or its whole lesion diminish the quantities of but do not eliminate PS. This indicates that the SLD is not sufficient for PS generation. In contrast, our experiments clearly show that the SLD is responsible for muscle atonia because the specific inactivation of its glutamatergic neurons induces an irregular muscle tone concomitant to atypical motor behaviors during PS. In addition, we achieved original data about the location within the ventral medullary reticular formation, and not at spinal levels as often believed, of the glycine/GABA interneurons managing the sustained hyperpolarization of somatic motoneurons during PS. We indeed observed that these medullary neurons are selectively recruited during PS and send monosynaptic inhibitory efferents to the lumbar somatic motoneurons. Furthermore, their genetic inactivation is followed by an increase of abnormal motor behaviors underpinned by a sustained, although irregular, muscle tone. The actimetric analysis of these oneiric experimentally induced behaviors reveals that they are very similar to those observed after SLD inactivation or those reported in RBD patients. Taken together, data harvested during this Thesis help us to better understand the complex neurobiological mechanisms generating PS or specifically contributing to the control of the motor system during PS. At the same time, we validated two rodent models closely mimicking human RBD and thus opening new research fields for the development of targeted treatments for this pathology affecting REM sleep

On montre, qu'il est possible d'alkyler avec une bonne énantiosélectivité des énolates prochiraux au moyen d'agents électrophiles à nucléofuges chiraux dérivés du d(+)-glucose. La glycine est ainsi transformée en alanine avec excès énantiomère atteignant 75%. Mise en évidence du rôle des substituants R2 et R3 de l'imine dérivée de l'aminoacide. C'est ainsi qu'en encombrant la région syn de la base de Schiff, les excès énantiomères passent de 0 à 70%. De même des modifications de la structure de l'agent d'alkylation ont permis d'attribuer des centres d'asymétrie importants dans le phénomène de l'induction

La rhizodéposition azotée (comprenant la voie de l’exsudation racinaire d’ammonium et d’acides aminés) des Fabacées permet l’enrichissement en azote du sol et des Poacées compagnes via le transfert de l’azote rhizodéposé. Les objectifs de la thèse étaient de caractériser la rhizodéposition azotée à court terme du trèfle blanc (Trifolium repens L. ) et d’évaluer son impact sur le transfert d’azote vers le ray-grass anglais (Lolium perenne L. ), et de mieux caractériser l’exsudation racinaire des acides aminés (sélectivité et mécanisme). La rhizodéposition azotée à court terme du trèfle, assimilée à l’exsudation racinaire d’azote (notamment d’ammonium), équivaut à 3 % de l’N fixé pendant trois jours ; elle a permis simultanément un transfert vers le ray-grass de 4,4 % de l’N rhizodéposé par le trèfle. L’espèce affecte le profil en acides aminés du sol, proche de celui des exsudats issus de cultures axéniques. Les profils en acides aminés de six espèces différentes sont très contrastés entre les racines et les exsudats (fortes proportions de glycine et de sérine). L’exsudation ne s’explique pas simplement par un gradient de concentration entre les racines et la rhizosphère. Une méthode de mesure dissociant l’efflux et l’influx des acides aminés a été mise au point. L’exsudation sélective de glycine et de sérine n’est pas liée à une compartimentation tissulaire mais s’explique par un déséquilibre de l’efflux et de l’influx, en faveur de l’efflux, en comparaison des autres acides aminés. Le caractère passif de l’exsudation a été remis en cause par l’utilisation d’inhibiteurs métaboliques du transport actif qui indique que l’efflux de glycine présenterait une composante active
Nitrogen (N) fixing legumes contribute to N soil enrichment through N rhizodeposition (including the ammonium and amino acid root exudation pathway), and to N increase in companion grasses through transfer of deposited N. The objectives of this thesis were to characterize short-term N rhizodeposition in white clover (Trifolium repens L. ) and to study its impact on N transfer to perennial ryegrass (Lolium perenne L. ), and to characterize root amino acid exudation (selectivity and mechanism). Short-term N rhizodeposition is close to 3 % of N fixed during the 3 days-labelling period. In our conditions, this short-term N rhizodéposition has been relied to N, and notably ammonium, exudation. Simultaneously, 4. 4 % of deposited N is transferred to ryegrass. Plant specie modifies the soil amino acid profile, which is close to the amino acid profile of exudates collected axenically. We show with six different species that amino acid exudation leads to highly contrasted amino acid profiles between roots and exudates (where high proportions of glycine and serine were observed). Amino acid exudation cannot be explained only by a concentration gradient between roots and root bathing solution. Selective exudation of glycine and serine is not due to a tissue partitioning. A method allowing dissociated and simultaneous measurement of both components of root exudation, influx and efflux, was set up. Glycine and serine exudation is explained by high efflux to influx ratios compare to other amino acids. Because of these data, we have questioned the passive aspect of root exudation. The use of inhibitors of active transport indicates that glycine efflux would be dependant on active process

Analyse des conséquences de stress hydriques d'intensité variable au niveau de la croissance longitudinale, organogénèse, croissance pondérale et de la fraction azotée (azote total, azote soluble, acides aminés + amides libres, proline et composés à groupement onium méthyle). Ensuite, le comportement de plants stressés ou cultivés en présence de glycine bétaine ou de glycine est comparé au niveau du potentiel trophique du substrat, de sa pression osmotique et d'une action anti-stress

Les travaux entrepris au cours de cette thèse ont eu pour but d'étudier la modulation de la transmission synaptique inhibitrice au niveau des réseaux moteurs spinaux, à la fois au cours du développement et après lésion de la moelle épinière. Le nouveau-né présente des activités motrices spontanées qui jouent un rôle important dans la maturation des muscles et des réseaux de neurones de la moelle épinière. Dans une première étude, nous avons identifié l'un des mécanismes impliqués dans la genèse de ces activités chez le rat nouveau-né in vitro. Nous avons démontré que l'activation des récepteurs GABAᴀ au niveau des terminales d'afférences primaires joue un rôle majeur dans le déclenchement et la propagation de ces activités spontanées. Dans une deuxième étude, nous avons testé la robustesse des dépolarisations de nature GABAergique enregistrées in vitro, c'est-à-dire leur dépendance vis-à-vis des paramètres du milieu de perfusion. Nous avons démontré que l'action dépolarisante des neurotransmetteurs GABA/glycine au niveau des motoneurones et celle du GABA au niveau des terminales d'afférences primaires ne sont pas dues à une fourniture énergétique insuffisante. La dernière étude a été consacrée à la modulation de la transmission synaptique inhibitrice après lésion de la moelle épinière. Nous avons montré que l'activation des récepteurs 5-HT2 (R5-HT2), particulièrement celle de l'isoforme 5-HT2ᴀ, renforce le poids synaptique inhibiteur via une hyperpolarisation du potentiel d'équilibre des ions chlorure (ECl) et une augmentation d'expression de KCC2 au niveau de la membrane des motoneurones
The aim of this thesis was to explore the modulation of the inhibitory synaptic transmission within the spinal motor networks, both during development and after SCI. Spontaneous movements are an ubiquitous feature of fetal and infant behavior. They provide signals that are important for the development of muscles and the assembly of neuronal networks in the spinal cord. In a first study, we characterized one of the mechanisms underlying spontaneous motor behaviors in the in vitro spinal cord preparation isolated from neonatal rats. We demonstrated that the GABA is playing a key role in promoting spontaneous activity through primary afferent depolarizations which reach firing threshold. In the second part of my thesis, we tested the robustness of the in vitro GABAergic depolarizations and their dependence on the aCSF parameters. We demonstrated that during development the depolarizing actions of GABA/glycine on motoneurons and GABA on primary afferent terminals are not due to inadequate energy supply. In the last part of my thesis, we focused on the modulation of the inhibitory synaptic transmission following SCI. We demonstrated that activation of the 5-HT2 receptors, particularly the 5-HT2ᴀ subtype, strengthens inhibitory synaptic transmission to spinal motoneurons by hyperpolarizing the reversal potential of Cl- ions (ECl) and by increasing the cell-membrane expression of KCC2. This phenomenon reduces spasticity after SCI in rats. Upregulation of KCC2 function by targeting 5-HT2ᴀ receptors therefore opens new therapeutic strategies for the treatment of spasticity following SCI

L'allodynie mécanique est un symptôme cardinal des douleurs persistantes. Elle est due à l’activation de circuits, habituellement bloqués, des couches superficielles de la corne dorsale spinale ou du sous-noyau caudal du trijumeau (Sp5C), par lesquels les afférences mécaniques à bas seuil peuvent accéder aux neurones nociceptifs de projection de la couche I. Un élément déterminant de ces circuits est une classe d’interneurones excitateurs de la couche II interne (IIi) exprimant l'isoforme gamma de la protéine kinase C (PKCγ), et recevant des afférences des mécanorecepteurs à bas seuil. La modulation de l’inhibition tonique de ces interneurones PKCγ contribue à l’apparition de l’allodynie mécanique. Cependant la morphologie, les propriétés électrophysiologiques et les caractéristiques des afférences excitatrices et inhibitrices de ces interneurones PKCγ ne sont toujours pas connues. Utilisant des techniques d’électrophysiologie (enregistrements patch-clamp) et d'immunohistochimie sur tranches de Sp5C, nous avons caractérisé les propriétés des interneurones PKCγ de la couche IIi du Sp5C chez le rat adulte et comparé ces propriétés avec celles d’interneurones voisins n’exprimant pas la PKCγ.Cette étude révèle que l’arborisation neuritique des interneurones PKCγ s’étend largement au sein de la couche IIi, et peut se prolonger du coté dorsal jusqu’à la couche II externe, sans jamais atteindre la couche I. En outre, en fonction de cette extension neuritique, au moins deux sous-populations d'interneurones PKCγ peuvent être dissociées – centrales et radiales – qui s’avèrent être aussi fonctionnellement différentes. Comparés aux autres neurones non-PKCγ de la conche IIi, les interneurones PKCγ, dans leur ensemble, présentent un seuil de déclenchement des potentiels d’action plus bas et, souvent associée, plus fréquemment une réponse tonique à un courant dépolarisant, indiquant ainsi qu’ils sont plus facilement excitables. Cependant, ils reçoivent inversement une excitation synaptique plus faible. Quant aux afférences inhibitrices, la plupart des interneurones PKCγ expriment des synapses mixtes associant récepteurs GABAAergiques (GABAAR) et récepteurs glycinergiques (GlyR). Seul un petit nombre d’entre eux exprime des synapses uniquement GABAAR ou GlyR. Pourtant, tous les interneurones PKCγ reçoivent non seulement des mIPSCs mixtes GABAAR-GlyR, mais aussi des mIPSCs uniquement GABAAR ou uniquement GlyR
Mechanical allodynia, a cardinal symptom of persistent pain, is associated with the unmasking of usually blocked local circuits within the superficial spinal or medullary dorsal horn (MDH), through which low-threshold mechanical inputs can gain access to the lamina I nociceptive output neurons. Key determinants of these circuits are lamina II (IIi) excitatory interneurons that selectively concentrate the gamma isoform of protein kinase C (PKCγ) and receive low-threshold mechanical receptor (LTMR) inputs. Tonic inhibition of PKCγ interneurons is thought to gate circuits underlying mechanical allodynia. However, the morphology, electrophysiological properties and excitatory and inhibitory synaptic inputs on these PKCγ interneurons are still unknown. Using whole-cell patch-clamp recordings and immunohistochemical techniques in slices of adult rat MDH, we characterized these lamina IIi PKCγ interneurons and compared them with neighboring non-PKCγ interneurons. Our results reveal that the neurites of PKCγ interneurons arborize extensively within lamina IIi, can spread dorsally into lamina IIo, but never reach lamina I. In addition, according to cell bodies and the orientation and extent of dendritic arbors, at least two morphologically different classes of PKCγ interneurons can be identified – central and radial – which appear to be also functionally different. Compared with neighboring lamina IIi non-PKCγ interneurons, PKCγ interneurons exhibit a lower threshold for action potentials, consistent with a more frequent tonic spike discharge to depolarizing step current, indicating that they are more excitable than other lamina IIi neurons. On the other hand, they receive a weaker excitatory synaptic drive. According to inhibitory inputs, most PKCγ interneurons display mixed-GABAA (GABAAR) and glycine (GlyR) receptor synapses with only very few of them displaying also GABAAR-alone or GlyR-alone synapses. Interestingly, all PKCγ interneurons exhibit mixed GABAAR–GlyR as well as GABAAR-only and GlyR-only mIPSCs. Altogether, this study indicates that PKCγ interneurons within lamina IIi of MDH are different from other lamina IIi neighboring neurons according to morphology, electrophysiological properties and synaptic inputs. This is consistent with their specific role in the gating of dorsally directed circuits within the MDH underlying mechanical allodynia. Moreover, we have identified two morphological and functional subclasses of PKCγ interneurons which might thus differently contribute to this gating