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Organisation du métabolisme mitochondrial chez huit espèces de poissons dans un gradient thermique

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Hunter-Manseau, Florence (2019). Organisation du métabolisme mitochondrial chez huit espèces de poissons dans un gradient thermique. Mémoire. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Département de biologie, chimie et géographie, 81 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: L'objectif de ce projet est de caractériser les ajustements phénotypiques mitochondriaux associés à différents optimums thermiques chez les poissons. Pour y arriver, des cœurs de huit espèces de poissons à nageoires à rayons représentant un vaste gradient d'habitats thermiques ont été échantillonnés. Nous y avons mesuré l'activité de quatre enzymes contrôlant l'entrée des substrats dans le cycle de Krebs : la pyruvate kinase (PK), le complexe pyruvate déshydrogénase (PDHc), la carnitine palmitoyl transférase (CPT) et la ß-hydroxyacyl-CoA déshydrogénase (HOAD). Nous avons également analysé l'activité d'enzymes clés du système de transport des électrons (STE) : les complexes I, II, I + III et IV. Notre hypothèse est que, afin de compenser une possible limitation due à une faible température, l'activité des enzymes responsables de fournir les substrats au cycle de Krebs (PDHc, CPT et HOAD) est plus élevée par rapport à l'activité des enzymes du STE (complexes I, II, III et IV) chez les espèces adaptées au froid comparativement aux espèces adaptées au chaud. Afin de déterminer si tel est le cas, l'activité des enzymes contrôlant l'entrée des substrats dans la mitochondrie a été normalisée par l'activité des enzymes du STE. Nos résultats ont montré que l'activité de la CPT et de la HOAD, deux enzymes importantes dans le métabolisme des acides gras, est plus élevées chez les espèces de poissons d'eau froide que chez les poissons d'eau chaude par rapport au STE (complexes I + III), lorsque mesuré à la température optimale des espèces. Par contre, du côté du PDHc aucune tendance claire ne se dégage lorsque son activité est normalisée par les CI + CIII et la température. Ces résultats montrent qu'il y a une variabilité significative de l'organisation mitochondriale au sein des espèces pouvant être liée à leur température d'adaptation. Les espèces de poissons adaptées au froid ne semblent pas compenser pour l'activité du PDHc, mais ajustent probablement l'oxydation des acides gras à l'aide d'activités plus élevées de la CPT et de la HOAD relativement aux complexes I + III. -- Mot(s) clé(s) en français : Poisson; Température; Adaptation; Complexe pyruvate déshydrogénase; Carnitine palmitoyl transférase ; ß-Hydroxyacyl-CoA déshydrogénase; Métabolisme énergétique; Métabolisme des acides gras. -- ABSTRACT: The present study aims to characterize mitochondrial phenotype adjustments associated with different thermal optimum in ray-finned fish. To do so, hearts from eight species of fish representing a wide range of thermal habitat were sampled. Enzymatic assays were conducted on four enzymes that control substrate entrance into the tricarboxylic acid cycle (TCA): pyruvate kinase (PK), pyruvate dehydrogenase complex (PDHc), carnitine palmitoyl transferase (CPT) and ß-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase (HOAD). We also analyzed enzymes of the electron transport system (ETS): complexes I, II, I + III and IV. Our hypothesis is that in order to overcome a possible limitation due to low temperature, the activity of enzymes responsible for providing substrates to the TCA cycle (PDHc, CPT and HOAD), have been increased relatively to those of ETS enzymes (complexes I, II, III and IV), in cold-living species compared to temperate or warm adapted species. To verify this, the activity of substrate entrance enzymes was normalized to the activity of ETS enzymes. Our results showed that the activity of CPT and HOAD, two important components of the fatty acid pathway, were higher in the cold-water fish than in the warmer-adapted fish relative to the ETS (complexes I and III) when measured at the species optimal temperatures. However, PDHc did not show a similar trend with respect to CI + CIII and temperature. Our findings reveal a significant variability of heart mitochondrial organization among species that can be linked to temperature adaptation. Cold-adapted fish do not appear to compensate for PDHc activity but likely adjust fatty acid oxidation through higher activities of CPT and HOAD relative to complexes I + III. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Fish; Temperature; Adaptation; Pyruvate dehydrogenase complex; Carnitine palmitoyl transferase; ß-Hydroxyacyl-CoA dehydrogenase; Energy metabolism; Fatty acid metabolism.

Type de document : Thèse ou Mémoire (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse : Blier, Pierre
Information complémentaire : Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en gestion de la faune et de ses habitats (profil recherche) en vue de l'obtention du grade maître ès sciences.
Mots-clés : Poissons Adaptation (Biologie) Effets de la température Phénotypes Mitochondries
Départements et unités départementales : Département de biologie, chimie et géographie > Biologie
Déposé par : DIUQAR UQAR
Date de dépôt : 18 août 2021 14:56
Dernière modification : 18 août 2021 14:59
URI : http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1859

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