Les protéines membranaires interviennent dans de nombreux mécanismes cellulaires. Cependant, peu de techniques sont adaptées à l'étude des interactions entre ces protéines. Nous sommes parvenus à les caractériser dans un milieu de membranes modèles dont l'épaisseur et la séparation entre bicouches sont ajustables. L'étude de la diffusion d'objets membranaires a permis de remettre en question l'utilisation du modèle de Saffman-Delbrück. Ces résultats montrent la sensibilité de la mobilité par rapport à l'état de liaison d'une protéine. Grâce à des mesures de recouvrement de fluorescence, nous avons caractérisé des interactions entre protéines membranaires en étudiant deux exemples : l'interaction connue entre streptavidine et biotine et celle entre des protéines constituant une pompe à efflux chez la bactérie P. aeruginosa. Cette thèse s'articule autour des différentes questions soulevées par une interaction : la géométrie du complexe, sa stoechiométrie selon différentes conditions de pH mais aussi la mesure des constantes dynamiques de l'accrochage comme les taux d'association ou de dissociation ainsi que des constantes d'affinité. Ces mesures ont été effectuées entre des protéines diffusant sur une surface dans des conditions proches de leur environnement biologique.

La F1-ATPase des mitochondries de coeur de boeuf est inactivée par les dérivés 2',3'-dialdéhydiques de l'ATP, ADP et AMP (dialATP, dialADP, dialAMP). L'analyse de la cinétique d'inactivation enzymatique montre qu'en l'absence de Mg2+, l'inactivation résulte de la fixation d'une mole d'analogue de nucléotide par unité active de F1-ATPase. L'analogue le plus efficace est le dialADP, suivi par le dialAMP et le dialATP. L'utilisation de nucléotides radioactif montre que l'inactivation complète nécessite la fixation d'environ 11 moles de dialADP par mole de F1. Après correction pour le marquage non-sélectif, le le nombre de dialADP fixés spécifiquement est de 3 par F1. Par électrophorèse sur gel de polyacrylamide en présence de dodécylsulfate de sodium (SDS), le dialADP se fixe de manière covalente principalement sur les sous-unités alpha et beta.

Les plates-formes multi-coeurs avec un accès mémoire non uniforme (NUMA) sont devenu des ressources usuelles de calcul haute performance. Dans ces plates-formes, la mémoire partagée est constituée de plusieurs bancs de mémoires physiques organisés hiérarchiquement. Cette hiérarchie est également constituée de plusieurs niveaux de mémoires caches et peut être assez complexe. En raison de cette complexité, les coûts d'accès mémoire peuvent varier en fonction de la distance entre le processeur et le banc mémoire accédé. Aussi, le nombre de coeurs est très élevé dans telles machines entraînant des accès mémoire concurrents. Ces accès concurrents conduisent à des ponts chauds sur des bancs mémoire, générant des problèmes d'équilibrage de charge, de contention mémoire et d'accès distants. Par conséquent, le principal défi sur les plates-formes NUMA est de réduire la latence des accès mémoire et de maximiser la bande passante. Dans ce contexte, l'objectif principal de cette thèse est d'assurer une portabilité des performances évolutives sur des machines NUMA multi-coeurs en contrôlant l'affinité mémoire. Le premier aspect consiste à étudier les caractéristiques des plates-formes NUMA que sont à considérer pour contrôler efficacement les affinités mémoire, et de proposer des mécanismes pour tirer partie de telles affinités. Nous basons notre étude sur des benchmarks et des applications de calcul scientifique ayant des accès mémoire réguliers et irréguliers. L'étude de l'affinité mémoire nous a conduit à proposer un environnement pour gérer le placement des données pour les différents processus des applications. Cet environnement s'appuie sur des informations de compilation et sur l'architecture matérielle pour fournir des mécanismes à grains fins pour contrôler le placement. Ensuite, nous cherchons à fournir des solutions de portabilité des performances. Nous entendons par portabilité des performances la capacité de l'environnement à apporter des améliorations similaires sur des plates-formes NUMA différentes. Pour ce faire, nous proposons des mécanismes qui sont indépendants de l'architecture machine et du compilateur. La portabilité de l'environnement est évaluée sur différentes plates-formes à partir de plusieurs benchmarks et des applications numériques réelles. Enfin, nous concevons des mécanismes d'affinité mémoire qui peuvent être facilement adaptés et utilisés dans différents systèmes parallèles. Notre approche prend en compte les différentes structures de données utilisées dans les différentes applications afin de proposer des solutions qui peuvent être utilisées dans différents contextes. Toutes les propositions développées dans ce travail de recherche sont mises en œuvre dans une framework nommée Minas (Memory Affinity Management Software). Nous avons évalué l'adaptabilité de ces mécanismes suivant trois modèles de programmation parallèle à savoir OpenMP, Charm++ et mémoire transactionnelle. En outre, nous avons évalué ses performances en utilisant plusieurs benchmarks et deux applications réelles de géophysique.

Cette thèse analyse les articulations architectoniques du système de l'expérience à partir des concepts de croissance et d'affinité présentés dans l'Architectonique de la Critique de la raison pure. L'affinité définit la communauté du dissemblable et l'action réciproque qui structurent les différents éléments de la connaissance (espace, temps, catégories, idées). Les schèmes transcendantaux de l'Analytique des principes s'articulent au profit de l'unité systématique de l'expérience sans laquelle la connaissance ne serait qu'un agrégat et non un tout rationnellement unifié. La recherche des affinités entre schèmes transcendantaux s'établit sur le terrain de la physiologie rationnelle qui implique la donation matérielle du phénomène à travers la sensation et le mouvement. Cette physiologie vise l'articulation de l'empirique et de l'a priori transcendantal et se développe à travers une étape de spatialisation du schématisme transcendantal dans les Premiers principes métaphysiques de la science de la nature (1786) avant de connaître un déploiement cosmologique dans l'Opus postumum (1796-1802) à travers la preuve de l'éther. La réflexion réfléchissante de la Critique de la faculté de juger est l'instrument qui permet d'opérer la subsomption catégoriale des prédicables physiologiques (sensation, mouvement, forces, toucher, direction, relativité, etc.) qu'il faut organiser de façon systématique. Le fil conducteur de la Naturphilosophie kantienne peut ainsi être dégagé. L'évolution de la théorie critique de l'expérience épouse un devenir cosmologique où les conditions a priori de la connaissance sont traduites dans la forme de l'espace et deviennent ainsi à la fois régulatrices et constitutives. Ce qui est visé, c'est une figure de l'affinité transcendantale entre le sujet et le monde, une mimésis originaire qui pousse la raison à s'incarner dans l'univers. / This thesis analyzes the architectonical structure of the system of experience from the concepts of growth and affinity presented in the Architectonic of the Critique of Pure Reason. Affinity defines the community of the dissimilar and the reciprocal action that link the different elements of knowledge (space, time, categories, ideas). The transcendental schemas of the Analytic of Principles are articulated in favor of the systematic unity of experience without which knowledge would be only an aggregate but not a unified whole. The research of affinities between transcendental schemas is established in the field of the rational physiology, which involves the knowing a cosmological turn in the Opus postumum (1796-1802), through the proof of the ether. The reflection of the Critic of the Power of judgment is the instrument thanks to which we can realize the transcendental subsumption of the predicables (sensation, movement, forces, direction, relativity, etc.) in a systematical way. The thread of the kantian Naturphilosophie can thus be revealed. The evolution of the critical theory of experience follows a cosmological evolution in which the a priori conditions of knowledge are translated into the form of space and thus become both regulative and constitutive. It shows a figure of the transcendental affinity between the subject and the world, an original mimesis that compels the reason to be embodied in the universe.

Cette thèse a pour objectif le développement d'une technologie de tri cellulaire reposant sur le principe de la chromatographie d'affinité, pour des applications médicales. Pour cela les mécanismes gouvernant la capture spécifique des cellules dans une colonne chromatographique ont été étudiés. Dans un premier temps une étude sur un système modèle met en évidence le rôle prépondérant de l'étape de transport permettant la rencontre entre les cellules et la surface de capture. Le transport est principalement assuré par la sédimentation des cellules. Cela implique que la vitesse d'écoulement dans la colonne est un paramètre déterminant pour optimiser cette étape de rencontre. La capture de cellules est ensuite étudiée dans son ensemble : la rencontre et la formation du lien spécifique. Selon la vitesse d'écoulement deux régimes se distinguent. Pour des vitesses inférieures à 10-3 m.s-1 la cinétique de capture est gouvernée par la cinétique de rencontre. Pour des vitesses plus élevées toutes les rencontres n'aboutissent pas à une capture spécifique. La cinétique de capture est alors limitée par le transport et par la formation du lien. Cette étude expérimentale permet de dimensionner la technique de tri par chromatographie selon les besoins de l'application considérée. En particulier le tri à grande échelle (jusqu'à 1012 cellules) par chromatographie d'affinité est envisageable en ce qui concerne la durée de séparation et les dimensions de la colonne. / Development of cell sorting system based on affinity chromatography for medical application is the goal of this thesis. We study mechanisms responsible for specific cell capture in chromatographic column. First an experimental study on system model emphasize the importance of the transport step, which allows the encounter between cells and surface of capture. Cell sedimentation in the main way of transport. That means flow velocity is a key parameter to optimize this transport step. Then the whole cell capture is studied : encounter and specific link formation. Depending on the flow velocity, there are two regimens. Until a velocity of 10-3 m.s-1, kinetics of capture is governed by encounter kinetics. For higher velocity, only fraction of encounters leads to cell capture. The capture kinetics depends not only on transport, but also on kinetics of formation of specific link. This experimental study allows us to design cell affinity chromatography depending on the need of each application. Especially, cell sorting at industrial scale is conceivable concerning the separation duration and column dimensions.

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

Le cœur du travail de notre groupe est l'étude de la réaction de photodétachement, qui consiste en l'expulsion de l'électron excédentaire d'un ion négatif lors de l'absorption d'un photon. Ce travail de thèse s'articule autour de deux projets : la microscopie de photodétachement, technique d'interférométrie électronique permettant de produire des données spectroscopiques sur les ions négatifs ; et le projet SIPHORE qui envisage la neutralisation d'un jet rapide d'ions négatifs à partir de la réaction de photodétachement, dans le but de servir la maîtrise de la fusion thermonucléaire contrôlée. Les évolutions de ces deux projets se recoupent dans la nécessité d'augmenter le nombre d'événements de photodétachement produits en un temps donné. Ce travail a permis d'étudier et de mettre en place différentes techniques expérimentales pour réaliser l'amplification de la réaction de photodétachement. Notre montage nous permet de produire cette réaction dans une zone d'interaction formée par l'intersection d'un jet d'ions et d'un faisceau laser. Nous envisageons d'une part la modification de la section efficace de photodétachement lorsque la réaction est produite en présence d'un champ magnétique, d'autre part l'amplification du flux de photons dans la zone d'interaction par stockage de lumière en cavité optique. Les avancées réalisées ouvrent de nouvelles perspectives sur les études fondamentales et les applications techniques liées aux ions négatifs. / The core of the work of our group is the photodetachment reaction, which consists in the expulsion of the extra electron of a negative ion by the absorption of a photon. This thesis work is organised around two projects: the photodetachment microscopy, an electron interferometric technique which produces spectroscopic data on negative ions; and the SIPHORE project which considers the neutralization of a fast negative ions beam by the help of the photodetachment process, for the purpose of controlled thermonuclear fusion. The evolutions of these two projects are overlapping in the need of increasing the number of photodetachment events produced per unit of time. This work has led to the study and the implementation of several experimental techniques to realise the amplification of the photodetachment reaction. Our setup permits to produce this reaction in an interaction area formed by the intersection of a negative ions beam with a laser beam. On the one hand we investigate the modification of the photodetachment cross section when the reaction is produced under a magnetic field. On the other hand we consider the amplification of the photon flux inside the interaction region using light storage with optical cavities. The results obtained pave the way towards new prospects for the fundamental studies and the technical applications affiliated with negative ions.

Le virus de l’hépatite A et les norovirus humains sont les principaux agents viraux causant des maladies d’origine alimentaire mondialement. Contrairement aux bactéries, une contamination des aliments par ces virus n’est pas facilement détectable et ceux-ci y sont présents en très faible quantité. Malheureusement, une faible concentration de ces virus sur les aliments suffit à provoquer une infection. Afin d’effectuer une détection sensible et éviter des éclosions, il est primordial d’effectuer une concentration de ces virus. L’objectif de ce projet était donc de développer deux méthodes de concentration, l’une possédant une affinité spécifique basée sur les anticorps spécifiques et l’autre possédant une affinité à large spectre utilisant l’apolipoprotéine H. La méthode basée sur les anticorps a été élaborer à partir d’autres méthodes similaires présenté dans la littérature. La méthode basée sur l’apolipoprotéine H, pour sa part, est méthode élaborer et optimiser durant ce projet de recherche. La caractérisation de l’affinité de l’apolipoprotéine H et son utilisation dans une méthode de concentration virale étant très peu détaillé par la communauté scientifique. Étant donné que les résultats obtenus pour la méthode de concentration basée sur les anticorps spécifiques étaient insatisfaisants. En effet, la sensibilité de la méthode ainsi que ça répétabilité était faible. Les efforts ont été dirigés vers la méthode de concentration basée sur l’apolipoprotéine H qui présentait des résultats prometteurs. À ce jour, aucune étude n’a démontré une affinité entre le virus de l’hépatite A et l’apolipoprotéine H et l’applicabilité de cette méthode à concentrer ces virus dans les aliments. Dans ce projet de recherche, la méthode basée sur l’apolipoprotéine H a été testée sur des fraises et des framboises fraîches et congelées contaminés expérimentalement par le virus de l’hépatite A et le norovirus humain GII.4 et comparée à la méthode référence ISO 15216 : 1. / Hepatitis A virus and human noroviruses are the major viral agents causing foodborne illness worldwide. Unlike bacteria, food contamination by these viruses is not easily detectable and they are present in very small quantities. Unfortunately, a low concentration of these viruses on food is enough to cause infection. In order to carry out a sensitive detection and avoid outbreaks, it is essential to carry out a concentration of these viruses. The objective of this project was therefore to develop two concentration methods, one with specific affinity based on specific antibodies and the other with broad-spectrum affinity using apolipoprotein H.The antibody-based method has been developed from other similar methods presented in the literature. The method based on apolipoprotein H, for that part, is a method developed and optimized during this research project. The characterization of the affinity of apolipoproteinH and its use in a method of viral concentration being very little detailed by the scientific community. Since the results obtained for the concentration method based on specific antibodies were unsatisfactory. Indeed, the sensitivity of the method as well as its repeatability was low. Efforts were directed towards the concentration method based on apolipoprotein H which showed promising results. To date, no study has demonstrated an affinity between the hepatitis A virus and apolipoprotein H and the applicability of this method to concentrate these viruses in food. In this research project, the method based on apolipoprotein H wastested on fresh and frozen strawberries and raspberries experimentally contaminated with the hepatitis A virus and the human norovirus GII.4 and compared with the ISO reference method. 15216: 1.

Le virus de l'hépatite A et les norovirus humains sont les principaux agents viraux causant des maladies d'origine alimentaire mondialement. Contrairement aux bactéries, une contamination des aliments par ces virus n'est pas facilement détectable et ceux-ci y sont présents en très faible quantité. Malheureusement, une faible concentration de ces virus sur les aliments suffit à provoquer une infection. Afin d'effectuer une détection sensible et éviter des éclosions, il est primordial d'effectuer une concentration de ces virus. L'objectif de ce projet était donc de développer deux méthodes de concentration, l'une possédant une affinité spécifique basée sur les anticorps spécifiques et l'autre possédant une affinité à large spectre utilisant l'apolipoprotéine H. La méthode basée sur les anticorps a été élaborer à partir d'autres méthodes similaires présenté dans la littérature. La méthode basée sur l'apolipoprotéine H, pour sa part, est méthode élaborer et optimiser durant ce projet de recherche. La caractérisation de l'affinité de l'apolipoprotéine H et son utilisation dans une méthode de concentration virale étant très peu détaillé par la communauté scientifique. Étant donné que les résultats obtenus pour la méthode de concentration basée sur les anticorps spécifiques étaient insatisfaisants. En effet, la sensibilité de la méthode ainsi que ça répétabilité était faible. Les efforts ont été dirigés vers la méthode de concentration basée sur l'apolipoprotéine H qui présentait des résultats prometteurs. À ce jour, aucune étude n'a démontré une affinité entre le virus de l'hépatite A et l'apolipoprotéine H et l'applicabilité de cette méthode à concentrer ces virus dans les aliments. Dans ce projet de recherche, la méthode basée sur l'apolipoprotéine H a été testée sur des fraises et des framboises fraîches et congelées contaminés expérimentalement par le virus de l'hépatite A et le norovirus humain GII.4 et comparée à la méthode référence ISO 15216 : 1. / Hepatitis A virus and human noroviruses are the major viral agents causing foodborne illness worldwide. Unlike bacteria, food contamination by these viruses is not easily detectable and they are present in very small quantities. Unfortunately, a low concentration of these viruses on food is enough to cause infection. In order to carry out a sensitive detection and avoid outbreaks, it is essential to carry out a concentration of these viruses. The objective of this project was therefore to develop two concentration methods, one with specific affinity based on specific antibodies and the other with broad-spectrum affinity using apolipoprotein H. The antibody-based method has been developed from other similar methods presented in the literature. The method based on apolipoprotein H, for that part, is a method developed and optimized during this research project. The characterization of the affinity of apolipoprotein H and its use in a method of viral concentration being very little detailed by the scientific community. Since the results obtained for the concentration method based on specific antibodies were unsatisfactory. Indeed, the sensitivity of the method as well as its repeatability was low. Efforts were directed towards the concentration method based on apolipoprotein H which showed promising results. To date, no study has demonstrated an affinity between the hepatitis A virus and apolipoprotein H and the applicability of this method to concentrate these viruses in food. In this research project, the method based on apolipoprotein H was tested on fresh and frozen strawberries and raspberries experimentally contaminated with the hepatitis A virus and the human norovirus GII.4 and compared with the ISO reference method. 15216: 1.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.