Les Flavivirus transmis par les moustiques comme le virus du Nil occidental, le virus de la dengue, le virus de la fièvre jaune, le virus de l’encéphalite japonaise et le virus Zika constituent des préoccupations croissantes de santé publique. Ils se sont répandus dans le monde au cours des dernières décennies, et les épidémies sont devenues plus fréquentes et plus sévères. Chaque année, des millions de personnes sont infectées et environ 50 000 patients décèdent d’infections à Flavivirus. Malgré les nombreux efforts de recherche, il n’y a actuellement aucun médicament antiviral spécifique disponible, et des nouvelles stratégies antivirales sont indispensables. Comprendre comment les Flavivirus fonctionnent au niveau moléculaire aidera à découvrir des nouvelles cibles pour l'intervention thérapeutique. Les Flavivirus ont un génome d'ARN simple brin de polarité positive qui code pour trois protéines structurales et huit protéines non structurales. Seules deux des huit protéines non structurales ont des activités enzymatiques. NS3 possède un domaine protéase et un domaine hélicase, et NS5 a un domaine méthyl- et guanylyltransférase et un domaine ARN polymérase ARN-dépendante. Ensemble, ils répliquent le génome viral. Ici, nous caractérisons l'interaction entre NS3 et NS5 dans le complexe de réplication du virus du Nil occidental pendant la synthèse d’ARN de polarité positive. Un modèle d'interaction comprenant NS3, NS5 et l’ARN viral a été développé basé sur des structures cristallines connues ainsi que des activités enzymatiques des deux protéines individuelles, et ce modèle a été soumis à des simulations de dynamique moléculaire. Les interactions potentielles entre les protéines NS3 et NS5 ont été identifiées. Les résidus impliqués dans ces interactions ont été mutés dans un réplicon du virus du Nil occidental et les effets de ces mutations sur la réplication virale ont été évalués. Une région particulière à la surface de la protéine NS3 a été identifiée comme étant cruciale pour la réplication virale, très probablement parce qu'elle interagit avec NS5. Cette région pourrait être une cible attrayante pour la recherche de composés qui pourraient interférer avec l'interaction entre NS3 et NS5 et donc posséder un potentiel antiviral intéressant. / Abstract : Mosquito-borne Flaviviruses like West Nile virus, Dengue virus, Yellow Fever virus, Japanese encephalitis virus, and Zika virus are increasing public health concerns. They have spread globally during the past decades, and outbreaks have recently become more frequent and more severe. Every year, millions of people are infected, and approximately 50,000 patients die from Flavivirus infections. Despite extensive research efforts, there are currently no specific antiviral drugs available, and new antiviral strategies are greatly needed. Understanding how Flaviviruses work on a molecular level will help in uncovering new points for therapeutic intervention. Flaviviruses have a single-stranded RNA genome of positive polarity that encodes three structural and eight non-structural proteins. Only two of the eight non-structural proteins have enzymatic activities. NS3 has an N-terminal protease domain and a C-terminal helicase domain, and NS5 has an N-terminal capping enzyme domain and a C-terminal RNA-dependent RNA polymerase domain. Together, they replicate the viral genome. Here we characterize the NS3:NS5 interaction within the West Nile virus RNA replicase complex during positive strand synthesis. An interaction model including NS3, NS5 and viral RNA was developed based on the known crystal structures as well as enzymatic activities of the two individual proteins, and this model was subjected to molecular dynamics simulations. Potential interactions between the NS3 and NS5 proteins were identified. Residues involved in these interactions were mutated in a West Nile virus replicon, and the effects of these mutations on viral replication were evaluated. One particular region on the surface of the NS3 protein was identified to be crucial for viral replication, most likely because it mediates the interaction with NS5. This region might be an attractive target for the search of compounds that could interfere with the NS3:NS5 interaction and therefore possess an interesting antiviral potential.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Cette étude du matériel céramique provenant de la région située entre les 2e et 3e cataractes du Nil est anthropologique. Elle consiste dans un premier temps à établir un outil de classification permettant le diagnostic des sites dans lesquels la poterie a été mise au jour. Ce travail préliminaire conduit ensuite à aborder le corpus selon trois axes. Le premier est chronologique et aboutit à la construction de la séquence de l'occupation de Haute Nubie, et ce en trois étapes, céramique, culturelle et périodique. Le deuxième axe est territorial et remplit deux objectifs : d'abord déterminer les frontières des faciès et des cultures de la vallée du Nil moyen ; ensuite appréhender les dynamiques à l'échelle de l'Afrique du nord-est – qu'il s'agisse de diffusions d'objets et d'idées, de migrations de populations ou d'échanges marchands. La dernière partie est consacrée à l'approfondissement de quelques faits sociaux : d'abord l'imbrication du stockage, de la sédentarité et de la hiérarchie, ensuite le dépôt de mobilier dans les tombes, et enfin deux systèmes de croyances, en lien avec le monde animal et l'univers minéral. / This study of the pottery which was discovered in the region situated between the 2nd and the 3rd cataracts of the Nile is an anthropological study. First, it consists in building a classification tool which would help to diagnose the sites where the pottery was unearthed. This preliminary work leads to approach the corpus in three ways. First, the sequence of the occupation of Upper Nubia is built, in three stages: ceramics, cultures and periods. The second area of research is territorial and has two aims: to determine the boundaries of the facies and the cultures of the Middle Nile Valley, and to comprehend the dynamics across the Northeastern Africa – circulation of objects and ideas, migrations of populations, marketable exchanges. The last part is devoted to the study of some social facts: first, the interweaving of storage, sedentarity and hierarchy, then the deposition of artefacts in graves, and finally two systems of beliefs, in connection with the animal and the mineral world.

La découverte d'un grand nombre de vestiges archéologiques immergés, à proximité de la ville actuelle d'Alexandrie, a rendu nécessaire un travail pluridisciplinaire sur les variations relatives du niveau de la mer et la mobilité des paysages côtiers au cours des temps antiques. Une double approche à été suivie : des prospections sous-marines en scaphandre autonome et trois campagnes de carottages. Ce travail a permis de reconstituer l'évolution géomorphologique du littoral d'Alexandrie depuis 6000 ans. La morphogenèse d'un tombolo reliant l'île de Pharos au continent a été étudiée ainsi que le comblement progressif des baies orientales et occidentales. A partir de la fin du IVe s. ap. J.-C., la fondation d'Alexandrie provoque une artificialisation du littoral. L'Heptastade est construit sur le sommet du tombolo. L'aménagement de cette chaussée est à l'origine de deux vastes complexes portuaires. La rade principale, la mieux protégée, occupe la baie située à l'est de l'Heptastade. Plusieurs carottages ont été implantés dans des bassins portuaires antiques. Ces derniers constituent d'excellents pièges à particules qui ont permis de reconstituer l'évolution paléoenvironnementale du littoral et de mettre en évidence la mobilité du trait de côte. Les sédiments qui façonnent le tombolo et colmatent les ports ont une origine nilotique. L'étude des sources sédimentaires a été traitée en utilisant la minéralogie des argiles et les signaux isotopiques en Néodyme et Strontium. Enfin, plusieurs indices témoignent d'une présence des sociétés humaines sur ce littoral antérieure à la fondation de la ville par les grecs. Deux traceurs de l'anthropisation ont été utilisés. Les spectres polliniques montrent une arrivée des céréales avant le IVe av. J.-C. Le signal géochimique en plomb indique des activités métallurgiques dès 2600 av. J.-C.

In den letzten Jahren erreichten viele neue (emerging) Viren Europa, die zum Teil (z.T.) zoonotisch auf den Menschen übertragbar sind. So musste man sich mit Geflügel- und Schweinegrippe, Blauzungenkrankheit, Infektiöser Anämie der Einhufer oder auch SARS (severe acute respiratory syndrome) auseinandersetzen. Bedingt durch verschiedene Faktoren, wie Klimawandel oder zunehmende Globalisierung und damit einhergehendem Verkehr zwischen den Kontinenten verbesserten sich auch die Bedingungen für die Virusverbreitung, so dass viele für Deutschland untypische Krankheitserreger auch hier auftraten. Das West-Nil-Virus (WNV) ist in Europa bereits endemisch verbreitet und könnte somit eine besondere Gefahr für Deutschland darstellen. Es ist ein bekannter Zoonose-Erreger, und sein Eintrag und die rasche Verbreitung des Virus in Amerika 1999 zeigten wie gefährlich neue Viren in naiven Populationen sein können. Über die Verbreitung des Virus in Deutschland gibt es nur wenige Studien z.B. des Robert-Koch-Instituts (LINKE et al. 2007a) und des Friedrich-Loeffler-Instituts (SEIDOWSKI et al. 2010), wobei in keiner Studie tote Vögel als Untersuchungsmaterial genutzt wurden. Da das WNV in Amerika mit einem auffälligen Vogelsterben einherging, ist es naheliegend, den Virusnachweis zuerst bei toten Vögeln zu erbringen.

Les analyses et les interprétations des pathologies et de l'état sanitaire des populations du passé sont réalisées par différentes disciplines. Chaque chercheur amené à travailler sur ces domaines de recherche utilise ses méthodes respectives. En effet, les Historiens ont recours aux documents écrits, ou aux représentations iconographiques, les Archéologues ajoutent à ces premières données leurs interprétations découlant de l'étude de la culture matérielle, les Paléoanthropologues travaillent à l'aide de marqueurs pathologiques inscrits sur les os, tels que les paléotraumatismes, les indicateurs de pathologies dégénératives, les marqueurs de stress. De nouvelles disciplines comme la Paléoparasitologie, la Paléomicrobiologie et l'Archéoentomologie, tendent à montrer que ces approches traditionnelles peuvent bénéficier d'informations complémentaires, mais plus particulièrement de données supplémentaires pour le registre des maladies déjà identifiées en contexte archéologique.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

The aim of the present work was to design and fabricate all purpose, positioning-tolerant and efficient interconnects between single-mode fibers and integrated waveguides out of polymers. The developed structures are part of the optical packaging of integrated optical chips. Integrated optics have gathered tremendous interest throughout recent years from research as well as from the industry, and most likely the demand will further grow in the future. Today’s trend is to establish optical data communication not only in far-distance transmission but also in end-user or so called fiber-to-home configurations, or, in the near future, also on board or even chip level. In addition, integrated optical sensors are gaining more and more importance. In the future, lab-on-a-chip systems may be able to simplify and accelerate analysis methods within health care or allow for a continuous monitoring of almost any environmental variable. All these applications call for robust optical packaging solutions. Many integrated optical chips are using a silicon-on-insulator design. Technologies which were originally intended for the manufacturing of integrated circuits can be utilized for the fabrication of such silicon-on-insulator chips. Point-of-care testing, which is a considerable part of bio-sensing, in some cases only allows the use of disposable transducer elements. The fabrication of these transducers, also including almost all other system parts, may be possible using polymers. Alternative fabrication methods like nanoimprint lithography can be applied for the patterning of polymers. With these, the extension of already known working principles or even entirely new device architectures become feasible for mass production. The direct patterning of polymers by means of nanoimprint was used to fabricate interconnects for integrated waveguides. In contrast to conventional lithography approaches, where a patterned resist layer is used as a masking layer for subsequent process steps, direct patterning allows the immediate use of the structures as functional elements. Firstly, nanoimprint allows diffraction-unlimited patterning with nanometer resolutions as well as the replication of complex three-dimensional patterns. These unique properties were used within this work to pattern shallow gratings atop an integrated waveguide within only one single manufacturing step. The gratings are used as coupling elements and can be utilized either to couple light from external elements to the chip or vice versa. Considerations regarding the optical effects on single-mode polymer waveguides as well as grating couplers were obtained from simulation. They are specific to the chosen design and the used polymer and cannot be found elsewhere so far. Compared to similar designs and fabrication strategies proposed in literature, the ones followed here allow for a higher efficiency. The dimensions and process windows obtained from simulation did serve as a basis for the subsequent fabrication of the grating couplers. All steps which are necessary to turn the calculated design into reality, ranging from master fabrication, to working mold cast and imprint, are shown in detail. The use of a working mold strategy is of crucial importance for the fabrication process and is discussed in detail. The use of a working mold preserves a costly master and further allows for a cost-efficient production. Parameters which are relevant for the production as well as for the final polymer patterns were analyzed and discussed. On the basis of the obtained data, a process optimization was performed. The optical characterization was also part of the presented work. A comparison with the results obtained from simulation is included and additional effects were revealed. Most of them may be subject to further improvement in future designs. In summary, the present work contributes to the field of optical packaging. It shows a viable route for the design and fabrication of interconnects of single-mode polymer waveguides. The presented design can be used as a building block which can be placed at almost any positions within an integrated optical chip. The fabrication method includes a minimum number of process steps and is still able to increase performance compared to similar approaches. Moreover, all process steps allow for scaling and are potential candidates for mass production.

Grundlage der vorliegenden Arbeit ist die Überlegung, dass eine Möglichkeit, die Spezifität der bisher angewendeten Verfahren zur West-Nil-Virus-Diagnostik zu verbessern, in der Anwendung rekombinanter WNV-spezifischer Antigene besteht. Die unter anderem auf bioinformatischen Methoden basierende Identifikation von potenziellen B-Zell-Epitopen und Auswahl entsprechender Sequenzabschnitte richtete sich dabei gezielt auf immunogene Bereiche, die innerhalb der Gruppe der Flaviviren einen ausreichenden Sequenzunterschied zu allen weiteren sequenzverwandten Erregern, zusammengefasst im Japanische Enzephalitis-Serokomplex, boten. Drei ausgewählte Bereiche innerhalb der Strukturproteinsequenz, bezeichnet als prM, Cnat und Cme, sollten mit Hilfe des Expressionssystems Pichia pastoris bzw. Escherichia coli rekombinant exprimiert werden. Nach Erarbeitung optimaler Expressionsbedingungen folgte die affinitätschromatografische Reinigung der im weiteren Verlauf zur Immunisierung von Balb/c-Mäusen eingesetzten Polypeptide. Die gewonnenen Seren der nach verschiedenen Immunisierungsprotokollen geimpften Mäuse wurden im Anschluss immunologisch untersucht. Es zeigte sich, dass die rekombinanten Derivate des Capsid-Proteins eine deutliche Serokonversion hervorriefen. Analysen der mit Cnat und MBP-Cme immunisierten Mausseren wiesen vorhandene peptidspezifische sowie virusspezifische Antikörper nach. Der Einsatz dieser gewonnenen Peptidantigene im indirekten ELISA-Testsystem zur Detektion WNV-spezifischer Antikörper unter Verwendung humaner WNV-IgG-positiver Serumproben zeigte positive Resultate. Im Gegensatz hierzu führte die Immunisierung mit prM lediglich zu einer unspezifischen murinen Antikörperbildung. Die Unterscheidung zwischen WNV-positiven und WNV negativen Humanseren war unter Verwendung des rekombinanten Antigens prM nicht möglich. Im Ergebnis zeigten zwei der drei in dieser Arbeit rekombinant erstellten Strukturproteinabschnitte ihr immunologisches Potenzial in der Generierung muriner WNV spezifischer Antikörper. Zudem konnte mit der Expression der WNV-spezifischen C Protein Antigene ein Beitrag zur Etablierung eines indirekten ELISA-Testsystems zur Detektion WNV-bedingter Humaninfektionen geleistet werden.

New Generation Lithographic (NGL) techniques have been recently investigated in order to overcome the limitations of the long-used UV lithography. Several techniques have been proposed during the last decades, but the continued improvement of UV lithography rendered them useful only for a limited number of applications. More recently, nanoimprint lithography (NIL), invented in the nineties, has been considered as the new NGL due to its extreme simplicity and high resolution. Thermal NIL consists in the deformation of a thermoplastic under pressure and temperature by a nanostructured mold, while UV-NIL consists in the polymerization by UV light of a monomer at room temperature and under a lower pressure than Thermal NIL. One of the main problems of this technique is mold-polymer separation after the process. This problem is especially important for UV-NIL, because the working treatments for Thermal NIL degrade with UV light. In order to assess this problem, thin diamond-like amorphous carbon films (DLC) have been proposed as an alternative to existing treatments for their low chemical reactivity and the possibility to incorporate other chemical elements to further reduce their surface energy. Amorphous carbon exists in different forms, depending on how it is grown. Its mechanical properties range from polymer or graphite-like to almost as resistant as diamond. Besides the excellent mechanical properties of DLC (high hardness, elasticity and wear resistance, and low dry friction), amorphous carbon has also been found useful in applications requiring inert and/or biocompatible surfaces. The project DPI2007-61349 of the Science and Innovation Department of Spain, named “Amorphous carbon molds for micro and nanoimprint of polymeric surfaces”, aims to study the effect of the incorporation of different elements in DLC films for the improvement of NIL molds. This thesis has focused on a series of objectives of this project: - Design and construction of a very high vacuum reactor for deposition processes and ionic etch - Incorporation of fluorine to amorphous carbon films and subseqüent characterization by different surface, mechanical and tribological techniques, as well as spectroscopy for the characterization of the plasma used for the process. - Set up and optimization of a deep ion etch technique with ion beam for the production of molds. - The use of different lithographic techniques oriented to the production in large scale of nanometric patterns. - The exploration of mold coating to increase its durability and antisticking properties in nanoimprint processes. The incorporation of fluorine in DLC films has demonstrated to be useful in the improvement of the properties of NIL molds, because it avoids the use of the current surface treatments, which in addition to being less durable, can react with polymers in presence of UV light. In this thesis, the influence of fluorine incorporation in the films has been studied. Fluorinated amorphous carbon films have been deposited by pulsed-DC plasma enhanced chemical vapor deposition, by progressively replacing methane by trifluoromethane. The experimental device used for deposition has been designed and built to allow a number of multiple processes in the same reactor. The results of the study demonstrate the feasibility of this technique, of easy industrial implementation, for the deposition of this type of coatings. The characterization of both the active species in the plasma and the groups incorporated into the deposited films has helped to understand the process of fluorine incorporation, as well as the change in the surface properties that it entails. / La dificultad de extender el uso de la litografía de luz ultravioleta (UV) a los cada vez más estrictos requisitos de resolución, llevaron desde hace ya un par de décadas, a plantearse la necesidad de buscar técnicas litográficas llamadas de “Nueva Generación” (NGL) que las superasen. Son diversas las técnicas se han ido proponiendo durante estos años, pero la mejora de la litografía UV las ha ido relegando fuera del ámbito industrial. Más recientemente, la litografía por nanoestampación (NIL), ha tomado fuerza como la nueva NGL por su extrema sencillez y por su demostrada elevada resolución. La NIL térmica (T-NIL) consiste en la deformación de un termoplástico bajo presión y temperatura por un molde con estructuras nanométricas, mientras que la NIL por UV (UV-NIL) consiste en la polimerización de un monómero a temperatura ambiente con menor presión ejercida por un molde transparente al UV. Uno de los principales problemas de esta técnica es la separación de molde y polímero, una vez finalizado el proceso. Como alternativa a los tratamientos existentes, se han propuesto los recubrimientos de carbono amorfo tipo diamante (DLC) por su baja reactividad química, elevada dureza y posibilidad de incorporación de otros elementos químicos a fin de reducir su energía superficial. El proyecto del Ministerio de Ciencia e Innovación DPI2007-61349, “Moldes de carbono amorfo para micro y nanograbado de superficies poliméricas”, en el cuál se ha enmarcado esta tesis, pretende estudiar los efectos de la incorporación de diferentes elementos en capas de DLC para la mejora de los moldes de NIL. La incorporación de flúor en capas de DLC ha demostrado recientemente ser útil en la mejora de las propiedades de los moldes de NIL, porque evita el uso de los actuales tratamientos superficiales (por ejemplo siloxanos), los cuales, además de ser menos duraderos, pueden reaccionar con los polímeros en presencia de luz UV. Así, en esta tesis se ha estudiado la influencia de la incorporación de flúor a capas de DLC en la composición y en las propiedades de superfície obtenidas.