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

Der MHC I Pathway ist ein Teil des Immunsystems und stellt mittels Antigenen an der Zelloberfläche den Proteinstatus der Körperzellen dar. Ziel dieser Arbeit ist durch die Entwicklung von Modellen zu Proteinsynthese und Abbau sowie den Teilschritten des MHC I Pathways und der Untersuchung von Simulationsergebnissen das Verständnis der zugrunde liegenden Prozesse zu verbessern und gegebenenfalls die Qualität der Antigenprädiktion zu verbessern. Es wurden statistische Modelle für den Transport der Peptide in das ER mittels TAP, das Schneiden von Peptidbindungen durch das Proteasom und das cytosolische sowie endoplasmatische Trimmen von Peptiden entwickelt. Weiterhin wurden kinetische Modelle zur Synthese und Abbau von viralen Proteinkonstrukten, zur proteasomalen Erstellung von Proteinfragmenten und zum Simulieren des Gesamtprozesses von Infektion bis zur Antigenpräsentation entwickelt. Es wurde gezeigt, dass eine DRiP Rate von 10 Prozent die Antigenpräsentation unabhängig von der Lebenszeit der Proteine gewährleistet und für langlebige Proteine der Anteil der Antigene aus DRiPs die Gesamtmenge der Antigene dominiert. So wird gewährleistet, dass an der Zelloberfläche der Status der momentanen Proteinsynthese dargestellt wird. Die erstellten Teilmodelle der Schritte des MHC I Pathways sind jeweils auf in vitro Daten des jeweiligen Prozesses trainiert und ermöglichen zusammen mindestens die gleiche Vorhersagequalität, wie Pathway Modelle, die auf in vivo Daten trainiert worden sind. Dies zeigt, dass alle wesentlichen Prozesse zur Antigenpräsentation von den erstellten Modulen erfasst werden. Die Module können je nach Bedarf und Fragestellung zu Modellen kombiniert werden. Ein Vorhersagetool wurde auf http://mhc-pathway.net zur Verfügung gestellt. Durch Modellanalysen können der relative Beitrag der einzelnen Schritte des Pathways und die Vorraussetzungen für ein potentielles Antigen bestimmt werden. Das kinetische Modell der Prozesse von Infektion bis Antigenpräsentation erlaubt das Verfolgen aller Peptide und das Analysieren der Prozesse die zur Erstellung von Epitopen führen. Die quantitativen Vorhersagen können experimentell validiert werden. Die proteasomale Fragmenterstellung ist der Teilprozess, der noch am wenigsten gut verstanden ist und bedarf noch weiterer experimenteller Untersuchungen. / The MHC I antigen presentation pathway is part of the immune system and enables cells to show their proteome state at the cell surface. This works aims at improving the understanding of the MHC I pathway and the prediction of antigens from the source proteins where appropriate. The means are the development of models for protein synthesis, degradation and the individual steps of the pathway as well as the analysis of simulation results. Statistical models for the transport of peptides into the ER by TAP, the cleavage of peptide bonds by the proteasome, and the cytosolic and endoplasmic trimming of peptides have been developed. Furthermore, kinetic models for synthesis and degradation of viral protein constructs, for proteasomal generation of protein fragments, and for the simulation of the entire process from viral infection of a cell to the resulting antigen presentation were created. It has been shown that a DRiP rate of 10% is sufficient to have antigen presentation independent of the source protein’s live time and that the antigens derived from the DRiP pool dominate the antigen presentation for long lived proteins. This mechanism enables the presentation of the current protein synthesis state of the cell. Each developed model of a part of the MHC I pathway is trained on in vitro data and together they provide at least the same prediction quality as pathway models that are based on in vivo data. This shows that all processes that contribute significantly to antigen presentation are covered in the developed models. The models for the individual parts can be combined according to the demand and question. A prediction tool has been provided at http://mhc-pathway.net. The contribution of each part of the pathway can be assessed by model supported analysis of the individual steps. It is possible to determine the traits of a potential antigen. The kinetic model of the pathway from infection to antigen presentation enables the generation of time curves for each possible peptide and the analysis of the processes that lead to the development of antigens. The quantitative predictions allow for experimental validation. The proteasomal fragment generation is the least good understood part of the MHC I pathway and requires further experimental study.

Das Immunsystems muss gesunde Zellen von infizierten und Krebszellen unterscheiden können, um letztere selektiv zu bekämpfen. Dies ist die Aufgabe der CTL-Zellen, die dazu auf der Zelloberfläche präsentierte Peptide die aus intrazellulären Proteinen der jeweiligen Zelle stammen untersuchen. Diese präsentierten Peptide (Epitope) werden durch den MHC-I Antigenpräsentationsweg hergestellt. Das Ziel dieser Arbeit ist es Methoden zu entwickeln die Epitope aus der großen Zahl prinzipiell in Proteinen enthaltener Peptide heraussuchen können. Dazu wird die Selektivität dreier wichtiger Komponenten des Präsentationsweges untersucht: Die Herstellung der Peptide durch das Proteasom, der Transport in das ER durch TAP, und das Binden von Peptiden an leere MHC-I Moleküle. Zur sequenzbasierten Vorhersage der Bindung von Peptiden an MHC-I Moleküle wurde ein neuer Algorithmus entwickelt. Dieser kombiniert eine Matrix, welche die individuellen Beiträge einzelner Reste zur Bindung beschreibt, mit Paarkoeffizienten, die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Positionen im Peptid beschreiben. Dieser Ansatz macht bessere Vorhersagen als bisher publizierte Methoden, und quantifiziert erstmals den Einfluss von Wechselwirkungen innerhalb eines Peptids auf die Bindung. Die Verteilung der Werte der Paarkoeffizienten zeigt, dass sich Wechselwirkungen nicht auf benachbarte Aminosäuren beschränken. Im Vergleich zu den Matrixeinträgen sind die Werte der Paarkoeffizienten klein, was erklärt warum Vorhersagen die Wechselwirkungen komplett vernachlässigen trotzdem gut sein können. Erstmals wurde ein Algorithmus zur Vorhersage der TAP-Transportseffizienz von Peptiden beliebiger Länge entwickelt. Das ist deshalb wichtig, da viele MHC-I Epitope als N-terminal verlängerte Prekursoren in das ER transportiert werden. Für die Vorhersage der Transportfähigkeit eines potentiellen Epitopes wird deshalb über die Transporteffiziens des Epitopes selbst und seiner Prekursoren gemittelt. Mit Hilfe dieser Definition von Transportfähigkeit wird gezeigt, dass TAP einen starken selektiven Einfluss auf die Auswahl von MHC-I Epitopen hat. Indem man Peptide die als 'nicht-transportierbar' vorhergesagt werden als mögliche Epitope ausschließt, kann man die ohnehin schon hohe Qualität von MHC-I Bindungsvorhersagen weiter steigern. So eine zweistufige Vorhersage scheitert, wenn man statt des TAP Transports die Vorhersage der Generierbarkeit eines Epitopes durch das Proteasom als Filter verwenden möchte. Dieses schlechte Abschneiden der proteasomalen Schnittvorhersagen wird auf eine mangelhafte experimentelle Datenbasis zurückgeführt, da proteasomale Schnittraten schwieriger zu messen und interpretieren sind als die Affinitätsdaten für TAP und MHC-I. Um die experimentelle Datenbasis in Zukunft verbessern zu können, wurde ein neues experimentelles Protokoll entwickelt und an einer Reihe von Experimenten getestet. Dabei werden zwei Probleme behandelt: (1) Durch die Verwendung von Massenbilanzen werden MS-Signale in quantifizierte Peptidmengen umgerechnet. (2) Durch das erste kinetische Modell des Proteasomes das die Entstehung und den Abbau von Peptiden während eines Verdaus zufrieden stellend beschreiben kann, können aus den Verdaudaten Schnittraten bestimmt werden. / A major task of the immune system is to identify cells that have been infected by a virus or that have mutated, and discriminate them from healthy cells. This duty is assigned to cytotoxic T-lymphocytes (CTL), which scan epitopes presented to them on cell surfaces derived from intracellular proteins through the MHC-I antigen processing pathway. The goal of this work is to provide computational methods that allow to predict which epitopes get presented from the large pool of peptide candidates contained in intracellular proteins. This is achieved by examining the selective influence of three major steps in the pathway: peptide generation by the proteasome, peptide transport into the ER by TAP, and binding of peptides to MHC-I molecules. For peptide binding to MHC-I, a new algorithm is developed that combines a matrix-based method describing the contribution of individual residues to binding with pair coefficients describing pair-wise interactions between positions in a peptide. This approach outperforms several previously published prediction methods, and for the first time quantifies the impact of interactions in a peptide. The distribution of the pair coefficient values shows that interactions are not limited to amino acids in direct contact, but can also play a role over longer distances. Compared to the matrix entries, the pair-coefficients are rather small, explaining why methods completely ignoring interactions can nevertheless make good predictions. Next, a novel algorithm is developed to predict the TAP affinities of peptides of any length. Longer peptides are important because several MHC-I epitopes are generated by N-terminal trimming of precursor peptides transported into the ER by TAP. As the true in vivo precursors of an epitope are not known, a generalized TAP score is established which averages across the scores of all precursors up to a certain length. The ability of this TAP score to discriminate between epitopes and random peptides shows that the influence of TAP is a consistent, strong pressure on the selection of MHC-I epitopes. Using predicted TAP transport efficiencies as a filter prior to the prediction of MHC-I binding affinities, it is possible to further improve the already very high classification accuracy achieved using MHC-I affinity predictions alone. Such a 2-step prediction protocol failed when predictions of C-terminal proteasomal cleavages were combined with MHC-I affinity predictions. This disappointing result is thought to be caused by the lack of a sufficiently large set of quantitative and consistent experimental data on proteasomal cleavage rates, which are more difficult to measure and interpret than the affinity assays used to characterize peptide binding to TAP and MHC-I. Therefore, a new protocol for the evaluation of proteasomal digests is developed, which is applied to a series of experiments. This novel protocol addresses two problems: (1) Using mass-balance equations, a method is developed to quantify peptide amounts from MS-signals. (2) By introducing the first kinetic model of the 20S proteasome capable of providing a satisfactory quantitative description of the whole time course of product formation, cleavage probabilities can be extracted reliably from proteasomal in vitro digests.

Bei der Entwickelung von System-on-Chip (SoC) Debuggern ist es leider hinreichend oft erforderlich den Debugger selbst auf mögliche Fehler zu untersuchen. Da alle ernstzunehmenden Debugger konstruktionsbedingt selbst ein eingebettetes System darstellen, erwächst die Notwendigkeit eine einfache und sicher kontrollierbare Diagnose-Hardware zu entwerfen, welche den Zugang zur Funktionsweise des Debuggers über seine Ausgänge erschließt. Derzeitig ist der Test Access Port (TAP nach IEEE 1149.1-Standard) für viele Integratoren die Grundlage für den Zugriff auf ihre instanzierte Hardware. Selbst in forschungsorientierten Multi- Core System-on-Chip Architekturen wie dem ARM11MP der Firma ARM wird dieses Verfahren noch immer eingesetzt. In unserem Beitrag möchten wir ein Spezialwerkzeug zur Analyse des TAPKommunikationsprotokolles vorstellen, welches den Einsatz teurer Analysetechnik (Logik- Analysatoren) unnötig werden lässt und darüber hinaus eine komfortable, weitergehende Unterstützung für Multi-Core-Systeme bietet. Aufbauend auf der Problematik der Abtastung und Erfassung der Signalzustände am TAP mittels FPGA wird auf die verschiedenen Visualisierungs- und Analyseaspekte der TAPProtokollphasen in einer Multi-Core-Prozessor-Zielsystemumgebung eingegangen. Die hier vorgestellte Lösung ist im Rahmen eines FuE-Verbundprojektes enstanden. Das Vorhaben wird im Rahmen der Technologieförderung mit Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) 2000-2006 und mit Mitteln des Freistaates Sachsen gefördert.

Les protéines sont les macromolécules les plus polyvalentes de la cellule. Elles jouent un rôle fondamental dans la majorité des processus biologiques à travers la formation de complexes multi-protéiques. Durant la transcription, une multitude de facteurs sont impliquées dans le contrôle de l’activité des complexes ARN polymérases. Notre laboratoire s’est intéressé au réseau d’interaction de la machinerie de transcription des ARN polymérases nucléaires, dans le but de mieux comprendre leurs mécanismes de régulation. Pour ce faire, une procédure protéomique comprenant la purification de complexes protéiques par affinité couplée à la spectrométrie de masse et à l’analyse bioinformatique a été développée. La méthode de purification TAP (Tandem Affinity Purification) a été adaptée pour permettre la purification de complexes protéiques solubles assemblés in vivo à partir de cellules humaines. L’objectif de mon projet de maîtrise était de purifier le complexe de l’ARN Pol I ainsi que de poursuivre l’expansion du réseau d’interactions protéine-protéine de la machinerie de transcription de l’ARN Pol II humaine. À l’aide des protéines POLR1E, TWISTNB, POLR2E, PFDN4, MBD2, XPA, CAND1 et PDCD5 étiquetées (TAP-tag) exprimées dans des lignées cellulaires ECR-293, plusieurs complexes protéiques solubles ont été purifiés et analysés par spectrométrie de masse. Les interactions protéiques ont été triées et validées bioinformatiquement pour donner en final une liste d’interactions ayant un haut degré de confiance à partir de laquelle des réseaux d’interactions protéine-protéine ont été créés. Le réseau créé au cours de ce projet connecte plusieurs composantes de la machinerie transcriptionnelle tels que les ARN Pol I, II et III, les complexes RPAP3/R2TP/prefoldin-like, TRiC/CCT, Mi-2/NuRD et des facteurs de transcription et de réparation de l’ADN. Ce type d’analyse nous a permis d’identifier et de caractériser de nouveaux régulateurs de la machinerie de transcription de l’ARN Pol I et II et de mieux comprendre son fonctionnement. / Proteins are the most versatile macromolecules of the cell. They play a fundamental role in the majority of biological processes through the formation of multiprotein complexes. During transcription, a multitude of factors are involved in the control of activity of RNA polymerases. Our laboratory was interested in defining the nuclear RNA polymerases transcription machinery interaction network to better understand their regulatory mechanisms. To do so, a proteomic procedure that allows affinity purification of protein complexes coupled to mass spectrometry and computational data analysis was developed. The tandem affinity purification procedure has been adapted for the purification of soluble protein complexes as they likely exist in live mammalian cells. The aim of my master project was to purify the RNA Pol I complex as well as to further pursue the expansion of the protein-protein interaction network of the human RNA Pol II transcription machinery. By using POLR1E, TWISTNB, POLR2E, PFDN4, MBD2, XPA, CAND1 and PDCD5 TAP – tagged proteins expressed in EcR-293 cell lines, multiple soluble protein complexes were purified and analyzed by mass spectrometry. Protein interactions have been sorted and validated computationally. High-confidence dataset of interactions were used to build the protein-protein interaction networks. The network created for this project connects several components of the transcriptional machinery such as RNA Pol I, II and III, RPAP3/R2TP/prefoldin-like, TRiC/CTC, Mi-2/NuRD complexes and DNA repair and transcription factors. This type of analysis allowed us to identify and characterize new regulators of RNA Pol I and II transcription machinery and to better understand its functioning.

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

This dissertation investigates the process of collaboration and the application of both notational and technological schemes to integrate elements of contemporary composition and tap dance as a consolidated art form. Overall, this document gives an overview of choreographer/composer collaborations in Western classical music; movement notation; and ultimately analyzes my original music—a live set for tap dancer, live musicians and electronics—entitled Digital Tap Dance. Altogether, this project represents the culmination of music and dance as a compelling intermedia collaboration. By (1) researching different practices of composer-choreographer collaborations, (2) notating rudiments for tap dance, (3) creating software for tap dancers, and (4) composing original music for tap dancers, this dissertation will create options for composers and choreographers alike in composition and improvisation.

Software testing is an essential part of any development, ensuring the validity and verification of projects. As the usage and footprint of JavaScript expand, new testing frameworks in its community have made statements about being the best overall solution using minimal intervention from developers. The statements from these frameworks about being the greatest can make it difficult for JavaScript beginners to pick a framework that could affect current and future projects. By comparing different types of frameworks and establishing a guideline for others to do the same, it becomes easier for beginners and others to choose a framework according to their own required needs. The overall method uses Mario Bunge’s scientific method via stages, which helps validate the thesis as scientific. Research, empirical data from a qualitative, and objective data from a survey decide the criteria, their priority (to determine their impact and hierarchy), what frameworks to include, and how to compare them. The frameworks Jest, AVA, and Node TAP are compared based on the main criteria of simplicity, documentation, features, and their sub-criteria. Evaluating the frameworks and ranking their performance in each criterion was done through an experiment conducted on a pre-made website without any testing included. The analytic hierarchy process is the primary method used to combine the information gathered and output a result. It makes it possible to create a priority hierarchy for each criterion and subsequently makes it possible to evaluate the choices available on their fulfillment of those criteria. One of these choices will eventually be an overall more suitable fit as the optimal framework for the research question. Combining the survey and experiment data into the analytic hierarchy process revealed that Jest fit the previous criteria better than AVA and Node TAP because of Jest’s better learning curve and Stack overflow presence. AVA was just behind in those areas, while Node TAP had a poor fit for all sub-criteria compared to the other two. AVA’s almost similar evaluation to Jest shows how the open-source community and small development teams can keep up with solutions from big corporations. / Programvarutestning är en viktig del av all utveckling, för att säkerställa giltigheten och verifieringen av projekt. Tack vare JavaScripts expandering och användning, så har nya testramverk dykt upp som anser sig vara den bästa lösningen för utvecklare. Dessa påståenden kan göra det svårt för nybörjare inom JavaScript-utveckling att bestämma sig för vilket ramverk de borde använda, vilket kan påverka deras arbete och framtida projekt. Genom att jämföra dessa ramverk och etablera riktlinjer för andra nybörjare, blir det simpelt för olika demografiska grupper att välja rätt testramverk enligt deras egna åsikter. Den övergripande metoden använder Mario Bunges vetenskapliga metod, vilken använder flera steg för att omvandla hypotesen inom arbetet till en vetenskaplig rapport. Forskning och empirisk information från kvalitativa undersökningar, samt objektiva insamlingar från undersökningar, har använts för att bestämma enligt vilka kriterier dessa ramverk ska jämföras, vilken prioritering dessa kriterier har för nybörjare, vilka testramverk som ska användas och hur ramverken ska jämföras. Testramverken Jest, AVA och Node TAP har jämförts baserat på huvudkriterierna enkelhet, dokumentation och funktionalitet, dessa kriterier innehåller även underkriterier. Evalueringen av dessa ramverk och deras grad av prestanda inom dessa kriterier gjordes genom experimentellt utförande och användning inom en förhandsgjord hemsida utan någon form av testning inkluderad. Den analytiska hierarkiska processen var den primära metoden som användes för att kombinera den insamlade informationen till ett slutgiltigt resultat. Detta för att en prioriteringshierarki kan skapas för all kriterier, och gör det även möjligt att evaluera all ramverk inom dessa kriterier. Ett av dessa ramverk kommer eventuellt beräknas som det bästa alternativet, och på så sätt hjälpa besvara huvudfrågan. Kombinationen av resultaten från undersökningen och experimenten gav att Jest passar bäst till nybörjare, baserat på kriterierna och deras prioriteringsrang, detta tack vare att Jest har bättre inlärningskurva och Stack Overflow-närvaro jämfört med AVA och Node TAP. AVA ligger precis efter inom dessa kriterier, medan Node TAP har betydligt sämre prestanda inom alla kriterier. AVA:s närliggande kapacitet till Jest bevisar att mindre grupper av utvecklare kan komma upp med bra lösningar precis som större företag.

Thesis (MScEng (Electrical and Electronic Engineering))--University of Stellenbosch, 2010. / ENGLISH ABSTRACT: Voltage regulation on distribution networks has so far been done by means of mechanical tap changers. However, these tap changers are plagued by high maintenance costs due to the arcing caused while switching, which degrades both the contacts and transformer oil. The major advances made during the last decade with regard to semiconductor technology have led to the development of high power IGBTs. These high power IGBTs are capable of conducting currents up to 1 000 A, while the voltage over the IGBT reaches well over 3 000 V. Using these high power IGBTs to design and build a solid-state tap changer allows the tap changer to regulate the output voltage with higher accuracy and speed. The supporting hardware is also discussed, while the design is verified by the use of simulations and practical measurements conducted on a scale-model of the IGBT-based solid-state tap changer. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Spannings regulasie op distribusie netwerke word hedendaags verrig deur meganiese tap geskalde spanning reguleerders. Maar hierdie tap skakelaars word konstant beïnvloed deur oorvonking wat plaasvind tussen die kontakte wat hierdie kontakte beskadig en die transformator olie degradeer. Die laaste dekade het groot vordering getoon in halfgeleier navorsing wat gelei het tot die ontwikkeling van hoë drywing halfgeleiers. Die halfgeleiers of IGBTs kan strome so groot soos 1 000 A gelei terwyl die spanning oor die halfgeleier 3 000 V kan oorskry. Die gebruik van die hoë drywing halfgeleiers maak die pad oop vir die ontwerp en bou van ’n tap geskakelde reguleerder wat die uitree spanning akurater en vinniger kan reguleer. Die aanvullende hardeware is ook bespreek en die ontwerp is geverifieër deur middel van simulasies en deur praktiese metings wat geneem is op ’n skaal model van die hoogspanning spannings reguleerder.

This paper examines the dialects of the language that is tap dance. Unlike more codified forms of dance such as ballet, which utilize a universally-accepted technique system, the evolution of tap dance has been largely rooted in oral tradition. During Broadway’s early years, entrepreneurs in the dance training business published manuals and dictionaries on tap, as did several self-styled experts in the 1990s; because many of these books are self-published, referring to them requires educated discrimination. Drawing on my own experience as a dance student, performer, choreographer, and educator, I have observed the preferred verbal language, dance styles, and technical applications of professional and amateur dancers in the Midwest, Mid-Atlantic, New England, and the Pacific Northwest. This research combined with a comparative analysis of tap dance as portrayed in commercial theatre as well as concert dance lays the groundwork for future study in tap dance pedagogy.