Improvements in Fermentative Hydrogen Production through Physiological Manipulation and Metabolic Engineering

La production biologique d'hydrogène (H2) représente une technologie possible pour la production à grande échelle durable de H2 nécessaire pour l'économie future de l'hydrogène. Cependant, l'obstacle majeur à l'élaboration d'un processus pratique a été la faiblesse des rendements qui sont obtenus, généralement autour de 25%, bien en sous des rendements pouvant être atteints pour la production de biocarburants à partir d'autres processus. L'objectif de cette thèse était de tenter d'améliorer la production d'H2 par la manipulation physiologique et le génie métabolique. Une hypothèse qui a été étudiée était que la production d'H2 pourrait être améliorée et rendue plus économique en utilisant un procédé de fermentation microaérobie sombre car cela pourrait fournir la puissance supplémentaire nécessaire pour une conversion plus complète du substrat et donc une production plus grande d'H2 sans l'aide de l'énergie lumineuse. Les concentrations optimales d’O2 pour la production de H2 microaérobie ont été examinées ainsi que l'impact des sources de carbone et d'azote sur le processus. La recherche présentée ici a démontré la capacité de Rhodobacter capsulatus JP91 hup- (un mutant déficient d’absorption-hydrogénase) de produire de l'H2 sous condition microaérobie sombre avec une limitation dans des quantités d’O2 et d'azote fixé. D'autres travaux devraient être entrepris pour augmenter les rendements d'H2 en utilisant cette technologie. De plus, un processus de photofermentation a été créé pour améliorer le rendement d’H2 à partir du glucose à l'aide de R. capsulatus JP91 hup- soit en mode non renouvelé (batch) et / ou en conditions de culture en continu. Certains défis techniques ont été surmontés en mettant en place des conditions adéquates de fonctionnement pour un rendement accru d'H2. Un rendement maximal de 3,3 mols de H2/ mol de glucose a été trouvé pour les cultures en batch tandis que pour les cultures en continu, il était de 10,3 mols H2/ mol de glucose, beaucoup plus élevé que celui rapporté antérieurement et proche de la valeur maximale théorique de 12 mols H2/ mol de glucose. Dans les cultures en batch l'efficacité maximale de conversion d’énergie lumineuse était de 0,7% alors qu'elle était de 1,34% dans les cultures en continu avec un rendement de conversion maximum de la valeur de chauffage du glucose de 91,14%. Diverses autres approches pour l'augmentation des rendements des processus de photofermentation sont proposées. Les résultats globaux indiquent qu'un processus photofermentatif efficace de production d'H2 à partir du glucose en une seule étape avec des cultures en continu dans des photobioréacteurs pourrait être développé ce qui serait un processus beaucoup plus prometteur que les processus en deux étapes ou avec les co-cultures étudiés antérieurément. En outre, l'expression hétérologue d’hydrogenase a été utilisée comme une stratégie d'ingénierie métabolique afin d'améliorer la production d'H2 par fermentation. La capacité d'exprimer une hydrogénase d'une espèce avec des gènes de maturation d'une autre espèce a été examinée. Une stratégie a démontré que la protéine HydA orpheline de R. rubrum est fonctionnelle et active lorsque co-exprimée chez Escherichia coli avec HydE, HydF et HydG provenant d'organisme différent. La co-expression des gènes [FeFe]-hydrogénase structurels et de maturation dans des micro-organismes qui n'ont pas une [FeFe]-hydrogénase indigène peut entraîner le succès dans l'assemblage et la biosynthèse d'hydrogénase active. Toutefois, d'autres facteurs peuvent être nécessaires pour obtenir des rendements considérablement augmentés en protéines ainsi que l'activité spécifique des hydrogénases recombinantes. Une autre stratégie a consisté à surexprimer une [FeFe]-hydrogénase très active dans une souche hôte de E. coli. L'expression d'une hydrogénase qui peut interagir directement avec le NADPH est souhaitable car cela, plutôt que de la ferrédoxine réduite, est naturellement produit par le métabolisme. Toutefois, la maturation de ce type d'hydrogénase chez E. coli n'a pas été rapportée auparavant. L'opéron hnd (hndA, B, C, D) de Desulfovibrio fructosovorans code pour une [FeFe]-hydrogénase NADP-dépendante, a été exprimé dans différentes souches d’E. coli avec les gènes de maturation hydE, hydF et hydG de Clostridium acetobutylicum. L'activité de l'hydrogénase a été détectée in vitro, donc une NADP-dépendante [FeFe]-hydrogénase multimérique active a été exprimée avec succès chez E. coli pour la première fois. Les recherches futures pourraient conduire à l'expression de cette enzyme chez les souches de E. coli qui produisent plus de NADPH, ouvrant la voie à une augmentation des rendements d'hydrogène via la voie des pentoses phosphates.

On Fixed-Path Rationing Methods.

Moulin (1999) characterizes the fixed-path rationing methods by efficiency, strategy-proofness, consistency, and resource-monotonicity. In this note, we give a straightforward proof of his result.

Probabilistic Assignments of Identical Indivisible Objects and Uniform Probabilistic Rules.

We consider a probabilistic approach to the problem of assigning k indivisible identical objects to a set of agents with single-peaked preferences. Using the ordinal extension of preferences, we characterize the class of uniform probabilistic rules by Pareto efficiency, strategy-proofness, and no-envy. We also show that in this characterization no-envy cannot be replaced by anonymity. When agents are strictly risk averse von-Neumann-Morgenstern utility maximizers, then we reduce the problem of assigning k identical objects to a problem of allocating the amount k of an infinitely divisible commodity.

On Stackelberg Equilibria with Differentiated Products: the Critical Role of the Strategy Space.

Nous Considerons Dans Cet Article un Modele de Duopole Avec Produits Differencies; Nous Montrons Que le Caractere Substituts Vs Complements de Ces Produits Est un Facteur Important Dans la Determination du Mode de Concurrence Strategique (Cournot-Bertrand, Nash Mixte, Stackelberg; En Prix Ou Quantites) Que L'on Est Susceptible D'observer. Si les Produits Sont Substituts (Complements), la Concurrence Sera du Type Cournot (Bertrand) Plutot Que du Type Nash Mixte a Moins Qu'une Firme Puisse Affirmer Son Leadership et Forcer une Concurrence a la Stackelberg Mais Quel Soit le Role Tenu Par une Firme, Il Sera Preferable Pour Elle Que la Concurrence S'exprime En Quantite (Prix). Par Ailleurs, la Concurrence a la Bertrand Est Toujours la Meilleure du Point de Vue des Consommateurs et du Point de Vue de L'efficacite Sociale, et Ce, Que les Produits Soient Susbtituts Ou Complements.

Efficient Strategy-Proof Allocation Functions in Linear Production Economies

In a linear production model, we characterize the class of efficient and strategy-proof allocation functions, and the class of efficient and coalition strategy-proof allocation functions. In the former class, requiring equal treatment of equals allows us to identify a unique allocation function. This function is also the unique member of the latter class which satisfies uniform treatment of uniforms.

Manipulation via Capacities Revisited

This paper revisits manipulation via capacities in centralized two-sided matching markets. Sönmez (1997) showed that no stable mechanism is nonmanipulable via capacities. We show that non-manipulability via capacities can be equivalently described by two types of non-manipulation via capacities: non-Type-I-manipulability meaning that no college with vacant positions can manipulate by dropping some of its empty positions; and non-Type-II-manipulability meaning that no college with no vacant positions can manipulate by dropping some of its filled positions. Our main result shows that the student-optimal stable mechanism is the unique stable mechanism which is non-Type-I-manipulable via capacities and independent of truncations. Our characterization supports the use of the student-optimal stable mechanism in these matching markets because of its limited manipulability via capacities by colleges.

Pour une Église-communauté-de-paix dans un contexte multiethnique conflictuel : le cas du Cameroun

L’effervescence religieuse et politique au Cameroun engendre progressivement la fragmentation ethnique du peuple chrétien camerounais. Face à la manipulation politique, l’autre nom de l’injustice ethnique, la plupart des Camerounais et Camerounaises y compris les chrétiens réagissent désormais par le tribalisme, l’autre nom de la résignation ou mieux du déchirement social. Les Camerounais et Camerounaises donnent l’impression d’avoir perdu l’esprit de résistance/dissidence qui leur a valu la liberté ou mieux l’indépendance. Comment ignorer que de s’accoutumer au drame de la dérive ethnique, en s’installant, pour des raisons de survie, dans l’éclatement le plus abject, c’est opter pour l’asservissement volontaire d’un peuple qui mène inexorablement au génocide collectif ? Notre recherche repose sur l’hypothèse que les conflits ethniques ont pénétré la sphère du christianisme et font désormais partie des dysfonctionnements de l’Église du Cameroun. Ces dysfonctionnements internes nuisent à la crédibilité de l’Église. Il y a un lien entre les défaillances observées dans l’Église et les défaillances de la société Camerounaise. De plus, le rapport de convergence entre les rivalités ethniques et la religion, provoque un questionnement théologique inévitable : comment amener les différentes ethnies qui forment la plupart des États africains à un harmonieux vivre - ensemble inspiré par le mode de vie et de fonctionnement des Églises chrétiennes, au Cameroun en l'occurrence ? Faut-il se limiter à l’adoption d’une nouvelle image de l’Église par exemple l’Église-famille-de-Dieu, ou bien faut-il prendre le taureau par les cornes et éduquer les peuples africains à une culture de la paix ? La démarche de cette thèse s’inspire de la méthode adoptée par la théologie pratique, c’est-à-dire la praxéologie1, en relation avec la théologie contextuelle2, au niveau du lien avec les méthodes d’analyses des sciences sociales et sciences humaines, et au niveau de sa dimension prophétique créatrice. Elle est construite autour de quatre coordonnées: observation (médiation sociale), interprétation (médiation herméneutique), intervention pastorale (médiation pratique) et prospective. 1 Cf. G. ROUTHIER, et M.VIAU, (dir.), Précis de théologie pratique, Montréal/Bruxelles, Novalis/Lumen Vitae, 2004, 819 p. 2 Cf. C. BOFF, Théorie et pratique . La méthode des théologies de la libération, Paris, Cerf, 1990, 400 p. ii La thèse comporte quatre parties. La première partie (chapitres 1, 2 et 3) consacrée à l’observation cerne la problématique du vivre ensemble multiethnique, pour permettre de mieux percevoir la manifestation du phénomène du tribalisme dans l’Église (les Églises) et la société camerounaise. Elle montre que des situations dramatiques, de malheurs, de pauvreté, de famine, de conflits et de guerres sont causées en partie par le tribalisme exclusif. La deuxième partie (chapitres 4 et 5) porte sur la question du sens. Elle analyse et met à l’épreuve la compréhension du phénomène du tribalisme et des conflits ethniques dans la société et dans les Églises du Cameroun. Sont ainsi abordés, successivement, les principales articulations du tribalisme, la stratégie mise sur pied (diviser pour mieux régner) pour la transformation des structures sociales au Cameroun pendant la colonisation, puis récupérée par les politiciens comme idéologie politique depuis les indépendances. Nous en sommes arrivés à constater que cette idéologie a conduit à une profonde déstructuration de la société camerounaise jusque dans l’Église (les Églises). La troisième partie (chapitres 6 et 7) est consacrée à la pratique ecclésiale du dialogue de la diversité ethnique africaine pour la paix ; nous y montrons comment les solidarités ethniques purifiées au feu de l’Évangile peuvent avoir une influence sur la pratique chrétienne. Nous cherchons ensuite à démontrer que le dialogue interethnique bien articulé est le chemin de la réconciliation. La quatrième partie (chapitre 8) est un effort pour passer de l’utopie mise en pratique à une pratique en forme d’utopie. Nous cherchons à montrer que le dialogue pastoral enrichi par la diversité ethnique et religieuse entraînera la transformation de l’Église locale dans son interaction avec les différentes ethnies du Cameroun et d’Afrique.

Manipulation of the ubiquitin-proteasome system by HIV-1 : role of the accessory protein Vpr

Le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1), l’agent étiologique du SIDA, est un rétrovirus complexe arborant plusieurs protéines accessoires : Nef, Vif, Vpr, et Vpu. Celles-ci sont impliquées dans la modulation de la réplication virale, dans l’évasion immunitaire et dans la progression de la pathogenèse du SIDA. Dans ce contexte, il a été démontré que la protéine virale R (Vpr) induit un arrêt de cycle cellulaire en phase G2. Le mécanisme par lequel Vpr exerce cette fonction est l’activation, ATR (Ataxia telangiectasia and Rad3 related)-dépendante, du point de contrôle de dommage à l’ADN, mais les facteurs et mécanismes moléculaires directement impliqués dans cette activité demeurent inconnus. Afin d’identifier de nouveaux facteurs cellulaires interagissant avec Vpr, nous avons utilisé une purification d’affinité en tandem (TAP) pour isoler des complexes protéiques natifs contenant Vpr. Nous avons découvert que Vpr s’associait avec CRL4A(VprBP), un complexe cellulaire d’E3 ubiquitine ligase, comprenant les protéines Cullin 4A, DDB1 (DNA damage-binding protein 1) et VprBP (Vpr-binding protein). Nos études ont mis en évidence que le recrutement de la E3 ligase par Vpr était nécessaire mais non suffisant pour l’induction de l’arrêt de cycle cellulaire en G2, suggérant ainsi que des événements additionnels seraient impliqués dans ce processus. À cet égard, nous apportons des preuves directes que Vpr détourne les fonctions de CRL4A(VprBP) pour induire la polyubiquitination de type K48 et la dégradation protéosomale de protéines cellulaires encore inconnues. Ces événements d’ubiquitination induits par Vpr ont été démontrés comme étant nécessaire à l’activation d’ATR. Finalement, nous montrons que Vpr forme des foyers ancrés à la chromatine co-localisant avec VprBP ainsi qu’avec des facteurs impliqués dans la réparation de l’ADN. La formation de ces foyers représente un événement essentiel et précoce dans l’induction de l’arrêt de cycle cellulaire en G2. Enfin, nous démontrons que Vpr est capable de recruter CRL4A(VprBP) au niveau de la chromatine et nous apportons des preuves indiquant que le substrat inconnu ciblé par Vpr est une protéine associée à la chromatine. Globalement, nos résultats révèlent certains des ménanismes par lesquels Vpr induit des perturbations du cycle cellulaire. En outre, cette étude contribue à notre compréhension de la modulation du système ubiquitine-protéasome par le VIH-1 et son implication fonctionnelle dans la manipulation de l’environnement cellulaire de l’hôte.

Writing : a concrete strategy to facilitate the integration of conflicting identities into the self

Je reconnais l’aide financière du Centre d’études ethniques des Universités montréalaises (CEETUM), du Ministère de l’Éducation – Aide Financières au Études (AFE), et ainsi que de l’Université de Montréal (Département de psychologie et Faculté des études supérieures) dans la réalisation de ce mémoire.

Une sagesse qui ne vient jamais : esthétique, politique et personnalité dans l’œuvre de Guy Debord

Cette thèse se propose de réévaluer l’œuvre de Guy Debord en privilégiant la lecture de ses autoportraits littéraires et cinématographiques. Cette recherche favorise une réception de Debord mettant en lumière l’importance de l’écriture de soi dans l’ensemble de sa production. L’inscription de soi, chez Debord, passe en effet par la création d’une légende. L’introduction démontre comment la trajectoire singulière de Debord témoigne d’un brouillage entre les frontières traditionnelles séparant l’esthétique et le politique. Elle explore les moyens pris par Debord afin de redéfinir le statut de l’artiste et la fonction de l’écriture dans le cadre d’une transformation d’une vie quotidienne. Dans ce cadre, la production artistique se subordonne entièrement au caractère de Debord, une personnalité qui se manifeste d’abord à travers la création d’un Grand style qui lui est propre. En célébrant le primat du vécu sur l’œuvre, la manœuvre de Debord s’inscrit dans la tradition moderniste de l’art. Le chapitre II montre comment Debord souhaita participer à l’entreprise de politisation de l’esthétique qui définit l’action des avant-gardes historiques. On y explique notamment comment l’œuvre de Debord s’est construite à partir des ruines du surréalisme. Pour se distinguer de ses ancêtres, le mouvement situationniste rejeta cependant l’esthétique surréaliste du rêve au profit d’une nouvelle poétique de l’ivresse se basant sur la dérive et sur l’intensification du moi. La dernière section de ce chapitre se consacre à la question de la création d’un mythe moderne, volonté partagée par les deux groupes. La troisième partie de cette thèse traite spécifiquement de la construction mythologique de Debord. Ce chapitre situe le projet mémorialiste de Debord dans la tradition littéraire française de l’écriture du moi. Il explore ensuite l’économie des sources classiques de Debord, en soulignant l’importance chez lui d’une éthique aristocratique issue du Grand siècle, éthique qui met de l’avant la distinction individuelle. Enfin, l’importance de la mentalité baroque est abordée conjointement à la question primordiale de la stratégie et de la manipulation. Le quatrième chapitre aborde la question de l’identification. Quand Debord décide de parler de sa vie, il le fait toujours en employant des éléments qui lui sont extérieurs : des « détournements ». Son « mode d’emploi » des détournements est défini dans la perspective d’un dévoilement de soi. On explore par la suite la question de l’imaginaire politique de Debord, imaginaire qui convoque sans cesse des représentations issues du XIXe siècle (classes dangereuses, conspirateur, bohème). Ce dernier chapitre se termine sur un essai d’interprétation approfondissant l’utilisation répétée de certaines figures criminelles, notamment Lacenaire. On mettra de l’avant la fonction centrale qu’occupent le crime et la transgression dans la sensibilité de Debord.

Caractérisation de DKK1 comme antigène tumoral et manipulation des lymphocytes T CD8 : utilisation de la voie de Wnt en immunothérapie du cancer

L’immunothérapie tumorale à médiation cellulaire est un traitement qui utilise le système immunitaire des patients afin d’induire une réponse des lymphocytes T CD8+ (T CD8+) contre la tumeur. Cette réponse est produite suite à la reconnaissance des antigènes par les T CD8+. Ces cibles sont appelées antigènes tumoraux (TAA) et définies comme des protéines exprimées par les cellules cancéreuses mais absentes des tissus normaux. Par une approche bio-informatique, notre laboratoire a identifié Dickkopf-1 (DKK1), une protéine inhibitrice de la voie de Wnt, comme un TAA potentiel. Une immunothérapie à médiation cellulaire efficace requiert l’identification de TAA candidats pertinents. Le traitement de patients par immunothérapie pourrait également être améliorées par l’augmentation de la puissance d’action anti-tumorale ainsi que la persistante des T CD8+ spécifiques aux TAA. Ce projet de doctorat se divise en deux parties : 1- La caractérisation de l’expression de DKK1 dans les cancers communs et la détermination de son immunogénicité afin de valider sa candidature comme TAA. 2- La reprogrammation des T CD8+, de patients atteints d’un cancer commun, vers un phénotype moins différentié afin d’augmenter leur potentiel anti-tumoral et leur persistance. Dans le premier objectif, nous avons caractérisé l’expression de DKK1 dans le cancer du sein et dans d’autres cancers communs. Le profil d’expression de DKK1 a été étudié par RT-PCR et par ELISA dans plusieurs lignées cellulaires de cancer et dans les tissus normaux. L’expression de DKK1 a aussi été étudiée dans des échantillons cliniques provenant de cancers du sein, du poumon et du rein. Trente pourcents (30%) des tumeurs provenant d’un cancer du sein exprimaient DKK1. La moitié des tumeurs DKK1(+) était triple négative, donc pas de récepteurs d’œstrogène et de progestérone et était Her-2/neu(-) (ces patientes ont des possibilités de traitements très restreintes). De plus, 50% des échantillons cliniques de tumeurs du poumon et 30% des tumeurs de rein exprimaient DKK1. Les observations effectuées dans le cancer du poumon ont été, par la suite, corroborées par d'autres groupes qui ont montré une corrélation entre l'expression de DKK1 et un mauvais pronostic. Après avoir confirmée l’expression de DKK1 dans les cancers communs, justifiant ainsi sa candidature comme TAA, nous avons évalué l’immunogénicité de DKK1. Pour ce faire, nous avons effectué des stimulations in vitro de cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC) de patient(e)s atteint(e)s d’un cancer du sein ou du poumon avec des peptides dérivés de DKK1 pouvant être présentés par les complexes majeurs d’histocompatibilité (CMH) HLA-A*0201. Des clones de T CD8+ reconnaissant un peptide de DKK1 ont été identifiés et isolés. Par essai multiplex et cytométrie de flux intracellulaire, la polyfonctionnalité d’un ces clones T CD8+ spécifiques à DKK1 a été étudiée et a révélée un profil effecteur, renforçant ainsi la candidature de DKK1 comme TAA. Dans l’ensemble, les résultats obtenus dans cette première partie de thèse suggèrent une possible utilisation de DKK1 en immunothérapie contre les cancers communs, attribuable à son expression dans ces cancers et la possibilité de faire proliférer des T CD8+ effecteurs spécifiques à DKK1 à partir de sang de patients. Dans la seconde partie de cette thèse, je décrirai la manipulation in vitro des T CD8+ de patients atteints d’un cancer commun, afin d’augmenter la force et la durée de leurs fonctions anti-tumorales. Il a été démontré que des lymphocytes moins différentiés sont capables d’une réponse immunologique plus efficace et durable. Nous avons basé ce projet sur l’utilisation d’un inhibiteur pharmacologique de la GSK-3, pour activer de la voie de Wnt chez les T CD8+ et ainsi leur conférer un phénotype moins différentié, partageant des caractéristiques de la cellule naïve et de la cellule mémoire. Des cultures de T CD8+, spécifiques à des antigènes viraux, en présence de l’inhibiteur ont permis d’augmenter la sécrétion d’interféron (IFN)- et leur activité cytotoxique. Ces résultats indiquent un effet de l’activation de la voie de Wnt sur la fonction des T CD8+. Ces observations sont rapportées pour la première fois chez les T CD8+ humains et suggèrent une nouvelle stratégie, applicables à l’immunothérapie du cancer, afin de prolonger la persistance des cellules ainsi que leur activité anti-tumorale. En conclusion, ces travaux de recherche ont mené à la réalisation d’une étape très importante dans la validation de la candidature de DKK1 comme TAA pour les cancers communs, soit la démonstration de son expression dans ces cancers et son absence dans les tissus normaux dérivés d’organes importants. Ces travaux ont également mené à la démonstration de l’immunogénicité de DKK1, par l’identification d’un peptide de DKK1 reconnu par les T CD8+. De plus, l’étude de la polyfonctionnalité des T CD8+ spécifiques à DKK1 a révélée un profil effecteur favorable pour l’obtention d’une réponse anti-tumorale efficace. Ces découvertes pourraient servir à l’élaboration d’une stratégie d’immunothérapie à médiation cellulaire pour les cancers communs. Pour sa part, l’étude phénotypique et fonctionnelle de la modulation de la voie de Wnt dans les T CD8+ a donné lieu à l’observation d’un phénotype encore jamais rapporté chez l’humain, conférant aux T CD8+ un aspect moins différentié avec des caractéristiques propre à un phénotype mémoire. Ces résultats sont pertinents dans l’amélioration de l’immunothérapie du cancer, passant par l’augmentation de la persistance des lymphocytes. En résumé, les résultats présentés dans cette thèse de doctorat fournissent des évidences indéniables quant à la validation de DKK1 comme TAA pour une immunothérapie à médiation cellulaire des cancers communs. Ces résultats fournissent également des preuves quant à la pertinence de la reprogrammation des T CD8+ par l’activation de la voie de la voie de Wnt, afin de générer des lymphocytes médiateurs plus efficaces pour ce type de thérapie.

Strategy-proof tie-breaking

We study a general class of priority-based allocation problems with weak priority orders and identify conditions under which there exists a strategy-proof mechanism which always chooses an agent-optimal stable, or constrained efficient, matching. A priority structure for which these two requirements are compatible is called solvable. For the general class of priority-based allocation problems with weak priority orders,we introduce three simple necessary conditions on the priority structure. We show that these conditions completely characterize solvable environments within the class of indifferences at the bottom (IB) environments, where ties occur only at the bottom of the priority structure. This generalizes and unifies previously known results on solvable and unsolvable environments established in school choice, housing markets and house allocation with existing tenants. We show how the previously known solvable cases can be viewed as extreme cases of solvable environments. For sufficiency of our conditions we introduce a version of the agent-proposing deferred acceptance algorithm with exogenous and preference-based tie-breaking.