Planificación multinivel eficiente con aprovisionamiento dinámico en grids y clouds

La consolidación de las grandes infraestructuras para la Computación Distribuida ha resultado en una plataforma de Computación de Alta Productividad que está lista para grandes cargas de trabajo. Los mejores exponentes de este proceso son las federaciones grid actuales. Por otro lado, la Computación Cloud promete ser más flexible, utilizable, disponible y simple que la Computación Grid, cubriendo además muchas más necesidades computacionales que las requeridas para llevar a cabo cálculos distribuidos. En cualquier caso, debido al dinamismo y la heterogeneidad presente en grids y clouds, encontrar la asignación ideal de las tareas computacionales en los recursos disponibles es, por definición un problema NP-completo, y sólo se pueden encontrar soluciones subóptimas para estos entornos. Sin embargo, la caracterización de estos recursos en ambos tipos de infraestructuras es deficitaria. Los sistemas de información disponibles no proporcionan datos fiables sobre el estado de los recursos, lo cual no permite la planificación avanzada que necesitan los diferentes tipos de aplicaciones distribuidas. Durante la última década esta cuestión no ha sido resuelta para la Computación Grid y las infraestructuras cloud establecidas recientemente presentan el mismo problema. En este marco, los planificadores (brokers) sólo pueden mejorar la productividad de las ejecuciones largas, pero no proporcionan ninguna estimación de su duración. La planificación compleja ha sido abordada tradicionalmente por otras herramientas como los gestores de flujos de trabajo, los auto-planificadores o los sistemas de gestión de producción pertenecientes a ciertas comunidades de investigación. Sin embargo, el bajo rendimiento obtenido con estos mecanismos de asignación anticipada (early-binding) es notorio. Además, la diversidad en los proveedores cloud, la falta de soporte de herramientas de planificación y de interfaces de programación estandarizadas para distribuir la carga de trabajo, dificultan la portabilidad masiva de aplicaciones legadas a los entornos cloud...

Estado de esfuerzos en la Corteza a partir del estudio de mecanismos focales

La presente Tesis Doctoral lleva por título Estado de esfuerzos en la Corteza a partir del análisis de mecanismos focales. La determinación del estado de esfuerzos es un aspecto muy importante en varios aspectos de la sociedad y su estudio se ha abordado desde distintos parámetros en los últimos años. Los mecanismos focales son los datos más fiables para conocer el estado de esfuerzos en la corteza, ya que cubren el rango completo de profundidades de la propia corteza y registran eventos en cualquier punto del planeta. De Vicente (1988) desarrolla el Modelo de Deslizamiento originalmente para el análisis de paleoesfuerzos a partir de estructuras frágiles y posteriormente se ha aplicado a mecanismos focales (Capote et al., 1991). Esta metodología permite calcular de forma independiente para cada mecanismo focal la dirección de máximo acortamiento en la horizontal (Dey) y el régimen de esfuerzo-deformación definido por el factor de forma (ḱ), que es la relación entre la deformación en la vertical y la horizontal. A partir de estos datos puntuales se generan mapas continuos en distintas regiones, que se desarrollan en cada uno de los capítulos que componen esta Tesis Doctoral. El análisis del catálogo del Centroid Moment Tensor permite estudiar de forma global la distribución de esfuerzos en la Corteza. Éstos están principalmente controlados por las fuerzas originadas en los límites primarios de placas y se transmiten de forma continua a lo largo de cientos de kilómetros, que sufren perturbaciones a escala regional o local, asociadas a distintas estructuras geológicas. Además se observa que en las zonas intraplaca domina el régimen tipo desgarre, quedando los máximos compresivos y extensionales localizados principalmente a las zonas de subducción y de dorsal o rift respectivamente. Además el análisis estadístico del catálogo revela que la mayor parte de los terremotos que se generan en la Corteza se caracterizan por ser de deformación casi pura, es decir con ángulos de cabeceo y/o buzamiento próximos a 0° o a 90°, que es la forma más eficiente de disipar la energía...

Análisis de susceptibilidad a los movimientos de ladera en los municipios de Tipuani, Guanay y Teoponte, (Bolivia).

Los deslizamientos de ladera son un problema importante en la región de los valles interandinos de Bolivia. Este estudio analiza la susceptibilidad o predisposición al movimiento de ladera de los municipios de Guanay, Teoponte y Tipuani, situados en el departamento de La Paz, Bolivia. La metodología aplicada es la Analityc Hierarchy/Network Process, o método AHP. Tras su aplicación en un Sistema de Información Geográfica, este método, devuelve valores de susceptibilidad bastante fiables. Las conclusiones que se extraen de este análisis ponen de relieve la necesidad de realizar estudios de detalle en algunas zonas de los tres municipios al haber lugares con una Muy Alta y Alta susceptibilidad al movimiento de ladera, que, además, interfieren con zonas pobladas y con caminos y carreteras principales que son importantes para la articulación social de la región.

Hacia la consideración de aspectos de calidad de datos en procesos de minería: el caso de las técnicas de clasificación

El éxito en la búsqueda de conocimiento a partir de grandes cantidades de datos radica en la calidad de los mismos. Hasta ahora los aspectos de calidad de los datos se han enfocado principalmente a la limpieza de los datos: detección de duplicados, valores atípicos, perdidos, incompletos o conflictos en instancias, entre otros. En este trabajo se presenta un caso de estudio que nos ha permitido determinar ciertos aspectos de calidad que pueden mejorar la expectativa de éxito en el análisis evitando resultados erróneos, incorrectos o poco fiables. Este es un primer paso hacia la consideración de manera sistemática y estructurada de criterios de calidad específicos para minería de datos que ayude al minero de datos en sus objetivos.

Caracterización de vidrios para la evaluación del aislamiento acústico a ruido aéreo

La principal aportación del trabajo es la formulación de una alternativa que facilita la determinación experimental del factor de pérdidas y, en consecuencia, mejorar las predicciones de aislamiento a ruido aéreo para vidrios con una o más capas intermedias sea cual fuere su naturaleza. Además, se realiza una revisión de las normativas relacionadas con los ensayos de los parámetros mecánicos necesarios para la caracterizar los vidrios, centrándonos en los monolíticos y los laminados. En efecto, uno de los problemas que se plantea en el contexto de la acústica de la edificación actualmente es el de cumplir con los requisitos de aislamiento acústico a ruido aéreo en fachada que exige el vigente Código Técnico de la Edificación (CTE). Como sabemos, en la fachada podemos distinguir la parte ciega y la parte hueca. La parte más débil en lo concerniente a aislamiento a ruido aéreo es la hueca (compuesta por el vidrio, carpintería y otros elementos). Si la carpintería es la adecuada, la superficie de vidrio se convierte en el elemento limitante. El Catálogo de Elementos Constructivos (CEC) del CTE, la propia norma UNE-EN 12758:2011, así como algunos, cada vez más, fabricantes ofrecen datos del aislamiento de vidrios simples, vidrios laminados y vidrios dobles. En el caso de vidrios laminados, estos datos se limitan únicamente en los que tienen un sola lámina intermedia y, además, no acústicos. Podemos hablar, por tanto, de una laguna de información en este sentido. Para obtener predicciones fiables de aislamiento acústico a ruido aéreo de particiones multicapa, como pueden ser los vidrios laminados es necesario disponer de las características mecánicas y una de las más relevantes es el factor de pérdidas.

Optimisation du promoteur CR5 inductible au cumate

Les produits biologiques représentent une avenue thérapeutique très prometteuse pour diverses maladies actuellement sans traitement, dont le cancer. La demande pour ces produits est donc très forte et des bioprocédés industriels efficaces et fiables doivent être mis en place pour y répondre. Le système inductible au cumate (CR5) développé par le groupe de Bernard Massie permet d’exprimer des protéines d’intérêt de façon finement régulable et à haut niveau dans les cellules CHO. Un travail d’optimisation est toutefois nécessaire afin de maximiser l’expression tout en améliorant l’étanchéité du système. Dans cette optique, diverses constructions du promoteur comportant des configurations différentes d’espacement entre ses constituants, des transactivateurs comportant des domaines d’activation différents, et une séquence opératrice synthétique ont été testées pour évaluer leur capacité à améliorer le rendement et l’étanchéité du CR5. Ainsi, un protomoteur comportant trois séquences opératrices avec six paires de bases entre chacune de ces dernières s’est montré plus efficace en termes de rendement et d’étanchéité que la configuration actuelle du CR5. De plus, une nouvelle configuration du CR5 où le transactivateur est régulé par le système inductible à la coumermycine a été étudiée et a montré une régulation très fine. Le travail d’optimisation effectué dans ce projet s’applique seulement dans le but d’optimiser un procédé dans des conditions spécifiques. Son application à d’autres lignées cellulaires et d’autres promoteurs reste à démontrer.

Prevalencia de trastornos psicológicos en población española víctima de atentados terroristas

El terrorismo es uno de los problemas más graves a nivel mundial, tanto por el elevado número de afectados que deja cada año, como por su incidencia a nivel mundial. España, lejos de ser una excepción, ha sufrido atentados terroristas de forma continuada durante décadas. Al analizar la literatura científica sobre consecuencias psicopatológicas de los atentados terroristas, se puede observar que el trastorno mental más investigado ha sido el trastorno por estrés postraumático (TEPT), habiendo sido menos investigados el trastorno depresivo mayor, el trastorno de angustia, la agorafobia sin historia de angustia y el trastorno de ansiedad generalizada. Además, la mayoría de la investigación previa se ha centrado en las consecuencias psicopatológicas de los atentados terroristas a corto, medio o largo plazo, pero no a muy largo plazo, es decir, 10, 20 o 30 años después de que los atentados terroristas hubiesen ocurrido. Es más, la mayoría de los estudios han utilizado instrumentos de cribado (screening) para evaluar la posible presencia de trastornos psicológicos, pero estos instrumentos son menos fiables y válidos para realizar un diagnóstico que las evaluaciones basadas en entrevistas clínicas diagnósticas estructuradas; por otro lado, la mayoría de los estudios se han centrado en las víctimas directas, los intervinientes y la población general afectada, pero casi ninguna ha evaluado las consecuencias psicopatológicas en familiares cercanos de las víctimas directas...

Estabilidad del espectro de potencia en resting state: un estudio de fiabilidad con Magnetoencefalografía

La sincronización de las oscilaciones cerebrales se produce incluso en ausencia de tarea, por eso, el resting state está aportando interesantes vías de estudio de los procesos normales y patológicos. Dada la creciente necesidad por utilizar las medidas derivadas de las señales MEG en resting state como biomarcadores clínicos o en la evaluación de tratamientos, es necesario garantizar su fiabilidad. En este estudio se ha investigado por primera vez la fiabilidad de la las medidas espectrales derivadas de registros MEG explorando la estabilidad en resting state de la potencia de 10 sujetos sanos en tres sesiones con un intervalo test-retest de 7 días. A partir de las señales MEG de cada sujeto y sesión se calculó el espectro de potencia de 1 a 100Hz en cada sensor, y como medida de fiabilidad se utilizó el coeficiente de correlación intraclase (ICC). Para explorar cómo afecta la intensidad de la señal a la estabilidad, se registró la señal de la cámara vacía en cada sesión de registro y se calculó la relación señal/ruido (SNR). La potencia espectral en MEG es muy estable en las bandas de frecuencia α, β y θ, y menos estable en δ y γ-2. Con respecto a la distribución de la estabilidad, la señal capturada en la zona frontal del equipo MEG fue la menos estable a través de todas las bandas de frecuencia. La estabilidad mostró cierta tendencia a disminuir conforme disminuye la SNR; este efecto es parcial, ya que los ritmos cerebrales estables mostraron un alto ICC incluso con baja SNR. En conjunto, estos resultados sugieren que las medidas espectrales en resting state con MEG son suficientemente fiables para ser consideradas en futuros estudios longitudinales sobre cambios en la actividad cerebral.

Positionality and Comparisons: Critical Views on Qualitative Research across Asia

Ce cahier est basé sur la réflexion autobiographique de deux chercheuses ayant effectué des recherches qualitatives et ethnographiques, de 2008 à 2014, en Asie centrale et du Sud-­‐Est. Les expériences sur le terrain constituent des moyens de comparaisons dans le présent document. En mettant l’accent sur le positionnement sur le terrain, l’étude montre que, d’abord, il est essentiel de détenir une poste intermédiaire et de parler une langue locale afin de garantir un accès et de mener des activités de recherche sur le terrain. Deuxièmement, différentes régions prédéterminent des contextes culturels et politiques ponctuels qui, à leur tour, façonneraient la recherche en sciences sociales. Troisièmement, le fait d’être une femme présente à la fois des avantages et des inconvénients. Enfin, en termes de méthodologie, les stages et les entrevues se sont avérés des méthodes fiables pour la collecte des données empiriques sur les régions ci-­‐dessus mentionnées, sans pour autant permettre de bâtir la confiance.

Positionality and Comparisons: Critical Views on Qualitative Research across Asia

Ce cahier est basé sur la réflexion autobiographique de deux chercheuses ayant effectué des recherches qualitatives et ethnographiques, de 2008 à 2014, en Asie centrale et du Sud-­‐Est. Les expériences sur le terrain constituent des moyens de comparaisons dans le présent document. En mettant l’accent sur le positionnement sur le terrain, l’étude montre que, d’abord, il est essentiel de détenir une poste intermédiaire et de parler une langue locale afin de garantir un accès et de mener des activités de recherche sur le terrain. Deuxièmement, différentes régions prédéterminent des contextes culturels et politiques ponctuels qui, à leur tour, façonneraient la recherche en sciences sociales. Troisièmement, le fait d’être une femme présente à la fois des avantages et des inconvénients. Enfin, en termes de méthodologie, les stages et les entrevues se sont avérés des méthodes fiables pour la collecte des données empiriques sur les régions ci-­‐dessus mentionnées, sans pour autant permettre de bâtir la confiance.

Mécanismes psychophysiques et neuronaux de la compensation dynamique de multiples champs de force : facilitation et anticipation liée à des indices de couleur

Dans cette thèse, nous abordons le contrôle moteur du mouvement du coude à travers deux approches expérimentales : une première étude psychophysique a été effectuée chez les sujets humains, et une seconde implique des enregistrements neurophysiologiques chez le singe. Nous avons recensé plusieurs aspects non résolus jusqu’à présent dans l’apprentissage moteur, particulièrement concernant l’interférence survenant lors de l’adaptation à deux ou plusieurs champs de force anti-corrélés. Nous avons conçu un paradigme où des stimuli de couleur aident les sujets à prédire la nature du champ de force externe actuel avant qu’ils ne l’expérimentent physiquement durant des mouvements d’atteinte. Ces connaissances contextuelles faciliteraient l’adaptation à des champs de forces en diminuant l’interférence. Selon le modèle computationnel de l’apprentissage moteur MOSAIC (MOdular Selection And Identification model for Control), les stimuli de couleur aident les sujets à former « un modèle interne » de chaque champ de forces, à s’en rappeler et à faire la transition entre deux champs de force différents, sans interférence. Dans l’expérience psychophysique, quatre groupes de sujets humains ont exécuté des mouvements de flexion/extension du coude contre deux champs de forces. Chaque force visqueuse était associée à une couleur de l’écran de l’ordinateur et les deux forces étaient anti-corrélées : une force résistante (Vr) a été associée à la couleur rouge de l’écran et l’autre, assistante (Va), à la couleur verte de l’écran. Les deux premiers groupes de sujets étaient des groupes témoins : la couleur de l’écran changeait à chaque bloc de 4 essais, tandis que le champ de force ne changeait pas. Les sujets du groupe témoin Va ne rencontraient que la force assistante Va et les sujets du groupe témoin Vr performaient leurs mouvements uniquement contre une force résistante Vr. Ainsi, dans ces deux groupes témoins, les stimuli de couleur n’étaient pas pertinents pour adapter le mouvement et les sujets ne s’adaptaient qu’à une seule force (Va ou Vr). Dans les deux groupes expérimentaux, cependant, les sujets expérimentaient deux champs de forces différents dans les différents blocs d’essais (4 par bloc), associés à ces couleurs. Dans le premier groupe expérimental (groupe « indice certain », IC), la relation entre le champ de force et le stimulus (couleur de l’écran) était constante. La couleur rouge signalait toujours la force Vr tandis que la force Va était signalée par la couleur verte. L’adaptation aux deux forces anti-corrélées pour le groupe IC s’est avérée significative au cours des 10 jours d’entraînement et leurs mouvements étaient presque aussi bien ajustés que ceux des deux groupes témoins qui n’avaient expérimenté qu’une seule des deux forces. De plus, les sujets du groupe IC ont rapidement démontré des changements adaptatifs prédictifs dans leurs sorties motrices à chaque changement de couleur de l’écran, et ceci même durant leur première journée d’entraînement. Ceci démontre qu’ils pouvaient utiliser les stimuli de couleur afin de se rappeler de la commande motrice adéquate. Dans le deuxième groupe expérimental, la couleur de l’écran changeait régulièrement de vert à rouge à chaque transition de blocs d’essais, mais le changement des champs de forces était randomisé par rapport aux changements de couleur (groupe « indice-incertain », II). Ces sujets ont pris plus de temps à s’adapter aux champs de forces que les 3 autres groupes et ne pouvaient pas utiliser les stimuli de couleurs, qui n’étaient pas fiables puisque non systématiquement reliés aux champs de forces, pour faire des changements prédictifs dans leurs sorties motrices. Toutefois, tous les sujets de ce groupe ont développé une stratégie ingénieuse leur permettant d’émettre une réponse motrice « par défaut » afin de palper ou de sentir le type de la force qu’ils allaient rencontrer dans le premier essai de chaque bloc, à chaque changement de couleur. En effet, ils utilisaient la rétroaction proprioceptive liée à la nature du champ de force afin de prédire la sortie motrice appropriée pour les essais qui suivent, jusqu’au prochain changement de couleur d’écran qui signifiait la possibilité de changement de force. Cette stratégie était efficace puisque la force demeurait la même dans chaque bloc, pendant lequel la couleur de l’écran restait inchangée. Cette étude a démontré que les sujets du groupe II étaient capables d’utiliser les stimuli de couleur pour extraire des informations implicites et explicites nécessaires à la réalisation des mouvements, et qu’ils pouvaient utiliser ces informations pour diminuer l’interférence lors de l’adaptation aux forces anti-corrélées. Les résultats de cette première étude nous ont encouragés à étudier les mécanismes permettant aux sujets de se rappeler d’habiletés motrices multiples jumelées à des stimuli contextuels de couleur. Dans le cadre de notre deuxième étude, nos expériences ont été effectuées au niveau neuronal chez le singe. Notre but était alors d’élucider à quel point les neurones du cortex moteur primaire (M1) peuvent contribuer à la compensation d’un large éventail de différentes forces externes durant un mouvement de flexion/extension du coude. Par cette étude, nous avons testé l’hypothèse liée au modèle MOSAIC, selon laquelle il existe plusieurs modules contrôleurs dans le cervelet qui peuvent prédire chaque contexte et produire un signal de sortie motrice approprié pour un nombre restreint de conditions. Selon ce modèle, les neurones de M1 recevraient des entrées de la part de plusieurs contrôleurs cérébelleux spécialisés et montreraient ensuite une modulation appropriée de la réponse pour une large variété de conditions. Nous avons entraîné deux singes à adapter leurs mouvements de flexion/extension du coude dans le cadre de 5 champs de force différents : un champ nul ne présentant aucune perturbation, deux forces visqueuses anti-corrélées (assistante et résistante) qui dépendaient de la vitesse du mouvement et qui ressemblaient à celles utilisées dans notre étude psychophysique chez l’homme, une force élastique résistante qui dépendait de la position de l’articulation du coude et, finalement, un champ viscoélastique comportant une sommation linéaire de la force élastique et de la force visqueuse. Chaque champ de force était couplé à une couleur d’écran de l’ordinateur, donc nous avions un total de 5 couleurs différentes associées chacune à un champ de force (relation fixe). Les singes étaient bien adaptés aux 5 conditions de champs de forces et utilisaient les stimuli contextuels de couleur pour se rappeler de la sortie motrice appropriée au contexte de forces associé à chaque couleur, prédisant ainsi leur sortie motrice avant de sentir les effets du champ de force. Les enregistrements d’EMG ont permis d’éliminer la possibilité de co-contractions sous-tendant ces adaptations, étant donné que le patron des EMG était approprié pour compenser chaque condition de champ de force. En parallèle, les neurones de M1 ont montré des changements systématiques dans leurs activités, sur le plan unitaire et populationnel, dans chaque condition de champ de force, signalant les changements requis dans la direction, l’amplitude et le décours temporel de la sortie de force musculaire nécessaire pour compenser les 5 conditions de champs de force. Les changements dans le patron de réponse pour chaque champ de force étaient assez cohérents entre les divers neurones de M1, ce qui suggère que la plupart des neurones de M1 contribuent à la compensation de toutes les conditions de champs de force, conformément aux prédictions du modèle MOSAIC. Aussi, cette modulation de l’activité neuronale ne supporte pas l’hypothèse d’une organisation fortement modulaire de M1.

Ecología del gato cimarrón en el ecosistema termófilo de El Hierro (Islas Canarias) y su impacto sobre el lagarto gigante (Gallotia simonyi).

[ES] El gato cimarrón es un predador introducido en el archipiélago canario. Se investigó la amenaza que suponen los gatos para la conservación y recuperación de Gallotia simonyi, un lacértido endémico amenazado de extinción en la isla de El Hierro. Para alcanzar conclusiones fiables, se estudió la demografía, la dieta, el patrón de reparto espacial y el patrón temporal de actividad de los gatos en el área de distribución histórica del lagarto gigante. Los gatos cimarrones de El Hierro mostraron ajustes ecológicos y sociales similares a los de otras poblaciones silvestres estudiadas. Se observó una fuerte dependencia trófica de la disponibilidad de conejos, pero los lagartos del género Gallotia parecieron ser también presas seleccionadas activamente.

Mise au point d'essais simples pour estimer les propriétés mécaniques et la sensibilité au gel des sols et des matériaux de chaussées

La conception de la structure d’une chaussée dépend en grande partie des caractéristiques du sol qui constituera l’infrastructure, telles que ses propriétés mécaniques réversibles et sa sensibilité à l’eau et au gel. Ces paramètres peuvent être mesurés en laboratoire grâce à l’exécution d’essais très fiables, mais laborieux et dispendieux comme par exemple les essais en cellule triaxiale et celui du potentiel de ségrégation en cellule de gel. L’utilisation des équipements portatifs, comme le déflectomètre LWD et le Percomètre®, permet d’effectuer une évaluation des propriétés du sol. Dix types de sols d’infrastructure ont été testés en laboratoire; les résultats ont été validés avec des essais in situ et corrélés avec les modules réversibles et les potentiels de ségrégation obtenus en laboratoire. Des modèles mathématiques ont été développés permettant une quantification adéquate du module réversible et du potentiel de ségrégation en fonction des propriétés géotechniques du sol.

Conception, caractérisation et optimisation de SPAD en technologie Dalsa HV CMOS 0.8 μm pour intégration dans un 3D-SiPM

Résumé : Les photodiodes à avalanche monophotonique (SPAD) sont d'intérêts pour les applications requérant la détection de photons uniques avec une grande résolution temporelle, comme en physique des hautes énergies et en imagerie médicale. En fait, les matrices de SPAD, souvent appelés photomultiplicateurs sur silicium (SiPM), remplacent graduellement les tubes photomultiplicateurs (PMT) et les photodiodes à avalanche (APD). De plus, il y a une tendance à utiliser les matrices de SPAD en technologie CMOS afin d'obtenir des pixels intelligents optimisés pour la résolution temporelle. La fabrication de SPAD en technologie CMOS commerciale apporte plusieurs avantages par rapport aux procédés optoélectroniques comme le faible coût, la capacité de production, l'intégration d'électronique et la miniaturisation des systèmes. Cependant, le défaut principal du CMOS est le manque de flexibilité de conception au niveau de l'architecture du SPAD, causé par le caractère fixe et standardisé des étapes de fabrication en technologie CMOS. Un autre inconvénient des matrices de SPAD CMOS est la perte de surface photosensible amenée par la présence de circuits CMOS. Ce document présente la conception, la caractérisation et l'optimisation de SPAD fabriqués dans une technologie CMOS commerciale (Teledyne DALSA 0.8µm HV CMOS - TDSI CMOSP8G). Des modifications de procédé sur mesure ont été introduites en collaboration avec l'entreprise CMOS pour optimiser les SPAD tout en gardant la compatibilité CMOS. Les matrices de SPAD produites sont dédiées à être intégrées en 3D avec de l'électronique CMOS économique (TDSI) ou avec de l'électronique CMOS submicronique avancée, produisant ainsi un SiPM 3D numérique. Ce SiPM 3D innovateur vise à remplacer les PMT, les APD et les SiPM commerciaux dans les applications à haute résolution temporelle. L'objectif principal du groupe de recherche est de développer un SiPM 3D avec une résolution temporelle de 10 ps pour usage en physique des hautes énergies et en imagerie médicale. Ces applications demandent des procédés fiables avec une capacité de production certifiée, ce qui justifie la volonté de produire le SiPM 3D avec des technologies CMOS commerciales. Ce mémoire étudie la conception, la caractérisation et l'optimisation de SPAD fabriqués en technologie TDSI-CMOSP8G.

Development and application of sensitive genome-wide platforms to study the genetic and epigenetic (DNA methylation) makeup of gametes and early bovine embryos

Pour ce projet, nous avons développé une plateforme pour l’analyse pangénomique de la méthylation de l’ADN chez le bovin qui est compatible avec des échantillons de petites tailles. Cet outil est utilisé pour étudier les caractéristiques génétiques et épigénétiques (méthylation de l’ADN) des gamètes soumis aux procédures de procréation médicalement assisitée et des embryons précoces. Dans un premier temps, une plateforme d’analyse de biopuces spécifiques pour l’étude de la méthylation de l’ADN chez l’espèce bovine a été développée. Cette plateforme a ensuite été optimisée pour produire des analyses pangénomiques de méthylation de l’ADN fiables et reproductibles à partir d’échantillons de très petites tailles telle que les embryons précoces (≥ 10 ng d’ADN a été utilisé, ce qui correspond à 10 blastocystes en expansion). En outre, cet outil a permis d’évaluer de façon simultanée la méthylation de l’ADN et le transcriptome dans le même échantillon, fournissant ainsi une image complète des profils génétiques et épigénétiques (méthylation de l’ADN). Comme preuve de concept, les profils comparatifs de méthylation de l’ADN spermatique et de blastocystes bovins ont été analysés au niveau de l’ensemble du génome. Dans un deuxième temps, grâce à cette plateforme, les profils globaux de méthylation de l’ADN de taureaux jumeaux monozygotes (MZ) ont été analysés. Malgré qu’ils sont génétiquement identiques, les taureaux jumeaux MZ ont des descendants avec des performances différentes. Par conséquent, l’hypothèse que le profil de méthylation de l’ADN spermatique de taureaux jumeaux MZ est différent a été émise. Dans notre étude, des différences significatives entre les jumeaux MZ au niveau des caractéristiques de la semence ainsi que de la méthylation de l’ADN ont été trouvées, chacune pouvant contribuer à l’obtention de performances divergentes incongrues des filles engendrées par ces jumeaux MZ. Dans la troisième partie de ce projet, la même plateforme a été utilisée pour découvrir les impacts d’une supplémentation à forte concentration en donneur de méthyle universel sur les embryons précoces bovins. La supplémentation avec de grandes quantités d’acide folique (AF) a été largement utilisée et recommandée chez les femmes enceintes pour sa capacité bien établie à prévenir les malformations du tube neural chez les enfants. Cependant, plus récemment, plusieurs études ont rapporté des effets indésirables de l’AF utilisé à des concentrations élevées, non seulement sur le développement de l’embryon, mais aussi chez les adultes. Au niveau cellulaire, l’AF entre dans le métabolisme monocarboné, la seule voie de production de S-adénosyl méthionine (SAM), un donneur universel de groupements méthyles pour une grande variété de biomolécules, y compris l’ADN. Par conséquent, pour résoudre cette controverse, une forte dose de SAM a été utilisée pour traiter des embryons produits in vitro chez le bovin. Ceci a non seulement permis d’influencer le phénotype des embryons précoces, mais aussi d’avoir un impact sur le transcriptome et le méthylome de l’ADN. En somme, le projet en cours a permis le développement d’une plateforme d’analyse de la méthylation de l’ADN à l’échelle du génome entier chez le bovin à coût raisonnable et facile à utiliser qui est compatible avec les embryons précoces. De plus, puisque c’est l’une des premières études de ce genre en biologie de la reproduction bovine, ce projet avait trois objectifs qui a donné plusieurs nouveaux résultats, incluant les profils comparatifs de méthylation de l’ADN au niveau : i) blastocystes versus spermatozoïdes ; ii) semence de taureaux jumeaux MZ et iii) embryons précoces traités à de fortes doses de SAM versus des embryons précoces non traités.