Towards the enantioselective synthesis of lycoricidine alkaloids /

Two efficient, regio- and stereo controlled synthetic approaches to the synthesis of racemic analogs of pancratistatin have been accomplished and they serve as the model systems for the total synthesis of optically active 7-deoxy-pancratistatin. In the Diels-Alder approach, an efficient [4+2] cycloaddition of 3,4-methylenedioxyco- nitrostyrene with Danishefsky's diene to selectively form an exo-nitro adduct has been developed as the key step in the construction of the C-ring of the target molecule. In the Michael addition approach, the key step was a conjugate addition of an organic zinc-cuprate to the 3,4-methylenedioxy-(B-nitrostyrene, followed by a diastereocontroUed closure to form the cyclohexane C-ring of the target molecule via an intramolecular nitro-aldol cyclization on a neutral alumina surface. A chair-like transition state for such a cyclization has been established and such a chelation controlled transition state can be useful in the prediction of diastereoselectivity in other related 6-exo-trig nitroaldol reactions. Cyclization of the above products fi^om both approaches by using a Bischler-Napieralski type reaction afforded two lycoricidine derivatives 38 and 50 in good yields. The initial results from the above modeling studies as well as the analysis of the synthetic strategy were directed to a chiral pool approach to the total synthesis of optically active 7-deoxy-pancratistatin. Selective monsilylation and iodination of Ltartaric acid provided a chiral precursor for the proposed key Michael transformation. The outlook for the total synthesis of 7-deoxy-pancratistatin by this approach is very promising.A concise synthesis of novel designed, optically pure, Cz-symmetrical disulfonylamide chiral ligands starting from L-tartaric acid has also been achieved. This sequence employs the metallation of indole followed by Sfj2 replacement of a dimesylate as the key step. The activity for this Cz-symmetric chiral disulfonamide ligand in the catalytic enantioselective reaction has been confirmed by nucleophilic addition to benzaldehyde in the disulfonamide-Ti (0-i-Pr)4-diethylzinc system with a 48% yield and a 33% e.e. value. Such a ligand tethered with a suitable metal complex should be also applicable towards the total synthesis of 7-deoxy-pancratistatin.

Synechococcus sp. PCC 7002 CpcB lyase null mutations alter phycocyanin chromophore function and, consequently, affect the redistribution of excitation energy via the light state transition /

Phycobilisomes are the major light harvesting complexes for cyanobacteria and phycocyanin is the primary phycobiliprotein of the phycobilisome rod. The phycocyanobilin lyases responsible for chromophorylating the phycocyanin p subunit (CpcB) have been recently identified in the cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 7002. Surprisingly, mutants missing the CpcB lyases were nevertheless capable of producing pigmented phycocyanin. 10K absorbance measurements revealed that the energy states of the p phycocyanin chromophores were only subtly shifted; however, 77K steady state fluorescence emission spectroscopy showed excitation energy transfer involving the targeted chromophores to be highly disrupted. Such evidence suggests that phycobilin orientation within the binding domain is specifically modified. We hypothesized that alternate, less specific lyases are able to act on the p binding sites. A phycocyanin linker-polypeptide deficient mutant was similarly characterized. The light state transition, a short term adaptation of the photosynthetic light harvesting apparatus resulting in the redistribution of excitation energy among the photo systems, was shown to be dominated by the reallocation of phycocyanin-absorbed excitation energy. Treatment with a high M phosphate buffer effectively prevented the redistribution of both chlorophyll a- and phycobilisome- absorbed excitation energy, suggesting that the two effects are not strictly independent. The mutant strains required a larger redistribution of excitation energy between light states, perhaps to compensate for their loss in phycobilisome antenna function.

The Smiles rearrangement in hydrazidic systems and related syntheses /|nG. A. Pawelchak. -- 260 St. Catharines, Ont. : [s. n.],

This research was directed towards the investigation of the Smiles rearrangement in hydrazidic systems and the synthesis of related heterocyclic compounds. The work can be conveniently divided into two main sections. Section 1 of the thesis relates to the synthesis and examination of the O+N migration of phenoxy- derivatives of hydrazidic halides. In general, hydrazidic halides were found to react with 2-nitrophenol and 4-nitrophenol to give corresponding a-nitrophenoxy- compounds. These a-nitrophenoxy- compounds were found to rearrange in warm base to give the corresponding N-benzoyl compounds via a proposed five-membered transition state. Experiments conducted in styrene revealed no radical contribution to the rearrangement. Cross-over product analysis indicated the rearrangement as intramolecular and consistent with the Smiles rearrangement. The preparation of N-a-chlorobenzylidene-N'-2-nitrophenyl- -N'-(2,4-dibromophenyl)hydrazine from N-benzoyl-N'-2-nitrophenyl- N'-(2,4-dibromophenyl)hydrazine was accomplished using phosphorus oxychloride. Examination of this hydrazidic chloride indicated a marked decrease .in reactivity as compared to the N-a-chlorobenzylidene-N'-phenylhydrazine case. Section 2 concerns itself with the preparation of heterocyclic compounds using an analogy of the five-membered transition state present in the Smiles rearrangement of a substituted benzylidene derivatives A new preparation of 2,4-phenyl1,3,4- oxadiazol-S-one using N-benzoyl-N'-phenylhydrazine and ethyl thiochloroformate is reported. Two new preparations of N-a-thiobenzoyl-N'-(2,4-dibromophenylhydrazine are reported using sodium hydrosulfide in conjunction with N-a-bromobenzylidene-N'-(2,4-dibromophenyl)hydrazine in the first, and phosphorus pentasulfide with N-benzoylN'-( 2,4-dibromophenyl)hydrazine in the second. The latter is preferred due to the formation of a sulfide co-product in the former. Two preparations of 2-phenyl-4-(2,4-dibromophenyl)-1,3,4- thiadiazol-S-one are reported using N-thiobenzoyl-N'-(2,4-dibromophenyl) hydrazine and ethyl chloroformate and ethyl thiochloroformate Two rapid and easy preparations of 2-phenyl-4-(2,4-dibromophenyl)- 1,3,4-triazol-S-one are reported using ethyl chloroformate and ethyl thiochloroformate. Sodium cyanate in conjunction with a-aminobenzylidene-N'-(2,4-dibromophenyl)hydrazine also provided 2-phenyl-4-(2,4-dibromophenyl)-1,3,4-triazol-S-one Section 2 concludes with an examination of two possible mechanistic routes to the prepared heterocycles.

Bis-and tris (amidine) fluoroboron cations and related systems studies by Multinuclear NMR and fast atom bombardment mass spectometry

The formation and the isolation of fluoroboron salts, (D2BF2+)(PF6-), (DD'BF2+)(PF6-) and (D3BF2+)(PF6-)2, have been carried out. 1,8-Diazabicyclo [5,4.0]undec-7-ene (DBU) and 1,5-diazabicyclo[4,3,O]non-5-ene (DBN), extremely strong organic bases, were introduced into the fluoroboron cation systems and induced a complicated redistribution reaction in the D/BF3/BC13 systems. The result was the formation of all BFnCI4-n-, D.BFnCI3-n and fluoroboron cation species which were detected by 19p and 11B NMR spectrometry. The displacement reaction of CI- from these D.BFnCI3-n (n = 1 and 2) species by the second entering ligand is much faster than in other nitrogen donor containing systems which have been previously studied. Tetramethylguanidine, oxazolines and thiazolines can also produce similar reactions in D/BF3/BCI3 systems, but no significant BFnC4-n- species were observed. As well as influences of their basicity and their steric hindrance, N=C-R(X) (X = N, 0 or S) and N=C( X)2 (X = N or S) structures of ligands have significant effects on the fonnationof fluoroboron cations and the related NMR parameters. D3BF2+ and some D2BF2+ show the expected inertness, but (DBU)2BF2+ shows an interestingly high reactivity. (D2BF2+)(X-) formed from weak organic bases such as pyridine can react with stronger organic bases and form DD'BF2+ and D'2BF2+ in acetone or nitromethane. Fast atom bombardment mass spectrometry is doubly meaningful to this work. Firstly, FABMS can be directly applied to the complicated fluoroboron cation containing solution systems as an excellent complementary technique to multinuclear NMR. Secondly, the gas-phase ion substitution reaction of (D2BF2+)(PF6-) with the strong organic bases is successfully observed in a FABMS ion source when the B-N bond is not too strong in these cations.

Examining the inclusion experiences of students with intellectual disabilities : a study focusing on the transition from elementary to secondary school

Transitioning from elementary to secondary school is a major event in adolescents' lives and can be associated with academic, social, and emotional challenges (Shaffer, 2005; Sirsch, 2003). Considerably less research has focused on the transitional experiences of students with intellectual disabilities (lD) as they enter secondary school and the role of educational inclusion in this process (Noland, Cason, & Lincoln, 2007). Conceivably, students with ID who leave inclusive elementary schools, where they have been educated alongside their peers without ID, and who enter segregated secondary educational placements may experience unique social and emotional challenges (Farmer, Pearl, & Van Acker, 1996; Fryxell & Kennedy, 1995; Shaffer, 2005). This study examined the transitional experiences of 6 students with ID and the role of educational inclusion, with a focus on elementary to secondary school transitions from inclusive to segregated settings and vice versa. This study included the collection of multiple sources of data. Semi-structured interviews with 6 caregivers and students with ID were conducted. Students' Individual Education Transitional Plans were discussed in caregivers' interviews to determine how they shaped students' educational inclusion experiences (Ontario Ministry of Education & Training, 1999/2000/2004). Parts ofthe following questionnaires were "qualitized" (Tashakkori & Teddlie, 1998) and administered orally: "Youth Self-Report" (YSR; Achenbach, 2001 c) and "Child Behaviour Checklist Caregivers Form" (CBLC/6-18; Achenbach, 200la). The findings of this study contribute to the literature on educational inclusion by highlighting the positive/negative social and emotional impact of congruent and incongruent transitional experiences of students with ID and the role of educational inclusion.

Life after hockey : an examination of athletic career transition and the National Hockey League's career transition program

The existent body of athletic career retirement literature is scant in studies of career transition programs. In an effort to attend to this analytical gap, the present study set out to examine the transitions of National Hockey League (NHL; ice hockey) alumni, as well as the effect ~and effectiveness of their respective career transition program, the Life After Hockey program. Interviews with 17 NHL/program alumni revealed that quality of transition (to post-playing life) was affected by: the continuity between pre- and postretirement environments; athletic identity; physical/psychological health (particularly with respect to post-concussion syndrome); selective coping strategies (e.g., preretirement planning (e.g., financial planning, continued education), positive reinterpretation, alcohol/substance abuse); and social support. Also affecting quality of transition, and found to be highly effective (particularly in generating new occupational opportunities, assisting in the acquisition of new skills, and providing a system of continuous support), was the Life After Hockey program.

Identification of novel retinoid receptors and their roles in vertebrate and invertebrate nervous systems

In vertebrates, signaling by retinoic acid (RA) is known to play an important role in embryonic development, as well as organ homeostasis in the adult. In organisms such as adult axolotls and newts, RA is also important for regeneration of the CNS, limb, tail, and many other organ systems. RA mediates many of its effects in development and regeneration through nuclear receptors, known as retinoic acid receptors (RARs) and retinoid X receptors (RXRs). This study provides evidence for an important role of the RA receptor, RAR~2, in ,( '. regeneration ofthe spinal cord and tail of the adult newt. It has previously been proposed that the ability of the nervous system to regenerate might depend on the presence or absence of this RAR~2 isoform. Here, I show for the very first time, that the regenerating spinal cord of the adult newt expresses this ~2 receptor isoform, and inhibition of retinoid signaling through this specific receptor with a selective antagonist inhibits tail and spinal cord regeneration. This provides the first evidence for a role of this receptor in this process. Another species capable of CNS ~~generation in the adult is the invertebrate, " Lymnaea stagnalis. Although RA has been detected in a small number of invertebrates (including Lymnaea), the existence and functional roles of the retinoid receptors in most invertebrate non-chordates, have not been previously studied. It has been widely believed, however, that invertebrate non-chordates only possess the RXR class of retinoid receptors, but not the RARs. In this study, a full-length RXR cDNA has been cloned, which was the first retinoid receptor to be discovered in Lymnaea. I then went on to clone the very first full-length RAR eDNA from any non-chordate, invertebrate species. The functional role of these receptors was examined, and it was shown that normal molluscan development was altered, to varying degrees, by the presence of various RXR and RAR agonists or antagonists. The resulting disruptions in embryogenesis ranged from eye and shell defects, to complete lysis of the early embryo. These studies strongly suggest an important role for both the RXR and RAR in non-chordate development. The molluscan RXR and RAR were also shown to be expressed in the adult, nonregenerating eNS, as well as in individual motor neurons regenerating in culture. More specifically, their expression displayed a non-nuclear distfibution, suggesting a possible non-genomic role for these 'nuclear' receptors. It was shown that immunoreactivity for the RXR was present in almost all regenerating growth cones, and (together with N. Farrar) it was shown that this RXR played a novel, non-genomic role in mediating growth cone turning toward retinoic acid. Immunoreactivity for the novel invertebrate RAR was also found in the regenerating growth cones, but future work will be required to determine its functional role in nerve cell regeneration. Taken together, these data provide evidence for the importance of these novel '. retinoid receptors in development and regeneration, particularly in the adult nervous system, and the conservation of their effects in mediating RA signaling from invertebrates to vertebrates.

Understanding the Integration of Living Skills Through the Context of Health and Physical Education: A Case Study of Educators’ Experiences

The research presented is a qualitative case study of educators’ experiences in integrating living skills in the context of health and physical education (HPE). In using semi-structured interviews the study investigated HPE educators’ experiences and revealed their insights relative to three major themes; professional practice, challenges and support systems. Professional practice experiences detailed the use of progressive lesson planning, reflective and engaging activities, explicit student centered pedagogy as well as holistic teaching philosophies. Even further, the limited knowledge and awareness of living skills, conflicting teaching philosophies, competitive environments between subject areas and lack of time and accessibility were four major challenges that emerged throughout the data. Major supportive roles for HPE educators in the integration process included other educators, consultants, school administration, public health, parents, community programs and professional organizations. The study provides valuable discussion and suggestions for improvement of pedagogical practices in teaching living skills in the HPE setting.

Fit For Action: A Comparative Case Study of the Implementation of an Adaptive Fitness and Conditioning Program for Moderate Functioning Teens and Transition Age Youth with ASD

The purpose of my research was to develop and refine pedagogic approaches, and establish fitness baselines to adapt fitness and conditioning programs for Moderate-functioning ASD individuals. I conducted a seven-week study with two teens and two trainers. The trainers implemented individualized fitness and conditioning programs that I developed. I conducted pre and post fitness baselines for each teen, a pre and post study interview with the trainers, and recorded semi-structured observations during each session. I used multi-level, within-case and across case analyses, working inductively and deductively. My findings indicated that fundamental movement concepts can be used to establish fitness baselines and develop individualized fitness programs. I tracked and evaluated progressions and improvements using conventional measurements applied to unconventional movements. This process contributed to understanding and making relevant modifications to activities as effective pedagogic strategies for my trainers. Further research should investigate fitness and conditioning programs with lower functioning ASD individuals.

Mirroring Enzymes: The Role of H-Bonding In HQuin-BAM Catalyzed Asymmetric Aza-Henry Reactions: A DFT Study into the Reactivity, Mechanism, and Origins of Selectivity

The exact mechanistic understanding of various organocatalytic systems in asymmetric reactions such as Henry and aza-Henry transformations is important for developing and designing new synthetic organocatalysts. The focus of this dissertation will be on the use of density functional theory (DFT) for studying the asymmetric aza-Henry reaction. The first part of the thesis is a detailed mechanistic investigation of a poorly understood chiral bis(amidine) (BAM) Brønsted acid catalyzed aza-Henry reaction between nitromethane and N-Boc phenylaldimine. The catalyst, in addition to acting as a Brønsted base, serves to simultaneously activate both the electrophile and the nucleophile through dual H-bonding during C-C bond formation and is thus essential for both reaction rate and selectivity. Analysis of the H-bonding interactions revealed that there was a strong preference for the formation of a homonuclear positive charge-assisted H-bond, which in turn governed the relative orientation of substrate binding. Attracted by this well-defined mechanistic investigation, the other important aspect of my PhD research addressed a detailed theoretical analysis accounting for the observed selectivity in diastereoselective versions of this reaction. A detailed inspection of the stereodetermining C-C bond forming transition states for monoalkylated nitronate addition to a range of electronically different aldimines, revealed that the origins of stereoselectivity were controlled by a delicate balance of different factors such as steric, orbital interactions, and the extent of distortion in the catalyst and substrates. The structural analysis of different substituted transition states established an interesting dependency on matching the shape and size of the catalyst (host molecule) and substrates (guest molecules) upon binding, both being key factors governing selectivity, in essence, offering an analogy to positive cooperative binding effect of catalytic enzymes and substrates in Nature. In addition, both intra-molecular (intra-host) and inter-molecular (host-guest, guest-guest) stabilizing interactions play a key role to the high π-facial selectivity. The application of dispersion-corrected functionals (i.e., ωB97X-D and B3LYP-D3) was essential for accurately modeling these stabilizing interactions, indicating the importance of dispersion effects in enantioselectivity. As a brief prelude to more extensive future studies, the influence of a triflate counterion on both reactivity and selectivity in this reaction was also addressed.

Analyse des pratiques de lecture sur livres électroniques chez les étudiants universitaires

La lecture numérique prend de plus en plus de place dans l'espace global de la lecture des étudiants. Bien que les premiers systèmes de lecture numérique, communément appelés livres électroniques, datent déjà de plusieurs années, les opinions quant à leur potentiel divergent encore. Une variété de contenus universitaires numériques s’offre aujourd’hui aux étudiants, entraînant par le fait même une multiplication d'usages ainsi qu'une variété de modes de lecture. Les systèmes de lecture numérique font maintenant partie intégrante de l’environnement électronique auquel les étudiants ont accès et méritent d’être étudiés plus en profondeur. Maintes expérimentations ont été menées dans des bibliothèques publiques et dans des bibliothèques universitaires sur les livres électroniques. Des recherches ont été conduites sur leur utilisabilité et sur le degré de satisfaction des lecteurs dans le but d’en améliorer le design. Cependant, très peu d’études ont porté sur les pratiques de lecture proprement dites des universitaires (notamment les étudiants) et sur leurs perceptions de ces nouveaux systèmes de lecture. Notre recherche s’intéresse à ces aspects en étudiant deux systèmes de lecture numérique, une Tablet PC (dispositif nomade) et un système de livres-Web, NetLibrary (interface de lecture intégrée à un navigateur Web). Notre recherche étudie les pratiques de lecture des étudiants sur ces systèmes de lecture numérique. Elle est guidée par trois questions de recherche qui s’articulent autour (1) des stratégies de lecture employées par des étudiants (avant, pendant et après la lecture), (2) des éléments du système de lecture qui influencent (positivement ou négativement) le processus de lecture et (3) des perceptions des étudiants vis-à-vis la technologie du livre électronique et son apport à leur travail universitaire. Pour mener cette recherche, une approche méthodologique mixte a été retenue, utilisant trois modes de collecte de données : un questionnaire, des entrevues semi-structurées avec les étudiants ayant utilisé l’un ou l’autre des systèmes étudiés, et le prélèvement des traces de lecture laissées par les étudiants dans les systèmes, après usage. Les répondants (n=46) étaient des étudiants de l’Université de Montréal, provenant de trois départements (Bibliothéconomie & sciences de l’information, Communication et Linguistique & traduction). Près de la moitié d’entre eux (n=21) ont été interviewés. Parallèlement, les traces de lecture laissées dans les systèmes de lecture par les étudiants (annotations, surlignages, etc.) ont été prélevées et analysées. Les données des entrevues et des réponses aux questions ouvertes du questionnaire ont fait l'objet d'une analyse de contenu et un traitement statistique a été réservé aux données des questions fermées du questionnaire et des traces de lecture. Les résultats obtenus montrent que, d’une façon générale, l’objectif de lecture, la nouveauté du contenu, les habitudes de lecture de l’étudiant de même que les possibilités du système de lecture sont les éléments qui orientent le choix et l’application des stratégies de lecture. Des aides et des obstacles à la lecture ont été identifiés pour chacun des systèmes de lecture étudiés. Les aides consistent en la présence de certains éléments de la métaphore du livre papier dans le système de lecture numérique (notion de page délimitée, pagination, etc.), le dictionnaire intégré au système, et le fait que les systèmes de lecture étudiés facilitent la lecture en diagonale. Pour les obstacles, l’instrumentation de la lecture a rendu l’appropriation du texte par le lecteur difficile. De plus, la lecture numérique (donc « sur écran ») a entraîné un manque de concentration et une fatigue visuelle notamment avec NetLibrary. La Tablet PC, tout comme NetLibrary, a été perçue comme facile à utiliser mais pas toujours confortable, l’inconfort étant davantage manifeste dans NetLibrary. Les étudiants considèrent les deux systèmes de lecture comme des outils pratiques pour le travail universitaire, mais pour des raisons différentes, spécifiques à chaque système. L’évaluation globale de l’expérience de lecture numérique des répondants s’est avérée, dans l’ensemble, positive pour la Tablet PC et plutôt mitigée pour NetLibrary. Cette recherche contribue à enrichir les connaissances sur (1) la lecture numérique, notamment celle du lectorat universitaire étudiant, et (2) l’impact d’un système de lecture sur l’efficacité de la lecture, sur les lecteurs, sur l’atteinte de l’objectif de lecture, et sur les stratégies de lecture utilisées. Outre les limites de l’étude, des pistes pour des recherches futures sont présentées.

La transformation du rôle de représentante d’aidantes familiales pendant l’hébergement de leur parent atteint de démence : une théorisation ancrée

RÉSUMÉ L‘hébergement en centre de soins de longue durée d'un parent âgé atteint de démence marque une transition pour les personnes qui occupent un rôle d’aidant familial principal. Ces personnes, principalement des femmes, poursuivent leur engagement après l’hébergement et souhaitent être impliquées dans les décisions concernant les soins offerts à leur parent. Souvent l'hébergement survient au moment où la personne âgée n'est plus en mesure, compte tenu de ses déficiences cognitives, d'exprimer clairement ses besoins; les aidantes accordent alors une place centrale au rôle de représentante de leur proche hébergé. Cette étude avait pour but d’expliquer la transformation du rôle de représentante chez des aidantes familiales dont le parent atteint de démence vit dans un centre d’hébergement et de soins de longue durée (CHSLD). La méthode qualitative de la théorisation ancrée a été retenue pour expliquer ce processus social. Les résultats obtenus reposent sur 14 entrevues en profondeur réalisées auprès de filles dont le parent atteint de démence était hébergé depuis plus de six mois dans un CHSLD. Ces aidantes ont été sélectionnées selon une procédure d’échantillonnage théorique et l’analyse des données a été réalisée à partir de la transcription intégrale des entrevues en suivant trois niveaux d'analyse, soit la codification ouverte, axiale et sélective. Une proposition théorique, générée par voie inductive, met en lumière trois processus intermédiaires interreliés expliquant la transformation du rôle de représentante pendant l’hébergement du proche : 1) l’intégration dans le milieu ; 2) l’évaluation de la qualité des soins et 3) le développement de la confiance envers le milieu d’hébergement. Plus précisément, les aidantes déploient différentes stratégies d’intégration dans le milieu d’hébergement, soit l’établissement de relations de réciprocité et d’une collaboration avec le personnel soignant, ainsi que l’utilisation d’un style de communication diplomatique. Parallèlement, elles évaluent la qualité des soins en trois étapes : jugement, pondération et action. Finalement, une relation de confiance avec les membres du personnel de l’établissement se développe en lien avec cinq facteurs spécifiques, soit les premières impressions, la comparaison avec d’autres CHSLD, l’intérêt démontré par le personnel envers le proche, le fait d’être entendue et prise au sérieux et la transparence du milieu d’hébergement. Ces trois processus contribuent au bien-être du parent hébergé et à celui de l’aidante. Le développement de la confiance étant associé aux deux autres processus intermédiaires ainsi qu’au bien-être de l’aidante, il est le processus central de la théorie contextuelle qui émerge de cette recherche. Cette étude contribue au développement des connaissances, notamment en fournissant plusieurs éléments inédits de compréhension du processus de transformation du rôle de représentante des aidantes familiales, de même que des pistes pour soutenir ces aidantes dont le parent, souffrant de démence, n’est plus en mesure de prendre des décisions. La théorie contextuelle proposée dans le cadre de cette étude constitue les prémices d’une théorie de niveau intermédiaire portant sur le rôle de représentant des aidants familiaux dans le contexte plus général du système de santé. Des études réalisées dans d’autres contextes de soins et auprès d’aidants de proches vulnérables ayant d’autres types d’affections sont ainsi recommandées.

Computer "Insecurity" and Viral Attacks : Liability Issues Regarding Unsafe Computer Systems Under Quebec Law

Un résumé en français est également disponible.

Structure et dynamique des communautés multi-espèces : le rôle de l’espace

Cette thèse porte sur le rôle de l’espace dans l’organisation et dans la dynamique des communautés écologiques multi-espèces. Deux carences peuvent être identifiées dans les études théoriques actuelles portant sur la dimension spatiale des communautés écologiques : l’insuffisance de modèles multi-espèces représentant la dimension spatiale explicitement, et le manque d’attention portée aux interactions positives, tel le mutualisme, en dépit de la reconnaissance de leur ubiquité dans les systèmes écologiques. Cette thèse explore cette problématique propre à l’écologie des communautés, en utilisant une approche théorique s’inspirant de la théorie des systèmes complexes et de la mécanique statistique. Selon cette approche, les communautés d’espèces sont considérées comme des systèmes complexes dont les propriétés globales émergent des interactions locales entre les organismes qui les composent, et des interactions locales entre ces organismes et leur environnement. Le premier objectif de cette thèse est de développer un modèle de métacommunauté multi-espèces, explicitement spatial, orienté à l’échelle des individus et basé sur un réseau d’interactions interspécifiques générales comprenant à la fois des interactions d’exploitation, de compétition et de mutualisme. Dans ce modèle, les communautés locales sont formées par un processus d’assemblage des espèces à partir d’un réservoir régional. La croissance des populations est restreinte par une capacité limite et leur dynamique évolue suivant des mécanismes simples de reproduction et de dispersion des individus. Ces mécanismes sont dépendants des conditions biotiques et abiotiques des communautés locales et leur effet varie en fonction des espèces, du temps et de l’espace. Dans un deuxième temps, cette thèse a pour objectif de déterminer l’impact d’une connectivité spatiale croissante sur la dynamique spatiotemporelle et sur les propriétés structurelles et fonctionnelles de cette métacommunauté. Plus précisément, nous évaluons différentes propriétés des communautés en fonction du niveau de dispersion des espèces : i) la similarité dans la composition des communautés locales et ses patrons de corrélations spatiales; ii) la biodiversité locale et régionale, et la distribution locale de l’abondance des espèces; iii) la biomasse, la productivité et la stabilité dynamique aux échelles locale et régionale; et iv) la structure locale des interactions entre les espèces. Ces propriétés sont examinées selon deux schémas spatiaux. D’abord nous employons un environnement homogène et ensuite nous employons un environnement hétérogène où la capacité limite des communautés locales évoluent suivant un gradient. De façon générale, nos résultats révèlent que les communautés écologiques spatialement distribuées sont extrêmement sensibles aux modes et aux niveaux de dispersion des organismes. Leur dynamique spatiotemporelle et leurs propriétés structurelles et fonctionnelles peuvent subir des changements profonds sous forme de transitions significatives suivant une faible variation du niveau de dispersion. Ces changements apparaissent aussi par l’émergence de patrons spatiotemporels dans la distribution spatiale des populations qui sont typiques des transitions de phases observées généralement dans les systèmes physiques. La dynamique de la métacommunauté présente deux régimes. Dans le premier régime, correspondant aux niveaux faibles de dispersion des espèces, la dynamique d’assemblage favorise l’émergence de communautés stables, peu diverses et formées d’espèces abondantes et fortement mutualistes. La métacommunauté possède une forte diversité régionale puisque les communautés locales sont faiblement connectées et que leur composition demeure ainsi distincte. Par ailleurs dans le second régime, correspondant aux niveaux élevés de dispersion, la diversité régionale diminue au profit d’une augmentation de la diversité locale. Les communautés locales sont plus productives mais leur stabilité dynamique est réduite suite à la migration importante d’individus. Ce régime est aussi caractérisé par des assemblages incluant une plus grande diversité d’interactions interspécifiques. Ces résultats suggèrent qu’une augmentation du niveau de dispersion des organismes permet de coupler les communautés locales entre elles ce qui accroît la coexistence locale et favorise la formation de communautés écologiques plus riches et plus complexes. Finalement, notre étude suggère que le mutualisme est fondamentale à l’organisation et au maintient des communautés écologiques. Les espèces mutualistes dominent dans les habitats caractérisés par une capacité limite restreinte et servent d’ingénieurs écologiques en facilitant l’établissement de compétiteurs, prédateurs et opportunistes qui bénéficient de leur présence.

Electrospinning and characterization of self-assembled inclusion complexies

L’électrofilage est une technique permettant de fabriquer des fibres polymériques dont le diamètre varie entre quelques nanomètres et quelques microns. Ces fibres ont donc un rapport surface/volume très élevé. Les fibres électrofilées pourraient trouver des applications dans le relargage de médicaments et le génie tissulaire, comme membranes et capteurs chimiques, ou dans les nanocomposites et dispositifs électroniques. L’électrofilage était initialement utilisé pour préparer des toiles de fibres désordonnées, mais il est maintenant possible d’aligner les fibres par l’usage de collecteurs spéciaux. Cependant, il est important de contrôler non seulement l’alignement macroscopique des fibres mais aussi leur orientation au niveau moléculaire puisque l’orientation influence les propriétés mécaniques, optiques et électriques des polymères. Les complexes moléculaires apparaissent comme une cible de choix pour produire des nanofibres fortement orientées. Dans les complexes d’inclusion d’urée, les chaînes polymères sont empilées dans des canaux unidimensionnels construits à partir d’un réseau tridimensionnel de molécules d’urée liées par des ponts hydrogène. Ainsi, les chaînes polymère sonts très allongées à l’échelle moléculaire. Des nanofibres du complexe PEO-urée ont été préparées pour la première fois par électrofilage de suspensions et de solutions. Tel qu’attendu, une orientation moléculaire inhabituellement élevée a été observée dans ces fibres. De tels complexes orientés pourraient être utilisés à la fois dans des études fondamentales et dans la préparation de matériaux hiérarchiquement structurés. La méthode d’électrofilage peut parfois aussi être utilisée pour préparer des matériaux polymériques métastables qui ne peuvent pas être préparés par des méthodes conventionnelles. Ici, l’électrofilage a été utilisé pour préparer des fibres des complexes stables (α) et "métastables" (β) entre le PEO et l’urée. La caractérisation du complexe β, qui était mal connu, révèle un rapport PEO:urée de 12:8 appartenant au système orthorhombique avec a = 1.907 nm, b = 0.862 nm et c = 0.773 nm. Les chaînes de PEO sont orientées selon l’axe de la fibre. Leur conformation est significativement affectée par les ponts hydrogène. Une structure en couches a été suggérée pour la forme β, plutôt que la structure conventionnelle en canaux adoptée par la forme α. Nos résultats indiquent que le complexe β est thermodynamiquement stable avant sa fonte et peut se transformer en forme α et en PEO liquide par un processus de fonte et recristallisation à 89 ºC. Ceci va dans le sens contraire aux observations faites avec le complexe β obtenu par trempe du complexe α fondu. En effet, le complexe β ainsi obtenu est métastable et contient des cristaux d’urée. Il peut subir une transition de phases cinétique solide-solide pour produire du complexe α dans une vaste gamme de températures. Cette transition est induite par un changement de conformation du PEO et par la formation de ponts hydrogène intermoléculaires entre l’urée et le PEO. Le diagramme de phases du système PEO-urée a été tracé sur toute la gamme de compositions, ce qui a permis d’interpréter la formation de plusieurs mélanges qui ne sont pas à l’équilibre mais qui sont été observés expérimentalement. La structure et le diagramme de phases du complexe PEO-thiourée, qui est aussi un complexe très mal connu, ont été étudiés en détail. Un rapport molaire PEO :thiourée de 3:2 a été déduit pour le complexe, et une cellule monoclinique avec a = 0.915 nm, b = 1.888 nm, c = 0.825 nm et β = 92.35º a été déterminée. Comme pour le complexe PEO-urée de forme β, une structure en couches a été suggérée pour le complexe PEO-thiourée, dans laquelle les molécules de thiourée seraient disposées en rubans intercalés entre deux couches de PEO. Cette structure en couches pourrait expliquer la température de fusion beaucoup plus faible des complexes PEO-thiourée (110 ºC) et PEO-urée de forme β (89 ºC) en comparaison aux structures en canaux du complexe PEO-urée de forme α (143 ºC).