Avenues de synthèse d’un matériau magnétique multifonctionnel à des fins de catalyse hétérogène

La catalyse est à la base de la fabrication de médicaments, de produits textiles, d‘engrais, des pots d’échappement, et une multitude d’autres applications de notre quotidien. En effet, dans les pays industrialisés jusqu’à 80% des produits manufacturés utilisés au quotidien ont nécessité au moins une étape de catalyse lors de leur fabrication. Outre être actif, il est primordial pour un catalyseur performant d’être résistant à la désactivation qui se traduit par la perte d’activité ou de sélectivité d’un catalyseur au cours du temps. La synthèse d’un matériau multifonctionnel permet de répondre à ces différents critères. L’objectif d’un design intelligent de matériaux est de mener à des effets synergiques de chacune des composantes. Pour un catalyseur, en plus d’être actif et sélectif pour le produit désiré, il faut en plus qu’il soit durable, stable dans le temps, et permette d’être réutilisable. L’objectif de ce projet est de faire une synthèse originale, simple et reproductible d’un catalyseur actif et résistant à la désactivation. De base, un catalyseur se compose d’un support et d’un matériau actif. La nature, la morphologie et l’agencement de ces derniers dictent le comportement chimique du catalyseur final. Comme matériau actif, les nanoparticules d’or sont très prisées en raison de leur potentiel de catalyse élevée pour de nombreuses réactions. Cependant, aux températures de fonctionnement de la catalyse, les nanoparticules d’or ont tendance à se désactiver par coalescence. Pour remédier à cela, il est possible de déposer une couche de silice mésoporeuse afin de protéger les NPs d’or des rudes conditions de réaction tout en étant perméables aux espèces réactives. Plusieurs types de matériaux peuvent servir de support aux nanoparticules d’or. À ce titre, les particules d’oxydes de fer magnétiques telles que la magnétite (Fe[indice inférieur 3]O[indice inférieur 4]) sont intéressantes pour leur potentiel hyperthermique, phénomène par lequel des nanoparticules (NPs) magnétiques transforment de l’énergie électromagnétique provenant d’un champ externe haute fréquence en chaleur, créant ainsi des nano-fours. Une première couche de silice est utilisée comme matrice de greffage afin de fixer les nanoparticules d’or sur la magnétite. La structure visée est illustrée à la Figure ci-dessous. Figure 1 Structure du catalyseur de Fe2O4@SiO2-Au-SiO2m (Ge, Zhang, Zhang, & Yin, 2008) Plusieurs avenues d’assemblage et de synthèse sont explorées pour chacune des composantes de la structure visée. Les avantages et inconvénients ainsi que des mécanismes sont proposés pour chaque voie de synthèse. Le matériau est utilisé comme catalyseur pour la réaction de réduction du 4-Nitrophénol par du NaBH4. Pour ce qui est de la synthèse de magnétite par voie solvothermique, il a été démontré qu’il était important d’être dans un milieu sous pression puisque l’étape limitante de la réaction est la solubilité des particules de magnétites dans le milieu. Cela est en accord avec le principe de mûrissement d’Ostwald selon lequel les petites particules ont tendance à se dissoudre dans le milieu et précipiter à la surface des plus grosses particules de façon à diminuer l’énergie interfaciale. Cette synthèse a été reproduite avec succès et a mené à la production de nanoparticules de Fe[indice inférieur 3]O[indice inférieur 4] sphériques creuses d’une taille de 150 [plus ou moins] 30nm. Ces sphères creuses ont été recouvertes d’une couche de silice dense par une méthode de Stöber modifiée. Le recouvrement forme des amas de particules et est non uniforme en raison de la présence de poly(éthlyène glycol) à la sur face de la magnétite, un adjuvant présent lors de sa synthèse afin d’améliorer la dispersion de la magnétite. La synthèse et le greffage d’AuNPs sont bien maîtrisés : les AuNPs ont une taille de 17 [plus ou moins] 6nm et la quantité d’or greffé est assez élevée. Ultimement, une méthode de greffage alternative tel que le greffage par croissance in situ de nanoparticules d’or pourrait être emprunté afin d’obtenir des particules plus petites. Pour ce qui est de la formation d’une couche de silice mésoporeuse, la méthode par calcination est une meilleure option que par gravure chimique en raison de sa sélectivité envers la couche externe de silice plus élevée ainsi que la formation apparente de pores.

Régulation du transcriptome codant et non-codant chez Schizosaccharomyces pombe: facteurs et mécanismes impliqués dans la maturation 3’ des ARNs et la terminaison de la transcription

La synthèse d’un ARNm eucaryotique dépend d’une suite d’étapes qui inclut notamment l’ajout d’une queue poly(A) à son extrémité 3’. Au noyau, la queue poly(A) des ARNms est liée par PABPN1 (poly(A)-binding protein nuclear 1). PABPN1 fut notamment caractérisée, d’après des études in vitro, pour stimuler la réaction de polyadénylation en plus de contrôler la taille ultime des queues poly(A). Cela dit, la ou les fonction(s) biologique(s) de PABPN1 est/sont cependant largement méconnue(s). Chez Schizosaccharomyces pombe (S. pombe), Pab2 est l’orthologue présumé de PABPN1. Or, mes travaux indiquent que Pab2 est fonctionnellement différente de PABPN1 à l’égard de son rôle sur le processus général de polyadénylation. Ainsi, in vivo, l’absence de Pab2 entraîne l’expression et l’accumulation d’un groupe limité d’ARNs hyperadénylés parmi lesquels se trouvent de nombreux petits ARNs nucléolaires non-codants (snoRNAs) lesquels constituent normalement un groupe abondant d’ARN poly(A)-. Mes résultats supportent ainsi un mécanisme par lequel des snoRNAs immatures poly(A)+, sont convertis en une forme mature poly(A)- par le biais de Pab2 et de l’activité 3’-->5’ exoribonucléase de l’exosome à ARN. Ces observations sont inusitées dans la mesure où elles associent une fonction pour une PABP dans la maturation d'ARNs non-codants, contrairement à la notion que les PABPs travaillent exclusivement au niveau des ARNms, en plus de procurer une nouvelle perspective face au mécanisme de recrutement de l'exosome à ARN à des substrats poly(A)+. La formation de l’extrémité 3’ d’un ARN est un processus étroitement lié à la terminaison de sa transcription. Pour les gènes codants, la terminaison transcriptionnelle est initiée par le clivage endonucléolytique du pré-ARNm. Ce clivage génère une extrémité d’ARN 5’ libre laquelle sera ciblée par une exoribonucléase 5'-->3’ afin de mener à bien l’éviction de l’ARNPII de la matrice d’ADN (terminaison transcriptionnelle de type torpedo). Au contraire, chez Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae), la majorité des gènes non-codants, incluant les snoRNAs, dépendent plutôt du complexe NNS (Nrd1/Nab3/Sen1) pour la terminaison de leur transcription. Cela dit, il est incertain si le complexe NNS est conservé chez d’autres espèces. À cet égard, mes travaux indiquent que S. pombe est dépourvu d’un mécanisme de terminaison de la transcription de type NNS. Seb1, l’orthologue présumé de Nrd1 chez S. pombe, s’associe plutôt à la machinerie de clivage et de polyadénylation et influence la sélection de site de polyadénylation à l’échelle du génome. Mes résultats supportent ainsi l’utilisation de la machinerie de maturation 3’ des ARNms comme principal vecteur de terminaison transcriptionnelle chez S. pombe et identifient Seb1 comme un facteur clé de ce processus. L’évènement transcriptionnel étant hautement complexe, des erreurs peuvent arriver de manière stochastique menant à l’accumulation d’ARNs aberrants potentiellement néfastes pour la cellule. Or, mes travaux ont mis en lumière un mécanisme de surveillance co-transcriptionnel des ARNs impliquant l’exosome à ARN et lié à la terminaison de la transcription. Pour ce faire, l’exosome à ARN promeut la terminaison transcriptionnelle via la dégradation d’une extrémité 3’ libre d’ARN devenue émergente suite au recul de l’ARNPII le long de la matrice d’ADN (phénomène de backtracking). Mes résultats supportent ainsi une terminaison de la transcription de type torpedo inversé (3'-->5’) réévaluant par la même occasion le concept voulant que la terminaison de la transcription s’effectue uniquement selon une orientation 5’-->3’. Somme toute, mes travaux de doctorat auront permis d’identifier et de caractériser plus en détail les facteurs et mécanismes impliqués dans la maturation 3’ et la terminaison de la transcription des gènes codants et non-codants chez l’organisme modèle S. pombe.

Stratégies pédagogiques et leur effet sur la motivation et l’engagement des étudiants en sciences au collégial

Résumé : Cette recherche descriptive a pour origine une question de praticienne-chercheure : Quels sont les stratégies et les actes pédagogiques à privilégier par un enseignant en sciences au collégial, afin de stimuler la motivation des étudiants à s’engager dans leurs activités d’apprentissage? Les enjeux pédagogiques au niveau collégial sont d’importance. Les études scientifiques sont caractérisées par un grand nombre d’abandons, un faible niveau de motivation et d’engagement des étudiants dans leurs études et un taux de réussite sous les seuils visés. L’enseignant peut jouer un rôle-clef pour stimuler l’engagement des étudiants, tant par ses stratégies pédagogiques ou ses choix d’activité d’apprentissage que par le support qu’il peut apporter à l’apprenant. La particularité du milieu collégial, où se côtoient formation pré-universitaire et formation technique, n’a pas encore été étudiée, dans une perspective comparative sur la dynamique motivationnelle, en lien avec l’engagement dans une formation scientifique. L’objectif général de cette recherche est de décrire les perceptions des étudiants quant à leur motivation, selon différents actes et stratégies pédagogiques mis en place par les enseignants de deux programmes scientifiques au niveau collégial, soit le programme pré-universitaire Sciences de la nature et pour le programme Techniques de laboratoire, profil Biotechnologies. Chacun des 16 enseignants participants de biologie ou de physique des deux programmes ont été observés durant une ou deux séances de cours totalisant 58 heures d’enseignement, pour 29 groupes d’étudiants, de façon à identifier la stratégie pédagogique générale de la séance et les actes pédagogiques qui ont été concrétisés en classe. Les étudiants ont ensuite complété un questionnaire en ligne sur leurs perceptions en lien avec la motivation concernant ces stratégies et actes pédagogiques. Les questionnaires de 272 répondants ont été traité, analysés et interprétés, de façon à dresser un portrait de la dynamique motivationnelle par groupes de comparaison, par analyses statistiques et analyse qualitative des commentaires spontanés des répondants. Les étudiantes et étudiants de Biotechnologies ont des perceptions plus favorables à la motivation en accordant plus de valeur aux activités d’apprentissage que les répondants de Sciences de la nature. Ils ont également un désir d’engagement plus élevé. Les hommes de Biotechnologies se sentent significativement plus compétents que les femmes du même programme et les répondants des deux genres en Sciences de la nature, ils ont une plus grande facilité à participer aux activités d’apprentissage en classe et ne mentionnent que très peu d’émotions négatives en lien avec les activités de leurs séances de cours. Les étudiantes et étudiants des deux programmes ont des perceptions très diversifiées sur les activités d’apprentissage et stratégies pédagogiques; elles sont même opposées entre certains étudiants pour une même séance de cours, ce qui indique que d’offrir une bonne variété d’actes pédagogiques à chaque séance de cours est à privilégier pour stimuler la motivation du plus grand nombre.

Élaboration d'ateliers concernant les devoirs à la maison appuyés par la théorie des intelligences multiples de Gardner et destinés au personnel enseignant du primaire.

L'idée de développer des ateliers destinés aux enseignants sur le sujet des devoirs et des leçons est le résultat de multiples facteurs tant personnels que professionnels qui influencèrent l'orientation de cette recherche. Il en est presque une vérité de La Palice que d'affirmer que les devoirs et leçons sont à l'origine de bien des conflits entre parents et enfants. Dans les hautes sphères intellectuelles, ce sujet de recherche grandement répertorié n'a jamais réussi à faire un consensus. L'intérêt pour le sujet a pris des dimensions importantes dans ma pratique pédagogique lorsque j'ai été initiée à la théorie des Intelligences multiples durant un travail de rédaction pour une maison d'édition. Je fus à même de constater que cette théorie de l'intelligence au pluriel combinée à une approche ludique pouvait devenir un outil innovateur dans la façon de traiter les devoirs et les leçons à la maison. Prendre le temps de s'arrêter sur le sujet des devoirs et leçons a permis une infiltration discrète au coeur d'une problématique qui demeure d'actualité, et ce, depuis plusieurs années. J'ai été à même de constater rapidement que la controverse entourant le sujet des devoirs et leçons impliquait l'ensemble du milieu de l'éducation. Parents, enfants, enseignants, dirigeants et penseurs se retrouvent au coeur de cette tourmente. Il était primordial de cibler l'entité qui rejoignait l'ensemble des différents paliers concernés par le sujet, afin de pouvoir créer un outil de travail pouvant agir le plus largement sur le milieu. Les enseignants, par leur fonction, se situent au carrefour de la problématique découlant des devoirs et des leçons. C'est donc pour eux que j'ai consacré cette recherche.