Contrôle intelligent du chauffage d'un nouvel anémomètre anti-glace

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2010-2011L'exploitation de l'énergie éolienne est à l'heure actuelle en pleine expansion et plusieurs sites exploités sont situés dans régions où les conditions climatiques hivernales sont extrêmes. Les données fournies par les anémomètres, qui sont indispensables au bon fonctionnement des éoliennes, sont souvent inutilisables à cause de la formation de glace sur les instruments. Le bureau de design du département de génie mécanique de l'université Laval s'est donc intéressé à la conception d'un nouvel anémomètre antiglace. L'objectif spécifique au présent travail était de développer un système de contrôle du chauffage de ce nouvel anémomètre anti-glace lui permettant de rester libre de glace tout en minimisant le chauffage nécessaire pour y parvenir. La conception d'une chambre de simulation des conditions climatiques s'est tout d'abord avérée nécessaire. Il s'agit d'une enceinte réfrigérée comprenant une section d'essai balayée par un écoulement d'air généré par un ventilateur. Un atomiseur d'eau situé à l'intérieur de l'enceinte permet de simuler les précipitations. En faisant varier les paramètres dans la chambre, comme la température, différents types de glace peuvent être formés. Par la suite, un algorithme de reconnaissance du type de glace sur les coupoles a été développé. Une image de l'anémomètre est prise en synchronisme avec le mouvement du rotor afin de visualiser les coupoles dans la même orientation sur chaque prise de vue. Cette image est ensuite traitée par un réseau de neurone qui détermine le type de glace présent sur les coupoles. Par la suite, un deuxième paramètre, soit la proportion de glace recouvrant les coupoles, est déterminé en fonction du type de glace reconnu. Finalement, les données fournies par le système de reconnaissance du type de glace sont utilisées pour le contrôle du chauffage de l'anémomètre. Le système comprend un contrôleur neuronique qui détermine la puissance à envoyer aux coupoles pour conserver l'instrument libre de glace. La décision est basée sur l'état de glace actuel ainsi que sur l'historique de l'état de glace ct du chauffage appliqué. L'un des avantages du contrôleur neuronique utilisé est la poursuite de la phase d'apprentissage en cours d'utilisation, permettant au réseau d'adapter sa réponse aux nouvelles situations rencontrées. Des essais comparatifs ont permis de conclure que le contrôleur développé permet une économie d'énergie moyenne de 40% par rapport à des contrôleurs traditionnels pour un comportement anti-glace équivalent

Analyses biochimiques et développement de techniques permettant d'étudier les propriétés enzymatiques et la régulation de la télomérase chez la levure Saccharomyces cerevisiae

La télomérase est une ribonucléoprotéine à transcriptase inverse essentielle au maintien des télomères, extrémités des chromosomes eucaryotes. Les télomères sont des éléments essentiels pour assurer la stabilité et l'intégrité des chromosomes puisque plusieurs protéines s'y lient et forment un capuchon protecteur au bout du chromosome, le protégeant ainsi contre la dégradation et les fusions bout-à-bout qui pourraient survenir et causer plusieurs problèmes, incluant la mort cellulaire. Chez la levure Saccharomyces cerevisiae, plusieurs études ont identifié les éléments essentiels au fonctionnement de la télomérase. Ainsi, on a déterminé que la molécule d'ARN TLC1 ainsi que la protéine Est2p, sous-unité catalytique de la télomérase, formaient le complexe enzymatique minimal pour la fonction de la télomérase in vitro . Par contre, les protéines Est1p, Est1p et Cdc13p s'ajoutent au complexe minimal pour former un holoenzyme fonctionnel in vivo. Toutes ces protéines sont essentielles in vivo et si l'une d'elles est manquante, la cellule est vouée à la mort cellulaire après quelques générations dû au raccourcissement graduel des télomères à chaque division cellulaire. Dans cette étude, nous présentons différents projets qui ont pour but de caractériser de façon biochimique l'holoenzyme de la télomérase et de l'étudier dans son état natif. De plus, un nouveau mécanisme de régulation de la télomérase est proposé et se fait via la ribonucléase III Rnt1p. Les résultats obtenus suggèrent que Rntlp agit à titre de régulateur négatif de la télomérase et ceci dans une période précise du cycle cellulaire. Rntlp diminuerait l'expression des sous-unités de la télomérase pour ainsi réguler son activité. Par ailleurs, dans le but d'étudier les aspects biochimiques de la télomérase et d'identifier de possibles partenaires inconnus, nous avons entamé la purification de l'holoenzyme dans son état natif.La purification s'est avérée plus difficile que prévu et n'a pas donné les résultats escomptés. Finalement, toujours dans l'optique d'étudier la télomérase dans son état natif (sans l'utilisation d'étiquettes protéiques), nous avons entamé un projet d'expression et de purification d'une portion d'une des sous-unités de la télomérase, Est1p, dans le but d'élever des anticorps. Cette purification s'est effectuée en bactéries, à l'aide du système de la protéine de fusion GST. Il s'est avéré que la purification du fragment de la protéine Est1p nécessitait plusieurs étapes de purification plutôt que la méthode classique de purification à l'aide de l'étiquette GST

In vivo remodeling of fibroblast-derived vascular scaffolds implanted for 6 months in rats

There is a clinical need for tissue-engineered small-diameter (<6 mm) vascular grafts since clinical applications are halted by the limited suitability of autologous or synthetic grafts. This study uses the self-assembly approach to produce a fibroblast-derived decellularized vascular scaffold (FDVS) that can be available off-the-shelf. Briefly, extracellular matrix scaffolds were produced using human dermal fibroblasts sheets rolled around a mandrel, maintained in culture to allow for the formation of cohesive and three-dimensional tubular constructs, and decellularized by immersion in deionized water. The FDVSs were implanted as an aortic interpositional graft in six Sprague-Dawley rats for 6 months. Five out of the six implants were still patent 6 months after the surgery. Histological analysis showed the infiltration of cells on both abluminal and luminal sides, and immunofluorescence analysis suggested the formation of neomedia comprised of smooth muscle cells and lined underneath with an endothelium. Furthermore, to verify the feasibility of producing tissue-engineered blood vessels of clinically relevant length and diameter, scaffolds with a 4.6 mm inner diameter and 17 cm in length were fabricated with success and stored for an extended period of time, while maintaining suitable properties following the storage period. This novel demonstration of the potential of the FDVS could accelerate the clinical availability of tissue-engineered blood vessels and warrants further preclinical studies

Role of nitrite and endothelium-derived vasodilators in blood flow

It has been shown that infusion of nitrite into humans results in vasodilation. The goal of this study was to investigate the mechanism of nitrite-induced vasodilation, which may be due to NO production on nitrite reduction by deoxyhemoglobin (deoxyHb). We found that nitrosylhemoglobin (nitrosylHb) and methemoglobin (metHb) are formed in anaerobic deoxyHb/nitrite incubates and S-nitrosohemoglobin is produced on aeration. The efficiency of NO transfer from the heme to CysÝ93 of hemoglobin varies with the initial deoxyHb/nitrite ratio and with the amount of metHb present. Higher S-nitrosohemoglobin (HbSNO) yields were observed at close to the physiological nitrite to heme ratio and the yield decreased with increasing metHb. Also, hydrogen peroxide depressed the HbSNO yield whereas antioxidant enzymes promoted NO transfer from the heme to CysÝ93. These results indicate that NO transfer requires that Hb undergo its T[arrow right]R allosteric transition, that oxygen be present presumably as an oxidant and HbSNO formation is inhibited by metHb. Sequential extraction, HPLC/fluorescence and HPLC/MS/MS methods were developed to detect nitrite, adenosine and epoxyeicosatrienoic acids (EETs) in human interstitial fluid with high sensitivity, precision and accuracy. These methods were used to determine the interactions and compensatory responses amongst these endothelium-derived vasodilators. Nitrite and adenosine were found to increase with exercise level but EETs were below the level of detection (10 nM). Blockade of nitric oxide and prostaglandin formation resulted in diminished nitrite levels but the adenosine levels remain unchanged

Développement d'outils pour le conditionnement mécanique de substituts valvulaires et vasculaires produits par génie tissulaire

Le génie tissulaire propose des solutions prometteuses aux problématiques de réparation et de remplacement des tissus du corps humain, notamment au niveau des composantes du système cardiovasculaire. L’une des approches préconisées est l’utilisation de la culture cellulaire afin de reproduire la structure, les propriétés et les fonctionnalités du tissu natif à réparer ou à remplacer. La culture dynamique des tissus dans un environnement recréant, dans le cas des substituts du système cardiovasculaire, les conditions physiologiques de débit et de pression que ces tissus doivent supporter, a démontré un grand potentiel à faire évoluer les propriétés et les fonctionnalités des substituts vers celles des tissus natifs qu’il sont destinés à réparer ou remplacer. Les objectifs de cette thèse ont donc été orientés vers le développement de différents outils reliés au conditionnement mécanique des substituts de la valve aortique et des artères par la culture dynamique. Un bioréacteur a tout d’abord été développé. Ce système a permis la reproduction d’une qualité sans précédent des conditions de débit et de pression à l’entrée de la circulation systémique du corps humain. Il permet ainsi d’effectuer un conditionnement mécanique sur des substituts de la valve aortique produits par auto-assemblage. Des outils ayant mené à l’établissement de protocoles rigoureux permettant l’évaluation de l’effet du conditionnement mécanique sur les propriétés mécaniques des substituts vasculaires ont ensuite été conçus et mis en service. Finalement, ces différents outils de conditionnement et d’évaluation ont été utilisés afin d’amorcer la mise en place d’un protocole de conditionnement mécanique, permettant la modulation des propriétés mécaniques et l’accélération de la maturation des substituts vasculaires produits par auto-assemblage.Tissue engineering offers promising solutions to problems related to repair and replacement of tissues of the human body, especially those of the cardiovascular system. One of the preferred approaches consists in using cell culture to reproduce the structure, the properties and the functionalities of the tissue to be repaired or replaced. Dynamic culture in an environment reproducing, in the case of cardiovascular system substitutes, blood flow and pressure conditions imposed on these tissues in the body, has demonstrated a great potential for the properties and functionalities of the substitutes to evolve into those of the native tissues they are destined to repair or replace. The objectives of this thesis have therefore been oriented towards the development of different tools related to the mechanical conditioning of aortic valve and artery substitutes through dynamic culture. A bioreactor allowing reproduction of the blood flow and pressure conditions at the entrance of the systemic circulation in the human body with an unprecedented quality was first developed, in order to perform mechanical conditioning on aortic valve substitutes produced by auto-assembly. Tools leading to the establishment of rigorous protocols for the evaluation of the effect of mechanical conditioning on the circumferential mechanical properties of vascular substitutes were then designed and commissioned. Finally, these different tools of mechanical conditioning and evaluation were used to initiate the development of a mechanical conditioning protocol which would modulate the mechanical properties and accelerate the maturation process of vascular substitutes produced by auto-assembly

A Single Templating RNA in Yeast Telomerase

SummaryThe number of essential telomerase components in the active ribonucleoprotein (RNP) has important implications for its mechanism of action yet is by and large unknown. We report that two differentially tagged TLC1 RNAs endogenously expressed in a heterozygous diploid and simultaneously detected via multi-color fluorescence in situ hybridization (FISH) experiments do not co-localize. Probabilistic calculations combined with direct quantification of FISH signals demonstrate that the TLC1 RNA indeed occurs as a single molecule in these RNPs. In addition, two differentially tagged reverse-transcriptase subunits could not be co-immunoprecipitated. These results therefore show that, in yeast cells, telomerase is assembled and matured and occurs as a monomer when not on telomeres. Finally, combining these findings with previous evidence leads us to propose that the enzyme also acts as a monomer when elongating telomeres