A novel parabolic prism-type TIR microscope to study gold nanoparticle-loaded kinesin-1 motors with nanometer precision

Movement of motor proteins along cytoskeletal filaments is fundamental for various cellular processes ranging from muscle contraction over cell division and flagellar movement to intracellular transport. Not surprisingly, the impairment of motility was shown to cause severe diseases. For example, a link between impaired intracellular transport and neurodegenerative diseases, such as Alzheimer’s, has been established. There, the movement of kinesin-1, a neuronal motor protein transporting vesicles along microtubules toward the axonal terminal, is thought to be strongly affected by roadblocks leading to malfunction and death of the nerve cell. Detailed information on how the motility of kinesin-1 deteriorates in the presence of roadblocks and whether the motor has a mechanism to circumvent such obstructions is scarce. In this thesis, kinesin-1 motility was studied in vitro in the presence of rigor kinesin-1 mutants, which served as permanent roadblocks, under controlled single-molecule conditions. The 25 nm wide microtubule track, consisting of 13 individual protofilaments, resembles a multi-lane environment for transport by processive kinesin-1 motors. The existence of multiple traffic-lanes, allows kinesin-1 to utilize different paths for cargo transport and potentially also for the circumvention of roadblocks. However, direct observation of motor encounters with roadblocks has been intricate in the past, mainly due to limitations in both, spatial and temporal resolution. These limitations, intrinsic to fluorescent probes commonly utilized to report on the motor positions, originate from a low rate of photon generation (low brightness) and a limited photostability (short observation time). Thus, studying kinesin-1 encounters with microtubule-associated roadblocks requires alternative labels, which explicitly avoid the shortcomings of fluorescence and consequently allow for a higher localization precision. Promising candidates for replacing fluorescent dyes are gold nanoparticles (AuNPs), which offer an enormous scattering cross-section due to plasmon resonance in the visible part of the optical spectrum. Problematic, however, is their incorporation into conventionally used (fluorescence) microscopes, because illumination and scattered light have the same wavelength and cannot be separated spectrally. Therefore, an approach based on total internal reflection (TIR) utilizing a novel parabolically shaped quartz prism for illumination was developed within this thesis. This approach provided homogenous and spatially invariant illumination profiles in combination with a convenient control over a wide range of illumination angles. Moreover, single-molecule fluorescence as well as single-particle scattering were detectable with high signal-to-noise ratios. Importantly, AuNPs with a diameter of 40 nm provided sub-nanometer localization accuracies within millisecond integration times and reliably reported on the characteristic 8 nm stepping of individual kinesin-1 motors moving along microtubules. These results highlight the potential of AuNPs to replace fluorescent probes in future single-molecule experiments. The newly developed parabolic prism-type TIR microscope is expected to strongly facilitate such approaches in the future. To study how the motility of kinesin-1 is affected by permanent roadblocks on the microtubule lattice, first, conventional objective-type TIRF microscopy was applied to GFP-labeled motors. An increasing density of roadblocks caused the mean velocity, run length, and dwell time to decrease exponentially. This is explained by (i) the kinesin-1 motors showing extended pausing phases when confronted with a roadblock and (ii) the roadblocks causing a reduction in the free path of the motors. Furthermore, kinesin-1 was found to be highly sensitive to the crowdedness of microtubules as a roadblock decoration as low as 1 % sufficed to significantly reduce the landing rate. To study events, where kinesin-1 molecules continued their runs after having paused in front of a roadblock, AuNPs were loaded onto the tails of the motors. When observing the kinesin-1 motors with nanometer-precision, it was interestingly found that about 60 % of the runs continued by movements to the side, with the left and right direction being equally likely. This finding suggests that kinesin-1 is able to reach to a neighboring protofilament in order to ensure ongoing transportation. In the absence of roadblocks, individual kinesin-1 motors stepped sideward with a much lower, but non-vanishing probability (0.2 % per step). These findings suggest that processive motor proteins may possess an intrinsic side stepping mechanism, potentially optimized by evolution for their specific intracellular tasks

Tests comparatifs d'oculométrie des plateformes Swissbib.ch et Data.bnf.fr

Ce travail consiste à réaliser une comparaison des interfaces de Swissbib.ch et de Data.bnf.fr en utilisant la méthode de l’oculométrie en vue d’améliorer le design de l’interface de Swissbib.ch. Ce dernier est un métacatalogue suisse financé par la Conférence universitaire suisse et swissuniversities. Il est maintenu à la bibliothèque universitaire de Bâle. Data.bnf.fr est une nouvelle plateforme en Linked open data qui a été développée par la Bibliothèque nationale de France. La méthode d’évaluation de ces deux sites est l’oculométrie : les utilisateurs observent des captures d’écran des deux sites web et la machine enregistre le parcours de leurs yeux sur l’écran. Pour réaliser ce travail, j’ai sélectionné 24 utilisateurs qui ont participé à ces tests. Les résultats ont déterminé que l’interface de Swissbib.ch est bien appréciée par les utilisateurs. Cependant, j’ai pu relever certains problèmes sur l’interface, comme un menu sur deux lignes. Les recommandations d’améliorations sont présentées à la fin de ce document et offrent des solutions concrètes que mon mandant pourra utiliser lors du développement futur de Swissbib.ch. La méthodologie de conception et de réalisation de mon test est décrite étape par étape dans ce travail. J’ai également effectué une comparaison entre les deux eye-trackers que j’ai utilisés pour réaliser ce travail

La gestion des données de recherche à l'Université de Lausanne: enjeux transdisciplinaires

Le présent travail est effectué pour le Service des Ressources informationnelles et archives (UNIRIS) de l’Université de Lausanne (UNIL) dont la responsabilité couvre la gestion de l’ensemble du cycle de vie des informations et documents d’archives produits au sein de l’UNIL. À l’instar de n’importe quel lieu de savoir, l’UNIL héberge des chercheurs qui produisent des données de recherche hétérogènes et qui n’impliquent pas les mêmes problématiques d’accès, de diffusion, de partage ou de sécurisation par exemple. Certaines constituent le point départ d’une recherche là où d’autres en sont l’aboutissement. Néanmoins, toutes ces données de recherche ont en commun de constituer un « patrimoine » académique que l’UNIL, au travers son Service UNIRIS, entend conserver et valoriser. Ce travail de Bachelor propose ainsi de nourrir une réflexion sur les moyens qui peuvent être mis en oeuvre, notamment par le Service UNIRIS, pour sensibiliser les chercheurs à la gestion des données de recherche et les accompagner dans ce processus qui nécessite l’aiguillage de compétences spécifiques transversales. Il s’agit d’abord de présenter les concepts-clés et fondements théoriques puis fournir des éléments de contextes internes et externes pour établir ce qui a déjà été effectué et identifier qui en sont les acteurs (section 1). Sont ensuite présentés les résultats d’une large enquête et d’une série d’entretiens, effectués tout au long du mandat, destinés à établir un « état des lieux » UNIL et qui nous permettent de déterminer les besoins, les attentes ou les craintes des chercheurs face à un domaine dont l’importance est, certes reconnue, mais la maîtrise encore trop hasardeuse (section 2). De ces résultats, nous pouvons établir notre Guide des bonnes pratiques destiné à l’ensemble des chercheurs, indépendamment de la Faculté à laquelle ils sont rattachés (section 3). Enfin, nous proposons nos recommandations au Service UNIRIS pour développer des ressources propres à la gestion des données de recherche produites au sein de l’UNIL (section 4). Au terme de ce travail, nous espérons pouvoir démontrer l’importance d’envisager le problème de la gestion des données de recherche sous un angle résolument transdisciplinaire en faisant collaborer, autant que possible, l’ensemble de la communauté UNIL avec les spécialistes de l’Information documentaire

Favoriser une société plus égalitaire: le rôle des bibliothèques ?

Le rôle des bibliothèques publiques est de mettre à disposition de la population de la documentation adaptée aux différents publics qui la fréquentent mais aussi d’informer la population sur des questions d’actualité. Les études de genre faisant partie intégrante de la société actuelle, les bibliothèques ont pour devoir de fournir de la documentation sur ce thème. La mise en avant de l’égalité des genres et l’abolition des clichés sexistes que l’on trouve dans les documents pour enfants sont la voie vers une société plus égalitaire. Beaucoup de stéréotypes sexistes sont véhiculés par la documentation jeunesse et ont une influence directe sur l’expression de genre des enfants. En mettant en avant des documents jeunesse dégenrés, les bibliothèques donnent une chance aux enfants de sortir des stéréotypes et de grandir en suivant des modèles de rôle plus égalitaires. L’identité des enfants se construit au travers des exemples qu’ils reçoivent de leur entourage, de leur éducation et de leurs activités récréatives. Les livres jeunesse, les jeux vidéo et les films présentent aux enfants des modèles de rôles sur lesquels baser leur identité. Plusieurs bibliothèques en Europe et Amérique du Nord ont déjà mis en place des « bibliothèques en tous genres ». Il est temps pour la Suisse de suivre le mouvement

Signaler et valoriser les ressources documentaires numériques en bibliothèque universitaire: quels enjeux pour la Bibliothèque de l'Université de Genève ?

La Bibliothèque de l’Université de Genève (UNIGE) forme un réseau coordonné de bibliothèques scientifiques à direction unique réparties sur les quatre sites de l’Université et un service de coordination (CODIS*). Ce travail de master a pour objectif de fournir à la Bibliothèque de l’UNIGE* un outil d’aide à la mise en place d’actions de valorisation coordonnées entre ses différents sites pour rendre visible et encourager l’utilisation de ses ressources et ses services documentaires numériques. Pour y parvenir, des recherches ont été menées dans la littérature professionnelle et scientifique afin de relever les enjeux de la valorisation des collections documentaires numériques ainsi que sur les techniques et outils de promotion utilisés dans les bibliothèques académiques. Ensuite, ces données ont été complétées par une analyse de l'existant. Cet état des lieux permet d'établir un diagnostic de la situation actuelle quant aux problématiques de visibilité de l'offre des ressources documentaires numériques mises à disposition et, de recenser les moyens actuels utilisés par chaque site pour les promouvoir. Ces informations ont été recueillies par le biais de sources secondaires, notamment une enquête réalisée en 2009 sur l’utilisation des ressources numériques complétée par l’enquête de satisfaction Libqual+ conduite en 2013 auprès des usagers de l’Université et, d'entretiens semi-directifs menés dans chacun des sites. Enfin, la synthèse de cette étude nous amène à proposer une série de recommandations opérationnelles sous la forme d'une «boîte-à-outils» (BàO*) permettant à l’ensemble des collaborateurs de la Bibliothèque de l’UNIGE de mener des actions de valorisation coordonnées entre les sites, mais ciblées par profils de publics

Didacticiel pour la gestion des données de recherche au sein de l'Institut de plurilinguisme de Fribourg

Sous la dictée du programme européen Horizon 2020, la gestion des données de recherche (GDR) est devenue l’un des enjeux majeurs des institutions scientifiques suisses auxquels faire face. Dans cet environnement en évolution très rapide, les bibliothèques universitaires, les archives et les centres de documentation sont appelés à jouer un rôle primaire dans les services de gestion et d’archivage des données, ainsi que d’accompagnement et de formation des chercheurs de toutes les disciplines, y compris les sciences humaines et sociales (SHS). Pour ce faire, la formation des professionnels de l’information destinés à accomplir ces nouvelles tâches est devenue prioritaire, surtout dans les SHS, plutôt réfractaires aux enjeux de l’open data à cause des spécificités de leurs données. Dans le cadre du projet national de formation des formateurs Train2Dacar, ce travail a pour objet la création d’un cours en présentiel sur la GDR dans les SHS, partant de l’exemple complexe de l’Institut de plurilinguisme (IDP) de Fribourg et de son Centre scientifique de compétence sur le plurilinguisme (CSP). Afin de pouvoir réaliser notre but, après le rappel à la littérature pour les spécificités et les problématiques des données des SHS, un échantillon représentatif des formations à la GDR dans ce domaine scientifique est analysé. Pour passer de la théorie à notre cas concret, l’analyse des données produites par les chercheurs de l’Institut en sociolinguistique, psycholinguistique et didactique des langues, ainsi que l’évaluation des services de GDR mis sur pied par le Centre de documentation du CSP représentent un point essentiel du travail. Cette étude est préparatoire à la conceptualisation des unités d’apprentissage et au développement des activités, basées sur les fondements de la didactique et sur les pratiques de la « ludo-andragogie ». La planification du cours s’encadre également dans le contexte de la formation Train2Dacar, prévue en automne 2016 à Genève et à Zurich, avec une réflexion sur les limites du dispositif formatif et des recommandations pour son déroulement. Pour conclure, des pistes de transposition du dispositif sous format elearning sont proposées pour la valorisation et la capitalisation du savoir lié à la GDR au sein de l’Institut

Swiss Data Journal: étude de conceptualisation d'un modèle de partage des données de recherche basé sur le concept de Data Paper dans le contexte helvétique

L’ouverture des données de la recherche financées par des fonds publics est au coeur de l’actualité récente, tant au niveau européen qu’à l’échelle helvétique, en raison du message fort porté par la présidence néerlandaise de l’Union européenne, véritable manifeste en faveur de l’accès libre aux résultats de recherche, s’appuyant sur des considérations politiques, économiques et éthiques. Cet engagement a entraîné dans son sillage une réaction similaire du Fond national suisse pour la recherche scientifique. Les acteurs suisses de la recherche, qu’ils soient en charge de la promotion de la science et de l’innovation, institutions académiques, bibliothèques ou chercheurs tentent d’apporter des réponses aux enjeux soulevés par la production toujours plus importante de volume de données et l’évolution des exigences des agences de financement des partenaires européens et internationaux quant à la gestion des données. Dans ce cadre fertile, le rédacteur de ce travail, a été amené à réaliser une étude de conceptualisation sur la mise en place, à l’échelle helvétique, d’une solution de diffusion basée sur le concept de data paper. Ce sont de véritables publications savantes, dont le sujet n’est plus les résultats de l’étude, mais les données produites dans le processus de recherche ayant mené à sa réalisation, afin de pouvoir déterminer si ce type de solution était envisageable et quels en seraient les éléments essentiels. En résulte trois scénarios, qui ont été construits sur la base d’une étude contextuelle prenant en compte les besoins des principaux acteurs du domaine et les notions fondamentales de la gestion des données de recherche et de leur publication. Mais également plus spécifiquement sur le data paper et son influence sur les processus de communication scientifique. Le rédacteur a considéré, une fois les éléments nécessaires acquis, qu’une solution de diffusion basée uniquement sur le type de publication sélectionnée au départ pouvait apporter une plus-value intéressante, mais ne constituait que l’une des facettes de la publication des données de la recherche

Tests comparatifs d'utilisabilité des plateformes Swissbib.ch et Data.bnf.fr

L’apparition des plateformes en Linked Open Data, permet d’entrevoir de nouvelles possibilités d’accès à l’information et offre de nouvelles opportunités en termes d’utilisabilité. Ainsi, ce travail est réalisé dans le cadre du projet linked.swissbib.ch qui vise à enrichir le catalogue swissbib.ch grâce au web sémantique. Le but de ce travail de bachelor est par le biais de tests comparatifs d’évaluer la satisfaction des utilisateurs vis-à-vis de ce nouveau type d’outil de recherche et la manière dont ils s’approprient ce dernier, face à l’utilisation d’un catalogue « standard » de recherche. Ainsi, ces tests se focalisent sur la plateforme data.bnf.fr développée en Linked Open Data et le méta catalogue swissbib.ch. L’objectif de cette méthode est de recueillir des données permettant la formulation de recommandations pour le développement de fonctionnalités en Linked Open Data pour la plateforme swissbib.ch. A travers ce mémoire, le processus qui a permis d’élaborer ce test dans l’objectif de répondre aux besoins du mandat est présenté de même que les résultats obtenus. Ces derniers mettent en avant le potentiel d’une plateforme en Linked Open Data face à l’utilisation d’un catalogue standard de recherche. En effet, il apparaît que la plateforme data.bnf.fr de par sa structure et ses fonctionnalités semble faciliter le processus de prise en main de l’outil et a un impact positif sur la satisfaction des utilisateurs par rapport à l’utilisation du méta catalogue swissbib.ch. Par conséquent, la plateforme data.bnf.fr semble être un modèle intéressant à suivre dans le cadre du développement de fonctionnalités en web sémantique pour swissbib.ch. Toutefois, les tests ont révélé également des éléments auxquels il faut être attentif dans une logique de structure telle qu’on peut la trouver sur data.bnf.fr. Enfin, ce travail a esquissé le potentiel de prise en main d’une plateforme LOD, notamment pour les participants n’étant pas rodés à l’utilisation des catalogues de bibliothèques. Cet aspect met en avant le potentiel du Linked Open Data afin de rendre les catalogues de bibliothèques davantage « user friendly »

Optimisation of CERN tools & methods for e-learning: the case of short online tutorials

The term “e-learning” is directly related to the practice of distance education, which started about one hundred and fifty years ago. At this time, it was possible for lecturers to teach using means such as mail, phone, radio or television. With the progress made in the field of telecommunications, the Internet and the web allowed people to drastically extend their ability to learn through various means, avoiding the constraints of location and time. It is often difficult to know exactly what is covered by the word “e-learning”. The concepts of MOOC or blended learning are very popular nowadays, whereas fewer people know precisely what rapid e-learning is. This particular type of distance education is often used for quickly teaching procedures to people, using, for example, short online video tutorials. This form of education will be the one focused on for this thesis. We collaborated for six months with the European Organisation for Nuclear Research (CERN), to provide an analysis and recommendations regarding the creation of short online video tutorials. Our primary aims were: assessing the technologies already available on the web, i.e. free, open-source and cross-platform screen recording tools. Also providing recommendations concerning the best practices and pedagogical recommendations to take into consideration for the creation of content. Taking user-related variables into account can ensure the success of an e-learning project, despite the technological features which seem, often, more important to people than the pedagogical principles. To achieve these goals, we gathered all necessary information to define which tools and content would be the most appropriate for our project. We assessed eight potentially relevant screen recording packages and compared them according to a selection of criteria. We also found that dealing with open-source and free packages was more demanding than with proprietary and profit-oriented ones. In this context, we concluded with recommendations for the use of three easy to use screen recording tools for the lecturers, depending on their preferred Operating System (OS). Also, a terminal recording tool for processes achieved in a shell. We also provided a set of pedagogical recommendations to create a good short online tutorial. We also discussed future work regarding rapid e-learning at CERN