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Redundancy for cost, performance, and lifetime improvement in application specific SIMT processors
No full textRedundancy is now routinely allocated in circuits, micro-architectural structures, or at the system level, to mitigate mounting manufacturing yield losses and reducing the cost of fabricating ICs. Also, the structure of single-instruction multiple-thread (SIMT) systems makes them particularly suitable for applying redundancy at multiple levels of granularity: coarse-grained (core) and fine-grained (lane).To address yield loss in SIMT processors, this thesis presents cold and hot core-, lane-, and shared-lane-sparing. Cold sparing is a kind of redundancy that addresses cost only, while hot-sparing is available to increase yield (and reduce costs) when the components are defective; otherwise, it can be used to improve performance in the field. Adding cold redundancy, specifically fine-grained one, would have timing overheads to the system's critical path. Also, hot sparing can improve the performance of a SIMT system for some applications. Therefore, this thesis characterizes performance and cost together for SIMT systems with redundancy. In this regard, it introduces a metric that captures cost and performance together, expected performance per cost (E[P]/C). Then, it shows that for a case study system hot-sparing improves E[P]/C significantly, while it shows that cold sparing has a negligible performance overhead in SIMT systems. Next, it introduces two E[P] estimation techniques, estimated Em[P] and estimated Es[P]. Hot-sparing complicates system evaluation: the presence of defects affects what resources are available in the field. Accurate performance evaluation thus requires the simulation of the entire population of resulting dice in order to determine the expected performance E[P] of the system. While simply expensive for single system evaluation, it is intractable for design space exploration. Therefore, it deploys estimated Em[P] to reduce the E[P] calculation complexity. Estimated Em[P] reduces simulation time by 93%. This remains computationally expensive for design space exploration when individual, detailed, simulations require hours. Therefore, it introduces estimated Es[P]. Estimated Es[P] reduces simulation by 98% with no more than 2.6% error in E[P] sufficient for design space exploration. Consequently, designers may add redundancy, and evaluate system performance and cost, with no greater design effort than performance evaluation alone. Lastly, this thesis investigates performance-per-watt (PPW) and lifetime-chip-performance (LCP) implications in SIMT systems with hot-sparing. Hot-sparing improves system performance for some applications. However, it adds power consumption, and consequently, hot-sparing may increase the temperature of a system, which can lead to lower lifetime and LCP. It shows that hot-sparing is effective for specific types of SIMT processor configurations (small and medium sized) in terms of PPW. On these configurations, hot-sparing can improve PPW more than 16%, on average, for some applications. It shows that on the contrary embedding hot-sparing into SIMT processors not only does not damage LCP, rather it increases LCP outstandingly for some specific types of SIMT processor configurations (small and medium systems) and applications (FFT and FILTER), while hot-sparing improves cost and LCP over other configurations and applications as well. For example, hot-sparing can improve LCP more than 75% compared with conventional methods (i.e., cold sparing), on average, for FFT and FILTER applications.La redondance est maintenant systématiquement attribuée dans les circuits, les structures micro-architecturales ou au niveau du système, afin d àtténuer l'augmentation des pertes de rendement de fabrication et la réduction des coûts de fabrication des circuits intégrés. En outre, la structure des systèmes à instructions multiples à threads unique (SIMT) les rend particulièrement adapté pour appliquer une redondance à plusieurs niveaux de granularité: à grain grossier (noyau) et à grain fin (piste). Pour remédier aux pertes de rendement dans les processeurs SIMT, cette thèse présente une économie de froid, de chaud et de froid pour les noyaux chauds et partagés. Le froid épargne est une sorte de redondance qui ne traite que des coûts, alors que le chaud épargne est disponible pour augmenter le rendement (et réduire les coûts) lorsque les composants sont défectueux; sinon, il peut être utilisé pour améliorer performance sur le terrain. L'ajout de redondance à froid, en particulier à grain fin, aurait des coûts de synchronisation sur le chemin critique du système. En outre, le remplacement à chaud peut améliorer les performances d'un système SIMT pour certaines applications. Par conséquent, cette thése caractérise la performance et le coût ensemble pour les systèmes SIMT avec redondance. à cet égard, il introduit une métrique qui rend compte des coûts et des performances ensemble, performances attendues par coût (E[P]/C). Ensuite, il montre que, pour une étude de cas, l'économie de stockage à chaud améliore considérablement E[P]/C, alors quélle montre que l'épargne de froid a un surcoût de performance négligeable dans les systèmes SIMT. Ensuite, il introduit deux techniques déstimation E[P], estimated Em[P] et estimated Es[P].Hot-Sparing, complique l'évaluation du système: la présence de défauts affecte les ressources disponibles sur le terrainUne évaluation précise des performances nécessite donc la simulation de la population entière des dés résultants afin de déterminer la performance attendue E[P] du système. Bien que tout simplement coûteux pour une évaluation de système unique, il est insoluble pour léxploration déspace de conception. Par conséquent, il déploie estimated Em[P] pour réduire la complexité du calcul E[P]. Estimated Em[P] réduit le temps de simulation de 93%. Cela reste coûteux en termes de calcul pour l'éxploration de léspace de conception lorsque des simulations individuelles et détaillées nécessitent des heures. Par conséquent, il introduit estimated Es[P]. Estimated Es[P] réduit la simulation de 98% sans qu'une erreur de plus de 2.6% dans E[P] soit suffisante pour l'éxploration de léspace de conception. Par conséquent, les concepteurs peuvent ajouter de la redondance et évaluer les performances et les coûts du système, sans autre effort de conception que la seule évaluation des performances. Enfin, cette thèse étudie les implications en termes de performances par watt (PPW) et de performances à la puce sur la durée de vie (LCP) dans les systèmes SIMT avec hot-sparing. Le remplacement à chaud améliore les performances du système pour certaines applications. Cependant, cela augmente la consommation d'énergie et, par conséquent, la gestion à chaud peut augmenter la température d'un système, ce qui peut réduire la durée de vie du système et la durée de vie du système. Cela montre que le hot-sparing est efficace pour certains types de configurations de processeurs SIMT (petites et moyennes) en termes de PPW. Sur ces configurations, la sauvegarde à chaud peut améliorer PPW de plus de 16% en moyenne pour certaines applications
Same road, different tracks A comparative study of Edmund Husserl's phenomenology and Chinese Yogācāra Philosophy
No full textThe goal of this dissertation is not only to bring two intellectual traditions into conversation with each other, but also to explore the resolution to their potential incompatibility in a multicultural and multilingual context. The protagonists of the current study are Edmund Husserl (1859-1938) and Chinese Yogācārins, both known for their investigation of consciousness. Aside from their similar views of intentionality, there is a perceived incompatibility in their clarifications of the nature of reality: for Chinese Yogācārins, everything is empty of essence (svabhāva) whereas Husserl affirms the existence of essence and articulates phenomenology as the study of essence. From this conflicting view, there arises the problem of essence: If Husserl and Yogācārins derive incompatible standpoints regarding the nature of reality from their different views of essence, is it possible to make the claim that Yogācāra Buddhism belongs under the same umbrella as Husserl's phenomenology? Drawing on previous research, this dissertation reveals and resolves the problem of essence. This resolution is imperative insofar as it secures the foundation for a comparative study of phenomenology and Yogācāra, which further deepens our understanding of what is involved when a philosophical comparison is made across a cultural and linguistic divide. Solving the problem of essence epitomizes how we can tackle disputes between two traditions in a multilingual and multicultural context. Instead of making an overarching claim, my dissertation argues that what Husserl means by essence differs from what Chinese Yogācārins mean by svabhāva. If Husserl and Chinese Yogācārins do not have a real dispute over essence, the problem of essence is eventually NOT a problem. Although the problem of essence is not an obstacle, it is also not irrelevant. Investigating the problem of essence brings to the forefront a number of important implications for a comparative study of philosophical traditions in a multicultural and multilingual context. This is the major contribution of my dissertation to the field.The relationship between phenomenology and Yogācāra is encapsulated in the Zen capping phrase, "our road is the same but we travel in different wheel tracks (同軌不同轍)" (ZS 210). This road-track-destination analogy, which inspires this dissertation's title, further provides its organizing principle. The first part focuses on the road, on which both traditions present similar accounts of intentionality. The second part analyses their different articulations of essence, which demonstrates how their tracks start to diverge. The last part of the dissertation explores their destination, where they prescribe the path to liberation. On his journey, Husserl strives to cure the existential crisis in modern Europe. He therefore outlines the principle for liberation but does not provide the mechanics for realizing it. Different from the nascent version of soteriology in Husserl, Chinese Yogācārins put forward an elaborate system of religious training known as the Bodhisattvas' path, which guides sentient beings in realizing awakening.Le but de cette thèse est non seulement d'apporter deux traditions intellectuelles à la conversation, mais aussi d'explorer la solution de leur incompatibilité potentielle dans un contexte multiculturel et multilingue. Les protagonistes de cette étude sont Edmund Husserl (1859-1938) et les Yogācārins chinois, deux sont connus pour leurs recherches sur la conscience. Au lieu de leur conceptions similaires de l'intentionnalité au niveau épistémologique, il existe une incompatibilité perçue dans leurs clarifications de la nature de la réalité: pour les Yogācārins chinois, tout est vide de l'essence (svabhāva), alors que Husserl affirme l'existence d'essence et formule la phénoménologie comme une science de l'essence. De cette incompatibilité perçue, le problème de l'essence survient: si Husserl et les Yogācārins tirent des positions incompatibles sur la nature de la réalité de leurs conceptions différentes de l'essence, est-il possible de proposer que le Bouddhisme Yogācāra appartient au même parapluie que celui de la phénoménologie chez Husserl? Profitant des recherches suivantes, cette thèse révèle et résout le problème de l'essence. Cette solution est impérative, parce qu'elle assure la base d'une étude comparative de la phénoménologie et du Yogācāra. De plus, elle approfondit notre compréhension de ce qui est impliqué, quand une comparaison philosophique est faite à travers un clivage culturel et linguistique. Cette solution du problème de l'essence représente comment on pourrait résoudre un conflit entre deux traditions dans un contexte multilingue et multiculturel. Au lieu de faire une conclusion générale, ma thèse soutient que ce que Husserl veut dire par «essence» est diffèrent de ce que les Yogācārins chinois veulent dire par svabhāva. Si Husserl et les Yogācārins chinois n'ont pas de conflit sur l'essence, ce problème de l'essence se trouve finalement PAS un problème. Bien que le problème de l'essence ne soit pas un obstacle, il n'est pas non plus sans importance. L'étude du problème de l'essence présente un nombre d'implications importantes pour une étude comparative des traditions philosophiques dans un contexte multiculturel et multilingue. C'est la contribution majeure de ma thèse au terrain.La relation entre les deux est résumée par la Zen phrase, «notre route est la même mais nous voyageons sur des traces de roues différentes (同軌不同轍)» (ZS 210). Cette analogie de route-trace-destination, qui inspire le titre, fournit également le principe d'organisation de cette thèse. La première partie est centrée sur la route, sur laquelle les deux traditions ont présenté des comptes rendus similaires de l'intentionnalité. La deuxième partie analyse leurs différentes articulations d'essence, qui montrent comment leurs traces commencent à diverger. La dernière partie explore leur destination où ils prescrivent le chemin de la libération. Au cours de son voyage, Husserl s'efforce de remédier à la crise existentielle dans l'Europe moderne. Il expose donc le principe de la libération mais il ne fournit pas les mécanismes pour réaliser cette libération. Différentes de la version naissante de la sotériologie chez Husserl, les Yogācārins chinois ont mis en avant un système élaboré d'entraînement religieux, connu sous le nom de chemin des Bodhisattvas, qui guide tout le monde vers l'éveil
Automated aspiration-ejection of protein based hydrogels for tissue engineering applications
No full textMillions of people worldwide experience tissue and organ failure due to injury or disease thus representing a major healthcare challenge. Autografts, allografts, and xenografts are biological constructs generated from a patient's own tissues, from another individual, and from a nonhuman animal species, respectively. However, these approaches present several intrinsic limitations and the need of alternatives has become a priority. Tissue engineering (TE) has emerged as a promising solution, providing routes for the in vitro fabrication of functional biological structures, among which, bone tissue engineering (BTE), focuses on the design of scaffolding materials which are used to template the bone formation process. The use of natural biomaterials, e.g., collagen and fibrin, is a common strategy to design and replicate the three-dimensional (3D) structure of the native extracellular matrix (ECM) of the target tissue. In particular, collagen and fibrin hydrogels have been increasingly considered in the field of TE due to their advantages of allowing cell and bioactive molecule incorporation, providing space for tissue formation, and controlling the structure and function of the engineered tissue. However, the lack of mechanical properties of these hydrogels, represents a limit for their use in TE and BTE applications. Strategies have been explored to improve the mechanical properties of hydrogels. Among these, the gel aspiration-ejection (GAE) of collagen hydrogels is a recent technique which not only improves the mechanical properties of the gel by increasing its fibrillar density in a predictable manner, but also allows for the production of anisotropic scaffolds characterized by architectures approaching those of aligned native tissues (e.g., bone). GAE also allows for bioactive molecule incorporation, a strategy that can be used to enhance the mineralization process of collagen and fibrin hydrogels, which are difficult to mineralize in vivo thus limiting their use in bone regenerative therapy. However, GAE has so far been applied with hand-held devices and the produced gels are subject to human variability.The aim of this doctoral research was to overcome the limitations of the GAE technique by standardizing this process through the use of an automated platform. It was hypothesized that GAE could be implemented into a customized 3D printer. To further validate GAE as a technique with applications in BTE, the incorporation of silk sericin (SS) in collagen and collagen/fibrin hybrid hydrogels, was hypothesized to enhance acellular and cell-mediated mineral deposition due to its structural similarities with non collagenous proteins (NCPs) involved in the mineralization process, in vivo.In conclusion, an automated GAE technique was developed to overcome the intrinsic limitation of this technique due to human variability. It is expected that the ability to print acellular and cell-seeded bioinks with predictable properties, which can be used to build complex structures will have a significant impact in the TE 3D bioprinting field. Also, the use of SS provides new insight into the mineralization of collagen and collagen/fibrin hybrid scaffolds thus offering a new strategy for the design of mineralizable constructs and for the delivery of an osteostimulative molecule for bone regenerative therapy.Des millions de personnes dans le monde souffrent d'une défaillance des tissus et des organes en raison d'une blessure ou d'une maladie, ce qui représente un important problème de soins de santé. Les autogreffes, les allogreffes et les xénogreffes sont des structures biologiques générées à partir des tissus du patient, des tissus d'un autre individu ou des tissus d'une espèce animale non humaine, respectivement. Ces approches présentent toutefois plusieurs limites intrinsèques et le besoin de solutions de rechange est devenu une priorité. Le génie tissulaire (TE) est apparu comme une solution prometteuse offrant des voies pour la fabrication in vitro de structures biologiques fonctionnelles. Il inclut le génie des tissus osseux (BTE), qui se concentre sur la conception de matériaux d'échafaudage utilisés pour modéliser le processus de formation osseuse. L'utilisation de biomatériaux naturels, comme le collagène et la fibrine, est une stratégie courante pour la conception et la reproduction de la structure tridimensionnelle (3D) de la matrice extracellulaire originale (ECM) du tissu cible. En particulier, les hydrogels de collagène et de fibrine ont été de plus en plus pris en considération dans le domaine du TE du fait qu'ils permettent l'incorporation de molécules cellulaires et bioactives, qu'ils fournissent de l'espace pour la formation des tissus, et qu'ils régissent la structure et la fonction des tissus artificiels. Toutefois, l'absence de propriétés mécaniques de ces hydrogels représente une limite d'utilisation dans les applications de TE et de BTE. Des stratégies ont été explorées pour améliorer les propriétés mécaniques des hydrogels. Parmi celles-ci, l'aspiration-éjection du gel (GAE) appliquée aux hydrogels de collagène est une technique récente qui améliore non seulement les propriétés mécaniques du gel en augmentant sa densité fibrillaire d'une manière prévisible, mais permet également la production d'échafaudages anisotropes caractérisés par des architectures s'approchant de celles des tissus originaux alignés (comme les os). La GAE permet également l'incorporation de molécules bioactives, une stratégie qui peut être utilisée pour améliorer le processus de minéralisation des hydrogels de collagène et de fibrine, qui sont difficiles à minéraliser in vivo, ce qui limite leur utilisation dans la thérapie par régénération osseuse. Toutefois, la GAE a été appliquée jusqu'ici au moyen de dispositifs manuels et les gels produits sont sujets à la variabilité humaine.Le but de cette recherche doctorale était de surmonter les limites de la technique de la GAE en normalisant le processus au moyen d'une plateforme automatisée. Il a été supposé que la GAE pourrait être mise en place dans une imprimante 3D adaptée. Pour valider plus avant la GAE en tant que technique avec des applications en BTE, il a été supposé que l'incorporation de séricine de soie (SS) dans les hydrogels hybrides de collagène et de collagène/fibrine améliore le dépôt minéral acellulaire et par médiation cellulaire en raison de ses similitudes structurelles avec les protéines non collagènes (BPC) impliquées dans le processus de minéralisation, in vivo.En conclusion, une technique automatisée de GAE a été mise au point pour surmonter les limites intrinsèques de cette technique qui découlent de la variabilité humaine. On s'attend à ce que la capacité d'imprimer des encres biologiques acellulaires et à cellules ensemencées aux propriétés prévisibles, qui peuvent être utilisées pour construire des structures complexes, ait une incidence importante dans le domaine de la bioimpression TE 3D. De plus, l'utilisation de SS donne un nouvel aperçu de la minéralisation des échafaudages hybrides de collagène et de collagène/fibrine, et offre ainsi une nouvelle stratégie pour la conception de structures minéralisables et la fourniture d'une molécule ostéostimulante en vue de la thérapie par régénération osseuse
The impact of antiretroviral therapy on the evolution of Fc region mediated humoral immunity toward HIV infection
No full textSecondary analyses of RV144, the only vaccine trial ever shown to provide significant protection against human immunodeficiency virus (HIV) infection, have revealed that immunoglobulin G (IgG) antibody (Ab) dependent cellular cytotoxicity (ADCC) activity correlated with vaccinee protection from HIV (Haynes et al., 2012). ADCC is a humoral immune response that depends on the use of Ab fragment crystallizable (Fc) regions to direct HIV lysis through the engagement of Natural Killer (NK) cells. Therefore, RV144 provides an impetus to further characterize immune responses like ADCC that require Ab Fc regions to attract immune system components capable of lysing extracellular HIV virions and HIV infected cells. Antiretroviral therapy (ART), accessed by approximately half the current HIV+ population and recommended immediately upon HIV infection for the vast majority of people by the International Antiviral Society (IAS), is one such factor that has not been assessed for its ability to impact Ab Fc region mediated (Fcm) immunity, despite its ubiquity (Günthard et al., 2016; WHO, 2016). This study investigated the evolution of IgG Fcm immunity over the course of early HIV infection in ART naive individuals and also in individuals who began receiving ART treatment within six months of HIV infection. The ability of blood plasma donated by HIV+ patients in the Montreal Primary Infection Cohort (MPIC) to mediate ADCC and other HIV antigen specific Fcm immune functions, including Ab dependent phagocytosis (ADCP), Ab dependent complement deposition (ADCD) and Ab dependent trogocytosis (ADCT) was assessed. Total and HIV envelope (Env) gp120 glycoprotein specific IgG titers were quantified in the plasma samples. Comparing equal levels of IgG between the plasma samples, ADCP activity was measured toward an Env gp120 target, while ADCD, ADCC and ADCT activities were measured toward target CCR5+ NK cell resistant CEM (CEM.NKr.CCR5) cells infected with bonafide HIV. These particular HIV infected target cells do not expose cluster of differentiation (CD)4 induced (CD4i) epitopes, which are susceptible to Fcm immunity and are protected by the virus during physiological infection. ADCC, ADCP and ADCT were found to mount significantly over time during untreated HIV infection, yielding Spearman correlation coefficients (rs) of rs=0.3836, rs=0.3532 and rs=0.1975, respectively (corresponding to probability [p] values of p=0.0005, p=0.0013 and p=0.0494, respectively), while ADCD activity did not increase as infection progressed. Analysis of covariance (ANCOVA) was calculated between ART treated and ART naive individuals to determine whether ART administration affected the evolution of Fcm immune responses over time. F-scores of 4.72394 (p=0.0313) and 11.6545 (p=0.0008) portrayed that ART administration did indeed mitigate the evolution of ADCC and ADCD responses, unlike ADCP and ADCT. Generalized linear mixed models (GLMMs) and the variance weighted least squares (VWLS) method were then able to deduce the impact of ART initiation timing on the evolution of ADCC, ADCP, ADCD and ADCT responses, after separating the treated patients into three groups, based on whether their ART administration started within 69 days, between 70 to 124 days, or after 124 days post HIV infection. These statistical analyses revealed that early treatment timing did not affect the evolution of ADCC or ADCP responses in the MPIC plasma donors investigated and actually preserved ADCD and ADCT responses over time, as compared to later ART initiation. Collectively, these results do not reject the current IAS consensus that immediate ART treatment initiation is ideal for the preservation of health in people who become infected with HIV. The results do show however, that ADCC, ADCP, ADCD and ADCT activities can be directed towards HIV epitopes that do not require gp120 binding to CD4.Les analyses secondaires de l'essai sur le vaccin RV144 ont montré que l'activité de cytotoxicité cellulaire dépendante des anticorps (Abs) (ADCC) de l'immunoglobuline G (IgG) était en corrélation avec la protection du vaccin contre le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) (Haynes et al., 2012). Donc, le RV144 fournit de l'impulsion pour caractériser davantage les réponses immunitaires comme ADCC qui besoin les régions Fc pour attirent des composants du système immunitaire capables de lyser des virions du VIH extracellulaires et des cellules infectées par le VIH. La thérapie antirétrovirale (TAR) est un facteur qui n'a pas été évalué pour sa capacité à avoir un impact sur immunité des Abs induite par la région Fc, malgré son omniprésence. Cette étude a examiné l'évolution de l'immunité des Abs induite par la région Fc au cours de l'infection précoce de VIH chez des personnes qui ne sont pas sous TAR et des personnes ayant commencé à recevoir des traitements TAR dans les six mois suivant leurs infections. La capacité du plasma sanguin provenant de patients VIH+ de la cohorte d'infections primaires de Montréal à conduit l'ADCC et d'autres fonctions de l'immunité des Abs induite par la région Fc spécifiques à l'antigène du VIH, y compris la phagocytose dépendante de l'Abs (ADCP), la déposition du complément dépendante de l'Abs (ADCD) et la trogocytose dépendante de l'Abs (ADCT), a été mesuré. En comparant des niveaux égaux d'IgG entre les échantillons plasmatiques, l'activité de l'ADCP a été mesurée contre une cible gp120, tandis que les activités de l'ADCD, de l'ADCC et de l'ADCT ont été mesurées contre des cellules CEM infectées par le virus VIH. Ces cellules CEM cibles infectées par le VIH n'exposent pas d'épitopes induite par CD4, qui sont sensibles à l'immunité médiée par la région Fc et qui sont protégés par le virus lors d'une infection physiologique. ADCC, ADCP et ADCT ont montré une augmentation significative au fil du temps pendant une infection VIH non traitée, donnant des coefficients de corrélation de Spearman (rs) de rs=0,3836, rs=0,3532 et rs=0,1975, respectivement (correspondant aux valeurs de probabilités [p] de p=0,0005, p=0,0013 et p=0,0494, respectivement), tandis que l'activité de l'ADCD n'a pas augmenté avec la progression de l'infection. Une analyse de covariance (ANCOVA) a été calculée entre des individus traités par la TAR et des individus qui ne sont pas sous ART, afin de déterminer si l'administration de TAR affectait l'évolution des réponses immunitaires mesurées au fil du temps. Les valeurs de F de 4,72394 (p=0,0313) et de 11,6545 (p=0,0008) ont montré que l'administration de TAR atténuait l'évolution des réponses ADCC et ADCD, contrairement à ADCP et ADCT. Modèles mixtes linéaires généralisés et la méthode des moindres carrés pondérés par la variance ont ensuite permis de déduire l'impact du calendrier de traitement sur l'évolution des réponses ADCC, ADCP, ADCD et ADCT après avoir séparé les patients en trois groupes. Le premier groupe contenait des patients ayant commencé leurs traitements de TAR dans 69 jours après leurs infections de VIH, le deuxième entre 70 et 124 jours et le troisième après 124 jours d'infection. Ces analyses statistiques ont dévoilé que l'initiation traitement au plus tôt n'affecte pas l'évolution des réponses ADCC ou ADCP chez les donneurs étudiés et qu'il préservait les réponses ADCD et ADCT au fil du temps, comparé à des traitements de TAR commencé plus tard après l'infection. Dans son ensemble, ces résultats ne rejettent pas le consensus courant de l'IAS selon lequel l'initiation immédiate de TAR est idéale pour la conservation de la santé des personnes infectées par le VIH. Les résultats montrent cependant que les activités ADCC, ADCP, ADCD et ADCT peuvent être dirigées vers des épitopes du VIH ne nécessitant pas de liaison de gp120 à CD4
Incorporation of nucleus in phase-field and sharp-interface models of cell migration in monolayers
No full textWe use a phase-field model of a cell monolayer consisting of a cancer cell surrounded by normal cells, where the cancer cell is softer than the normal cells. We extended the model to incorporate a nucleus which is suitably confined within the cytoplasm and constrained to the cell centroid. We use sharp-interface models derived from these phase-field models and simulate them to explore the consequences of an elasticity mismatch, extending previous studies. More accurate numerics have been performed and have somewhat clarified the "pinching" problem [arXiv:1807.07836 (2018)]. Inclusion of a nucleus in the model continued to achieve some resemblance to the speed bursts observed in experiments [Biophys. J., 102:2731–2741 (2012)], but faithful reproduction of the experimental phenomenology has yet to be accomplished. The softening of the cytoplasm from previous models is seen to facilitate motion through the cell packing, beyond that seen in the experiments for the values of the simulation parameters used here.Nous utilisons le modèle de champ de phase d'une monocouche constituée d'une cellule cancéreuse entourée de cellules normales, où la cellule cancéreuse est plus souple que les cellules normales. Nous avons étendu le modèle pour incorporer un noyau conformément confiné dans le cytoplasme, et contraint au centroïde de la cellule. Nous utilisons des modèles à interface raide provenus des modèles de champ de phase, et les simulons pour explorer les conséquences du décalage d'élasticité, développant ainsi les études précédentes. Des calculs plus précis ont été effectués et ont pu plus ou moins éclaircir le problème de « pincement » [arXiv:1807.07836 (2018)]. L'inclusion d'un noyau dans le modèle a continué à résulter d'une certaine ressemblance aux pointes de vitesse observées dans les expériences [Biophys. J., 102:2731–2741 (2012)], mais la phénoménologie expérimentale reste à être reproduite. Pour les valeurs des paramètres de simulation utilisés ici, on a observé que l'assouplissement du cytoplasme des modèles précédents facilitait le mouvement, à travers l'agrégat compact de cellules, au-delà de ce que nous avons observé dans les expériences
Un voyage réel et symbolique : l'unité du double dans Le Mont Analogue de René Daumal suivi du texte de création Très fatigué
No full textThe first part of this memoire is an analysis of the concept of duality present in René Daumal's Le Mont Analogue and inspired by oriental thought. It focuses on the occurrences of this idea, notably in the main theme of the novel, the two-faced journey. The first journey is real for its protagonists and touches at times the fantastic, while the second reveals a symbolic truth. It then underlines the multiples resolutions of the numerous dualities disseminated in the text, even at the metaliterary level of the author/lector couple. By doing so, it wishes to show the mechanics of a novel created from a philosophical notion.The second part of this memoire narrates the story of a man plagued by a physical and mental illness, tiredness and fatigue, the symptom of a larger existential crisis. It is through a journey around Naples, Italy, the recollection of memories, but also the incongruent encounter with a beast that the narrator tries to find solution to his ailment. The narration articulates the themes and images of dreams, phantasms and lethargy and follows the itinerary of a protagonist in search of somewhere and something else.Le premier volet de ce mémoire s'intéresse au Mont Analogue de René Daumal et propose une analyse de la notion de dualité présente dans le texte et inspirée de courants de pensée orientaux. Il étudie pour cela toutes les occurrences d'une telle notion et se concentre tout particulièrement le thème du voyage, central dans l'oeuvre, pour en montrer deux facettes : la première entre « réel » et fantastique, l'autre symbolique. Il souligne enfin les résolutions nécessaires de ces multiples dualités disséminées dans le texte, jusqu'au niveau métalittéraire entre l'auteur et son lecteur, et souhaite ainsi montrer les rouages d'une construction littéraire fondée à partir d'une idée philosophique. Le deuxième volet de ce mémoire raconte l'histoire d'un personnage atteint d'une maladie physique et psychologique particulière, la fatigue, symptôme d'une crise existentielle. À travers une promenade urbaine dans Naples, la remémoration de souvenirs ainsi que la rencontre fatidique d'une créature sauvage, le narrateur cherche des solutions — parfois extrêmes — contre son mal. Le récit reprend ainsi les thèmes et images du rêve, du fantasme et du sommeil, et suit l'itinéraire d'un personnage en quête d'ailleurs et d'autre chose
Frustrated folding of guanine quadruplexes in telomeric DNA repeats
No full textG-Quadruplexes (GQs) are nucleic acids secondary structures ubiquitous in our genome, covering fundamental roles in regulating processes such as gene expression and ribosomal protein synthesis. Among them, GQs forming at the end of telomeres have a prominent contribution in controlling telomerase activity and therefore directly affect cell aging. In the ~200 nt long telomeric overhang, a maximum of ~8 GQs can be folded, opening the question of whether this is the most probable configuration. Through a combination of kinetic and thermodynamic measurements on relatively small-scale systems (〖Tel〗_8ext and 〖Tel〗_12), we first obtained quantitative microscopic parameters on their dynamics. We then used these parameters in combination with statistical mechanical simulations to extend our analysis to very long telomeric sequences. We found that the telomeric overhang might be a "frustrated" system, where the maximum number of folded GQs is never reached, leaving unused TTAGGG tracts in-between them. This frustration effect is also proportional to telomeric DNA length and is further enhanced at the very end of the sequence.G-Quadruplexes (GQs) sont structurés secondaires d'acides nucléiques omniprésent dans notre génome, en recouvrant des rôles fondamentaux pour le control des procès comme l'expression des gènes et la synthèse ribosomiaux des protéines. Parmi cette catégorie, le GQs qui forment à la fine des télomères ont des implications très importants pour le control de la télomérase, en régulant directement l'âge des cellules. Dans la région télomérique a filament singulier (~200 nt longue), un maximum de ~8 GQs peuvent être formés, en ouvrant la question si ça pourrait être la configuration la plus probable. À travers des mesurément kinétiques et thermodynamiques sur des systèmes relativement petits (〖Tel〗_8ext et 〖Tel〗_12) nous avons premièrement obtenu des informations quantitatives sur leur dynamique. Ensuite, nous avons utilisé cette information en combination avec des simulations statistiques mécaniques pour analyser des séquences plus longues. Nous avons déterminé que la région télomérique a filament singulier pourrait essentiellement être un système "frustré", où le numéro maximum de GQs n'est jamais atteint, en laissant entre eux des tronçons TTAGGG inutilisés. Cet effet de frustration et aussi proportionnel à la longueur de l'ADN télomérique et en plus est augmenté à la fine de la séquence
A review of drinking water standards for copper and investigation of copper levels in drinking water in institutional buildings
No full textCopper (Cu) has been used for centuries in the house, in industry and in agriculture. As a transition metal, it can adopt distinct redox states, which allows it to function as a catalytic cofactor in many enzymatic reactions essential to living organisms. Although copper is an essential nutrient, elevated levels of copper can be toxic. Indian Childhood Cirrhosis is a well-known epidemic of copper toxicity. Once recognized as a public health concern, daily recommended intakes were assessed at 0.3 to 3.0 mg/day for adults and at 0.1 to 2.0 mg/day for infants and young children, while the maximum safe levels for adults ranges from 0.8 to 30 mg/day and cannot be determined, due to insufficient data, for infants and young children.One of the main sources of copper ingestion is drinking water due to the extensive use of copper pipes for plumbing, although copper is more often recognized as an aesthetic concern rather than a health concern. Many countries, including Canada, have not yet established health-based drinking water standards for copper. Currently, the WHO has the most referenced health-based guideline value for copper at 2 mg/L. However, the supporting evidence for this guideline value has been questioned due to high uncertainty, insufficient data and questionable interpretation of data. Exposure studies for copper in drinking water have not considered ingestion at work or school, where the majority of waking time is spent, which may underestimate the associated health risks.First, the strength of the evidence and the science used to set the drinking water guideline values for copper is reviewed. Guideline levels, developed only for acute copper toxicity, rarely occur due to the low taste threshold of copper. There are irregularities in the reported levels of copper exposure for acute effects and the calculation of levels is not conservative. Second, copper concentrations have been measured in large institutional buildings to assess potential exposure levels. The results of the field study reveal that drinking water in these large buildings can provide a significant contribution to daily copper intakes ranging from 50% to almost 100% of the recommended daily intake values (0.7-0.8 mg Cu/day) proposed by the WHO. The field survey also shows that flushing in large building can reduce copper levels in the water by 40%. Lastly, the results confirm higher copper levels in newer or recently renovated buildings, likely due to the lack of time to develop a protective scale (due to oxidization of the copper) reducing dissolution of the pipes.Le cuivre (Cu) a été utiliser pour des centaines d'années à la maison, dans l'industrie et dans l'agriculture. Étant un métal de transition, il put adopter des différents états redox. Cela lui permet d'agir comme un cofacteur catalytique dans des réactions enzymatiques essentielles au êtres vivants. Bien que le cuivre est un nutriment essentiel, des hauts niveaux de cet élément peut s'avérer toxique. Le cirrhose Indien d'enfants est une maladie bien connue de toxicité de cuivre. Une fois reconnu comme menace potentielle à la santé publique, la consommation quotidienne recommandé a été établi à 0.3 - 3.0 mg/jour pour adultes et à 0.1 - 2.0 mg/jour pour les nourrissons et les jeunes enfants. Le niveau maximal pour éviter les effets toxique est dans l'intervalle de 0.8 - 30 mg/jour pour adultes, mais ne peut pas être déterminé pour les nourrissons et les jeunes enfants dû à un manque de données. Une des sources primaire d'ingestion de cuivre est l'eau potable dû à la plomberie en cuivre, bien qu'il est plus souvent considéré comme paramètre influant le goût et la couleur de l'eau et non un problème de santé. Plusieurs pays, le Canada inclus, n'ont pas encore établi des normes pour le cuivre dans l'eau potable.Actuellement, le niveau recommandé par l'organisation mondiale de la santé (OMS) est le plus référencé des recommandations basées sur la santé à 2 mg/L. Toutefois, ces recommandations sont contestables dû aux manque de données et leur interprétation. Les études sur le niveau de consommation de cuivre n'incluent pas les taux provenant de l'eau potable bu au travail ou à l'école. Ceci peut résulter en une sous-estimation de la risques de problèmes de santé associé à la consommation de cuivre.Premièrement, la fiabilité de l'évidence et la science utilise pour établir les recommandations des niveaux permissibles dans l'eau potable sont passer en revue et critiquer. Les recommandations, établi pour la toxicité aiguë, prends place rarement due au bas seuil de gout pour le cuivre. Il y a des irrégularités dans les niveaux rapporte pour les niveaux de cuivre causant des effets aigus et la calculations de niveau recommandes ne sont pas conservatives. Ils devront être conservatives dû au manque d'évidence de sécurité et à l'évidence d'effets nuisibles des cas en particulier. Deuxièmement, les niveaux de cuivre dans l'eau potable des grands bâtiments institutionnelles ont été mesures pour évaluer la quantité infestée. Les résultats indiquent que l'eau potable des grands bâtiments peut entrainer une contribution à l'ingestion de cuivre quotidienne de 50 à 100 pourcent du niveau quotidien recommandé de 0.7 à 0.8 mg Cu/jour propose par l'OMS. Les résultats ont aussi indiqué que le rinçage d'une minute pour réduire les niveaux de cuivre par 40%. Dernièrement, les résultats confirment des niveau plus hautes dans les bâtiments neuves ou récemment renouvelés, probablement dû au manque de temps pour développer un dépôt d'oxydations sur les tuyaux réduisant solubilité
Food detection system design by deep convolutional neural networks
No full textThrough this thesis, I develop a complete multi-object food detection system by deep convolutional neural networks with transferring features, which has been tailored to run on mobile device and further extended on mask generation. First, with the purpose of high accuracy but small model size and low latency, I construct a convolutional neural network merging with a unified detection pipeline, YOLOv2. Second, I demonstrate how to benefit the object detection task from image classification task via transfer learning, so that the proposed food detection approach has a superior learning capacity based on prior knowledge, with shorter training time and faster convergence. It bridges the gap between the most two fundamental computer vision topics. Furthermore, I adapt the trained deep learning model to run on a conventional mobile phone with built-in camera, and present with nutrition facts obtained from the detection results. The mobile app is capable of running in real-time with fast inference. Finally, I extend the proposed food detection approach to a multi-task learning architecture that I call it Mask-YOLO, to perform not only object detection, but instance segmentation by generating masks on each candidate region. This thesis tackles some of the tasks towards building an ideal automatic food monitoring system that allows people to keep track of meal items and nutrition contents in daily life for weight loss or medical purposes.Dans cette thèse, Je développe un système complet de détection d'aliments multi-objets utilisant des réseaux de neurones à convolution profonde avec fonctions de transfert, qui a été conçu pour fonctionner sur un appareil mobile et étendu à la génération de masques. Tout d'abord, dans le but d'obtenir une grande précision, mais une taille de modèle réduite et une faible latence, je construis un réseau de neurones à convolution fusionnant avec un pipeline de détection unifié, YOLOv2. Deuxièmement, je montre comment tirer profit de la tâche de détection d'objet d'une tâche de classification d'image via un apprentissage par transfert, de sorte que la méthode de détection des aliments proposée offre une capacité d'apprentissage supérieure basée sur la connaissance préalable, avec un temps de formation plus court et une convergence plus rapide. Il établit un lien entre les deux sujets les plus fondamentaux de la vision par ordinateur. De plus, j'adapte le modèle d'apprentissage en profondeur formé pour qu'il fonctionne sur un téléphone portable classique avec caméra intégrée et présente des informations nutritionnelles obtenues à partir des résultats de détection. L'application mobile est capable de fonctionner en temps réel avec une déduction rapide. Enfin, j'étends l'approche de détection des aliments proposée à une architecture d'apprentissage multitâche que je nomme Mask-YOLO, afin d'effectuer non seulement la détection d'objets, mais également la segmentation d'instances en générant des masques sur chaque région candidate. Cette thèse aborde certaines des tâches liées à la mise en place d'un système de surveillance automatique des aliments idéal permettant aux personnes de garder une trace des éléments de repas et du contenu nutritionnel dans la vie quotidienne à des fins de perte de poids ou à des fins médicales
Controlling substrate specificity and product regio- andstereo-selectivities of P450 enzymes without mutagenesis
No full textP450 enzymes (P450s) are well known for their ability to oxidize unactivated CAH bonds with high regioandstereoselectivity. Hence, there is emerging interest in exploiting P450s as potential biocatalysts.Although bacterial P450s typically show higher activity than their mammalian counterparts, they tendto be more substrate selective. Most drug-metabolizing P450s on the other hand, display remarkablesubstrate promiscuity, yet product prediction remains challenging. Protein engineering is one establishedstrategy to overcome these issues. A less explored, yet promising alternative involves substrateengineering. This review discusses the use of small molecules for controlling the substrate specificityand product selectivity of P450s. The focus is on two approaches, one taking advantage of non-covalentdecoy molecules, and the other involving covalent substrate modifications