Effective continuing professional development for translating shared decision making in primary care: A study protocol.

Background: Shared decision making (SDM) is a process by which a healthcare choice is made jointly by the healthcare professional and the patient. SDM is the essential element of patient-centered care, a core concept of primary care. However, SDM is seldom translated into primary practice. Continuing professional development (CPD) is the principal means by which healthcare professionals continue to gain, improve, and broaden the knowledge and skills required for patient-centered care. Our international collaboration seeks to improve the knowledge base of CPD that targets translating SDM into the clinical practice of primary care in diverse healthcare systems. Methods: Funded by the Canadian Institutes of Health Research (CIHR), our project is to form an international, interdisciplinary research team composed of health services researchers, physicians, nurses, psychologists, dietitians, CPD decision makers and others who will study how CPD causes SDM to be practiced in primary care. We will perform an environmental scan to create an inventory of CPD programs and related activities for translating SDM into clinical practice. These programs will be critically assessed and compared according to their strengths and limitations. We will use the empirical data that results from the environmental scan and the critical appraisal to identify knowledge gaps and generate a research agenda during a two-day workshop to be held in Quebec City. We will ask CPD stakeholders to validate these knowledge gaps and the research agenda. Discussion: This project will analyse existing CPD programs and related activities for translating SDM into the practice of primary care. Because this international collaboration will develop and identify various factors influencing SDM, the project could shed new light on how SDM is implemented in primary care.

Sensitivity of Spring Phenology to Warming Across Temporal and Spatial Climate Gradients in Two Independent Databases

Disparate ecological datasets are often organized into databases post hoc and then analyzed and interpreted in ways that may diverge from the purposes of the original data collections. Few studies, however, have attempted to quantify how biases inherent in these data (for example, species richness, replication, climate) affect their suitability for addressing broad scientific questions, especially in under-represented systems (for example, deserts, tropical forests) and wild communities. Here, we quantitatively compare the sensitivity of species first flowering and leafing dates to spring warmth in two phenological databases from the Northern Hemisphere. One-PEP725-has high replication within and across sites, but has low species diversity and spans a limited climate gradient. The other-NECTAR-includes many more species and a wider range of climates, but has fewer sites and low replication of species across sites. PEP725, despite low species diversity and relatively low seasonality, accurately captures the magnitude and seasonality of warming responses at climatically similar NECTAR sites, with most species showing earlier phenological events in response to warming. In NECTAR, the prevalence of temperature responders significantly declines with increasing mean annual temperature, a pattern that cannot be detected across the limited climate gradient spanned by the PEP725 flowering and leafing data. Our results showcase broad areas of agreement between the two databases, despite significant differences in species richness and geographic coverage, while also noting areas where including data across broader climate gradients may provide added value. Such comparisons help to identify gaps in our observations and knowledge base that can be addressed by ongoing monitoring and research efforts. Resolving these issues will be critical for improving predictions in understudied and under-sampled systems outside of the temperature seasonal mid-latitudes.

To Monty Kier, a friendly tribute.

In 2008 we published the first set of guidelines for standardizing research in autophagy. Since then, research on this topic has continued to accelerate, and many new scientists have entered the field. Our knowledge base and relevant new technologies have also been expanding. Accordingly, it is important to update these guidelines for monitoring autophagy in different organisms. Various reviews have described the range of assays that have been used for this purpose. Nevertheless, there continues to be confusion regarding acceptable methods to measure autophagy, especially in multicellular eukaryotes. A key point that needs to be emphasized is that there is a difference between measurements that monitor the numbers or volume of autophagic elements (e.g., autophagosomes or autolysosomes) at any stage of the autophagic process vs. those that measure flux through the autophagy pathway (i.e., the complete process); thus, a block in macroautophagy that results in autophagosome accumulation needs to be differentiated from stimuli that result in increased autophagic activity, defined as increased autophagy induction coupled with increased delivery to, and degradation within, lysosomes (in most higher eukaryotes and some protists such as Dictyostelium) or the vacuole (in plants and fungi). In other words, it is especially important that investigators new to the field understand that the appearance of more autophagosomes does not necessarily equate with more autophagy. In fact, in many cases, autophagosomes accumulate because of a block in trafficking to lysosomes without a concomitant change in autophagosome biogenesis, whereas an increase in autolysosomes may reflect a reduction in degradative activity. Here, we present a set of guidelines for the selection and interpretation of methods for use by investigators who aim to examine macroautophagy and related processes, as well as for reviewers who need to provide realistic and reasonable critiques of papers that are focused on these processes. These guidelines are not meant to be a formulaic set of rules, because the appropriate assays depend in part on the question being asked and the system being used. In addition, we emphasize that no individual assay is guaranteed to be the most appropriate one in every situation, and we strongly recommend the use of multiple assays to monitor autophagy. In these guidelines, we consider these various methods of assessing autophagy and what information can, or cannot, be obtained from them. Finally, by discussing the merits and limits of particular autophagy assays, we hope to encourage technical innovation in the field.

Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy.

In 2008 we published the first set of guidelines for standardizing research in autophagy. Since then, research on this topic has continued to accelerate, and many new scientists have entered the field. Our knowledge base and relevant new technologies have also been expanding. Accordingly, it is important to update these guidelines for monitoring autophagy in different organisms. Various reviews have described the range of assays that have been used for this purpose. Nevertheless, there continues to be confusion regarding acceptable methods to measure autophagy, especially in multicellular eukaryotes. A key point that needs to be emphasized is that there is a difference between measurements that monitor the numbers or volume of autophagic elements (e.g., autophagosomes or autolysosomes) at any stage of the autophagic process vs. those that measure flux through the autophagy pathway (i.e., the complete process); thus, a block in macroautophagy that results in autophagosome accumulation needs to be differentiated from stimuli that result in increased autophagic activity, defined as increased autophagy induction coupled with increased delivery to, and degradation within, lysosomes (in most higher eukaryotes and some protists such as Dictyostelium) or the vacuole (in plants and fungi). In other words, it is especially important that investigators new to the field understand that the appearance of more autophagosomes does not necessarily equate with more autophagy. In fact, in many cases, autophagosomes accumulate because of a block in trafficking to lysosomes without a concomitant change in autophagosome biogenesis, whereas an increase in autolysosomes may reflect a reduction in degradative activity. Here, we present a set of guidelines for the selection and interpretation of methods for use by investigators who aim to examine macroautophagy and related processes, as well as for reviewers who need to provide realistic and reasonable critiques of papers that are focused on these processes. These guidelines are not meant to be a formulaic set of rules, because the appropriate assays depend in part on the question being asked and the system being used. In addition, we emphasize that no individual assay is guaranteed to be the most appropriate one in every situation, and we strongly recommend the use of multiple assays to monitor autophagy. In these guidelines, we consider these various methods of assessing autophagy and what information can, or cannot, be obtained from them. Finally, by discussing the merits and limits of particular autophagy assays, we hope to encourage technical innovation in the field.

Male beach workers and western female tourists : livelihood strategies in Kenya's south coast region

Recent years have seen an emerging knowledge base and increasing public interest and awareness of sexual-economic relationships between local men and Western women, in different touristic regions around the world. However, to date, Western perspectives on the phenomenon make up the bulk of the existent literature. Questioning the dominant discourse of 'romance tourism' and representations of male participants as 'victims-opportunists', this dissertation explores male beach workers' experiences with, and perspectives on sexual-economic relationships between Kenyan men and visiting Western women in Kenya's South Coast region. The men were not considered in isolation; their experiences and perspectives are situated in relation to their family ties, social networks and the political economy of beach tourism. The study shows that locally these relationships are clearly understood as livelihood strategies for the visited. Men seek to establish long-term intimate relationships with female tourists as a means to accessing life's basic necessities for themselves and for their families and overall to improve their standards of living. It is argued that these relationships are a response to the poverty and inequalities generated by socio-economic changes over time. They are also a response to local gender role prescriptions that hinge male social value on men's capacity to marry, procreate and provide intergenerational social and economic support. The men's parallel quest for non-sexual economically motivated friendships with visiting foreign tourists termed "family friends" is a salient finding, that serves to reinforce the finding that the sexual- economic relationships are above all livelihood strategies. Résumé Ces dernières années ont vu l'émergence d'une base de connaissance, ainsi que d'un intérêt et d'une prise de conscience accrue du public, à l'égard des relations économico-sexuelles entre hommes locaux et femmes occidentales, dans différentes régions touristiques du monde. Cependant, à ce jour, des perspectives occidentales sur ce phénomène constituent l'essentiel de la littérature existante. En remettant en question le discours dominant du «romance tourism» (tourisme sentimental) et les représentations qui conçoivent les hommes participants comme étant 'victimes-opportunistes', cette thèse explore les expériences, et les visions qu'ont les travailleurs de plage sur les relations économico-sexuelles entre hommes Kenyans et femmes Occidentales dans la région de la côte sud du Kenya. Les hommes n'ont pas été considérés de manière isolée; leurs expériences et leurs perspectives sont situées par rapport à leur liens familiaux, leur réseaux sociaux et aussi par rapport à l'économie politique du tourisme balnéaire. L'étude montre que sur place ces relations sont clairement conçues comme des stratégies de survie pour les participants hôtes. Les hommes cherchent à établir des relations de long durée avec des femmes touristes comme moyen d'accéder à des biens et des services qui constituent des nécessités de bases, pour eux et pour leur familles et globalement pour relever leur niveau de vie! L'étude fait valoir que ces relations sont une réponse à la pauvreté et aux inégalités sociales crées par des dynamiques socio-économiques au fil du temps. Elles sont aussi une réponse au prescriptions sociales locales par lesquelles la valeur sociale masculine est définie à travers la capacité des hommes à se marier, à procréer et d'assurer un soutien intergénérationnel social et économique. La quête, en parallèle, de relations d'amitiés non-sexuelles à motivation économique, dénommé « family friends », par des hommes, est un résultat saillant de cette étude qui vient renforcer l'observation que les relations économico-sexuelles relèvent avant tout des stratégies de survie.

Factors influencing the adoption of an innovation: an examination of the uptake of the Canadian Heart Health Kit (HHK)

BACKGROUND: There is an emerging knowledge base on the effectiveness of strategies to close the knowledge-practice gap. However, less is known about how attributes of an innovation and other contextual and situational factors facilitate and impede an innovation's adoption. The Healthy Heart Kit (HHK) is a risk management and patient education resource for the prevention of cardiovascular disease (CVD) and promotion of cardiovascular health. Although previous studies have demonstrated the HHK's content validity and practical utility, no published study has examined physicians' uptake of the HHK and factors that shape its adoption. OBJECTIVES: Conceptually informed by Rogers' Diffusion of Innovation theory, and Theory of Planned Behaviour, this study had two objectives: (1) to determine if specific attributes of the HHK as well as contextual and situational factors are associated with physicians' intention and actual usage of the HHK kit; and (2), to determine if any contextual and situational factors are associated with individual or environmental barriers that prevent the uptake of the HHK among those physicians who do not plan to use the kit. METHODS: A sample of 153 physicians who responded to an invitation letter sent to all family physicians in the province of Alberta, Canada were recruited for the study. Participating physicians were sent a HHK, and two months later a study questionnaire assessed primary factors on the physicians' clinical practice, attributes of the HHK (relative advantage, compatibility, complexity, trialability, observability), confidence and control using the HHK, barriers to use, and individual attributes. All measures were used in path analysis, employing a causal model based on Rogers' Diffusion of Innovations Theory and Theory of Planned Behaviour. RESULTS: 115 physicians (follow up rate of 75%) completed the questionnaire. Use of the HHK was associated with intention to use the HHK, relative advantage, and years of experience. Relative advantage and the observability of the HHK benefits were also significantly associated with physicians' intention to use the HHK. Physicians working in solo medical practices reported experiencing more individual and environmental barriers to using the HHK. CONCLUSION: The results of this study suggest that future information innovations must demonstrate an advantage over current resources and the research evidence supporting the innovation must be clearly visible. Findings also suggest that the innovation adoption process has a social element, and collegial interactions and discussions may facilitate that process. These results could be valuable for knowledge translation researchers and health promotion developers in future innovation adoption planning.

Rockfall characterisation and structural protection: A review

Rockfall is an extremely rapid process involving long travel distances. Due to these features, when an event occurs, the ability to take evasive action is practically zero and, thus, the risk of injury or loss of life is high. Damage to buildings and infrastructure is quite likely. In many cases, therefore, suitable protection measures are necessary. This contribution provides an overview of previous and current research on the main topics related to rockfall. It covers the onset of rockfall and runout modelling approaches, as well as hazard zoning and protection measures. It is the aim of this article to provide an in-depth knowledge base for researchers and practitioners involved in projects dealing with the rockfall protection of infrastructures, who may work in the fields of civil or environmental engineering, risk and safety, the earth and natural sciences.

Cognitive anatomy of the temporal lobe: Effect of personality in population with mild cognitive impairment & Functional specialization for memory systems in healthy individuals.

Résumé: L'impact de la maladie d'Alzheimer (MA) est dévastateur pour la vie quotidienne de la personne affectée, avec perte progressive de la mémoire et d'autres facultés cognitives jusqu'à la démence. Il n'existe toujours pas de traitement contre cette maladie et il y a aussi une grande incertitude sur le diagnostic des premiers stades de la MA. La signature anatomique de la MA, en particulier l'atrophie du lobe temporal moyen (LTM) mesurée avec la neuroimagerie, peut être utilisée comme un biomarqueur précoce, in vivo, des premiers stades de la MA. Toutefois, malgré le rôle évident du LMT dans les processus de la mémoire, nous savons que les modèles anatomiques prédictifs de la MA basés seulement sur des mesures d'atrophie du LTM n'expliquent pas tous les cas cliniques. Au cours de ma thèse, j'ai conduit trois projets pour comprendre l'anatomie et le fonctionnement du LMT dans (1) les processus de la maladie et dans (2) les processus de mémoire ainsi que (3) ceux de l'apprentissage. Je me suis intéressée à une population avec déficit cognitif léger (« Mild Cognitive Impairment », MCI), à risque pour la MA. Le but du premier projet était de tester l'hypothèse que des facteurs, autres que ceux cognitifs, tels que les traits de personnalité peuvent expliquer les différences interindividuelles dans le LTM. De plus, la diversité phénotypique des manifestations précliniques de la MA provient aussi d'une connaissance limitée des processus de mémoire et d'apprentissage dans le cerveau sain. L'objectif du deuxième projet porte sur l'investigation des sous-régions du LTM, et plus particulièrement de leur contribution dans différentes composantes de la mémoire de reconnaissance chez le sujet sain. Pour étudier cela, j'ai utilisé une nouvelle méthode multivariée ainsi que l'IRM à haute résolution pour tester la contribution de ces sous-régions dans les processus de familiarité (« ou Know ») et de remémoration (ou « Recollection »). Finalement, l'objectif du troisième projet était de tester la contribution du LTM en tant que système de mémoire dans l'apprentissage et l'interaction dynamique entre différents systèmes de mémoire durant l'apprentissage. Les résultats du premier projet montrent que, en plus du déficit cognitif observé dans une population avec MCI, les traits de personnalité peuvent expliquer les différences interindividuelles du LTM ; notamment avec une plus grande contribution du neuroticisme liée à une vulnérabilité au stress et à la dépression. Mon étude a permis d'identifier un pattern d'anormalité anatomique dans le LTM associé à la personnalité avec des mesures de volume et de diffusion moyenne du tissu. Ce pattern est caractérisé par une asymétrie droite-gauche du LTM et un gradient antéro-postérieur dans le LTM. J'ai interprété ce résultat par des propriétés tissulaires et neurochimiques différemment sensibles au stress. Les résultats de mon deuxième projet ont contribué au débat actuel sur la contribution des sous-régions du LTM dans les processus de familiarité et de remémoration. Utilisant une nouvelle méthode multivariée, les résultats supportent premièrement une dissociation des sous-régions associées aux différentes composantes de la mémoire. L'hippocampe est le plus associé à la mémoire de type remémoration et le cortex parahippocampique, à la mémoire de type familiarité. Deuxièmement, l'activation correspondant à la trace mnésique pour chaque type de mémoire est caractérisée par une distribution spatiale distincte. La représentation neuronale spécifique, « sparse-distributed», associée à la mémoire de remémoration dans l'hippocampe serait la meilleure manière d'encoder rapidement des souvenirs détaillés sans interférer les souvenirs précédemment stockés. Dans mon troisième projet, j'ai mis en place une tâche d'apprentissage en IRM fonctionnelle pour étudier les processus d'apprentissage d'associations probabilistes basé sur le feedback/récompense. Cette étude m'a permis de mettre en évidence le rôle du LTM dans l'apprentissage et l'interaction entre différents systèmes de mémoire comme la mémoire procédurale, perceptuelle ou d'amorçage et la mémoire de travail. Nous avons trouvé des activations dans le LTM correspondant à un processus de mémoire épisodique; les ganglions de la base (GB), à la mémoire procédurale et la récompense; le cortex occipito-temporal (OT), à la mémoire de représentation perceptive ou l'amorçage et le cortex préfrontal, à la mémoire de travail. Nous avons également observé que ces régions peuvent interagir; le type de relation entre le LTM et les GB a été interprété comme une compétition, ce qui a déjà été reporté dans des études récentes. De plus, avec un modèle dynamique causal, j'ai démontré l'existence d'une connectivité effective entre des régions. Elle se caractérise par une influence causale de type « top-down » venant de régions corticales associées avec des processus de plus haut niveau venant du cortex préfrontal sur des régions corticales plus primaires comme le OT cortex. Cette influence diminue au cours du de l'apprentissage; cela pourrait correspondre à un mécanisme de diminution de l'erreur de prédiction. Mon interprétation est que cela est à l'origine de la connaissance sémantique. J'ai également montré que les choix du sujet et l'activation cérébrale associée sont influencés par les traits de personnalité et des états affectifs négatifs. Les résultats de cette thèse m'ont amenée à proposer (1) un modèle expliquant les mécanismes possibles liés à l'influence de la personnalité sur le LTM dans une population avec MCI, (2) une dissociation des sous-régions du LTM dans différents types de mémoire et une représentation neuronale spécifique à ces régions. Cela pourrait être une piste pour résoudre les débats actuels sur la mémoire de reconnaissance. Finalement, (3) le LTM est aussi un système de mémoire impliqué dans l'apprentissage et qui peut interagir avec les GB par une compétition. Nous avons aussi mis en évidence une interaction dynamique de type « top -down » et « bottom-up » entre le cortex préfrontal et le cortex OT. En conclusion, les résultats peuvent donner des indices afin de mieux comprendre certains dysfonctionnements de la mémoire liés à l'âge et la maladie d'Alzheimer ainsi qu'à améliorer le développement de traitement. Abstract: The impact of Alzheimer's disease is devastating for the daily life of the affected patients, with progressive loss of memory and other cognitive skills until dementia. We still lack disease modifying treatment and there is also a great amount of uncertainty regarding the accuracy of diagnostic classification in the early stages of AD. The anatomical signature of AD, in particular the medial temporal lobe (MTL) atrophy measured with neuroimaging, can be used as an early in vivo biomarker in early stages of AD. However, despite the evident role of MTL in memory, we know that the derived predictive anatomical model based only on measures of brain atrophy in MTL does not explain all clinical cases. Throughout my thesis, I have conducted three projects to understand the anatomy and the functioning of MTL on (1) disease's progression, (2) memory process and (3) learning process. I was interested in a population with mild cognitive impairment (MCI), at risk for AD. The objective of the first project was to test the hypothesis that factors, other than the cognitive ones, such as the personality traits, can explain inter-individual differences in the MTL. Moreover, the phenotypic diversity in the manifestations of preclinical AD arises also from the limited knowledge of memory and learning processes in healthy brain. The objective of the second project concerns the investigation of sub-regions of the MTL, and more particularly their contributions in the different components of recognition memory in healthy subjects. To study that, I have used a new multivariate method as well as MRI at high resolution to test the contribution of those sub-regions in the processes of familiarity and recollection. Finally, the objective of the third project was to test the contribution of the MTL as a memory system in learning and the dynamic interaction between memory systems during learning. The results of the first project show that, beyond cognitive state of impairment observed in the population with MCI, the personality traits can explain the inter-individual differences in the MTL; notably with a higher contribution of neuroticism linked to proneness to stress and depression. My study has allowed identifying a pattern of anatomical abnormality in the MTL related to personality with measures of volume and mean diffusion of the tissue. That pattern is characterized by right-left asymmetry in MTL and an anterior to posterior gradient within MTL. I have interpreted that result by tissue and neurochemical properties differently sensitive to stress. Results of my second project have contributed to the actual debate on the contribution of MTL sub-regions in the processes of familiarity and recollection. Using a new multivariate method, the results support firstly a dissociation of the subregions associated with different memory components. The hippocampus was mostly associated with recollection and the surrounding parahippocampal cortex, with familiarity type of memory. Secondly, the activation corresponding to the mensic trace for each type of memory is characterized by a distinct spatial distribution. The specific neuronal representation, "sparse-distributed", associated with recollection in the hippocampus would be the best way to rapidly encode detailed memories without overwriting previously stored memories. In the third project, I have created a learning task with functional MRI to sudy the processes of learning of probabilistic associations based on feedback/reward. That study allowed me to highlight the role of the MTL in learning and the interaction between different memory systems such as the procedural memory, the perceptual memory or priming and the working memory. We have found activations in the MTL corresponding to a process of episodic memory; the basal ganglia (BG), to a procedural memory and reward; the occipito-temporal (OT) cortex, to a perceptive memory or priming and the prefrontal cortex, to working memory. We have also observed that those regions can interact; the relation type between the MTL and the BG has been interpreted as a competition. In addition, with a dynamic causal model, I have demonstrated a "top-down" influence from cortical regions associated with high level cortical area such as the prefrontal cortex on lower level cortical regions such as the OT cortex. That influence decreases during learning; that could correspond to a mechanism linked to a diminution of prediction error. My interpretation is that this is at the origin of the semantic knowledge. I have also shown that the subject's choice and the associated brain activation are influenced by personality traits and negative affects. Overall results of this thesis have brought me to propose (1) a model explaining the possible mechanism linked to the influence of personality on the MTL in a population with MCI, (2) a dissociation of MTL sub-regions in different memory types and a neuronal representation specific to each region. This could be a cue to resolve the actual debates on recognition memory. Finally, (3) the MTL is also a system involved in learning and that can interact with the BG by a competition. We have also shown a dynamic interaction of « top -down » and « bottom-up » types between the pre-frontal cortex and the OT cortex. In conclusion, the results could give cues to better understand some memory dysfunctions in aging and Alzheimer's disease and to improve development of treatment.

Anatomical landmarks for transnasal endoscopic skull base surgery.

Resection of midline skull base lesions involve approaches needing extensive neurovascular manipulation. Transnasal endoscopic approach (TEA) is minimally invasive and ideal for certain selected lesions of the anterior skull base. A thorough knowledge of endonasal endoscopic anatomy is essential to be well versed with its surgical applications and this is possible only by dedicated cadaveric dissections. The goal in this study was to understand endoscopic anatomy of the orbital apex, petrous apex and the pterygopalatine fossa. Six cadaveric heads (3 injected and 3 non injected) and 12 sides, were dissected using a TEA outlining systematically, the steps of surgical dissection and the landmarks encountered. Dissection done by the "2 nostril, 4 hands" technique, allows better transnasal instrumentation with two surgeons working in unison with each other. The main surgical landmarks for the orbital apex are the carotid artery protuberance in the lateral sphenoid wall, optic nerve canal, lateral optico-carotid recess, optic strut and the V2 nerve. Orbital apex includes structures passing through the superior and inferior orbital fissure and the optic nerve canal. Vidian nerve canal and the V2 are important landmarks for the petrous apex. Identification of the sphenopalatine artery, V2 and foramen rotundum are important during dissection of the pterygopalatine fossa. In conclusion, the major potential advantage of TEA to the skull base is that it provides a direct anatomical route to the lesion without traversing any major neurovascular structures, as against the open transcranial approaches which involve more neurovascular manipulation and brain retraction. Obviously, these approaches require close cooperation and collaboration between otorhinolaryngologists and neurosurgeons.

Systems biology of plants : from intraspecific genome variation to computational morphodynamics

Recently, the introduction of second generation sequencing and further advance-ments in confocal microscopy have enabled system-level studies for the functional characterization of genes. The degree of complexity intrinsic to these approaches needs the development of bioinformatics methodologies and computational models for extracting meaningful biological knowledge from the enormous amount of experi¬mental data which is continuously generated. This PhD thesis presents several novel bioinformatics methods and computational models to address specific biological questions in Plant Biology by using the plant Arabidopsis thaliana as a model system. First, a spatio-temporal qualitative analysis of quantitative transcript and protein profiles is applied to show the role of the BREVIS RADIX (BRX) protein in the auxin- cytokinin crosstalk for root meristem growth. Core of this PhD work is the functional characterization of the interplay between the BRX protein and the plant hormone auxin in the root meristem by using a computational model based on experimental evidence. Hyphotesis generated by the modelled to the discovery of a differential endocytosis pattern in the root meristem that splits the auxin transcriptional response via the plasma membrane to nucleus partitioning of BRX. This positional information system creates an auxin transcriptional pattern that deviates from the canonical auxin response and is necessary to sustain the expression of a subset of BRX-dependent auxin-responsive genes to drive root meristem growth. In the second part of this PhD thesis, we characterized the genome-wide impact of large scale deletions on four divergent Arabidopsis natural strains, through the integration of Ultra-High Throughput Sequencing data with data from genomic hybridizations on tiling arrays. Analysis of the identified deletions revealed a considerable portion of protein coding genes affected and supported a history of genomic rearrangements shaped by evolution. In the last part of the thesis, we showed that VIP3 gene in Arabidopsis has an evo-lutionary conserved role in the 3' to 5' mRNA degradation machinery, by applying a novel approach for the analysis of mRNA-Seq data from random-primed mRNA. Altogether, this PhD research contains major advancements in the study of natural genomic variation in plants and in the application of computational morphodynamics models for the functional characterization of biological pathways essential for the plant. - Récemment, l'introduction du séquençage de seconde génération et les avancées dans la microscopie confocale ont permis des études à l'échelle des différents systèmes cellulaires pour la caractérisation fonctionnelle de gènes. Le degrés de complexité intrinsèque à ces approches ont requis le développement de méthodologies bioinformatiques et de modèles mathématiques afin d'extraire de la masse de données expérimentale générée, des information biologiques significatives. Ce doctorat présente à la fois des méthodes bioinformatiques originales et des modèles mathématiques pour répondre à certaines questions spécifiques de Biologie Végétale en utilisant la plante Arabidopsis thaliana comme modèle. Premièrement, une analyse qualitative spatio-temporelle de profiles quantitatifs de transcripts et de protéines est utilisée pour montrer le rôle de la protéine BREVIS RADIX (BRX) dans le dialogue entre l'auxine et les cytokinines, des phytohormones, dans la croissance du méristème racinaire. Le noyau de ce travail de thèse est la caractérisation fonctionnelle de l'interaction entre la protéine BRX et la phytohormone auxine dans le méristème de la racine en utilisant des modèles informatiques basés sur des preuves expérimentales. Les hypothèses produites par le modèle ont mené à la découverte d'un schéma différentiel d'endocytose dans le méristème racinaire qui divise la réponse transcriptionnelle à l'auxine par le partitionnement de BRX de la membrane plasmique au noyau de la cellule. Cette information positionnelle crée une réponse transcriptionnelle à l'auxine qui dévie de la réponse canonique à l'auxine et est nécessaire pour soutenir l'expression d'un sous ensemble de gènes répondant à l'auxine et dépendant de BRX pour conduire la croissance du méristème. Dans la seconde partie de cette thèse de doctorat, nous avons caractérisé l'impact sur l'ensemble du génome des délétions à grande échelle sur quatre souches divergentes naturelles d'Arabidopsis, à travers l'intégration du séquençage à ultra-haut-débit avec l'hybridation génomique sur puces ADN. L'analyse des délétions identifiées a révélé qu'une proportion considérable de gènes codant était affectée, supportant l'idée d'un historique de réarrangement génomique modelé durant l'évolution. Dans la dernière partie de cette thèse, nous avons montré que le gène VÏP3 dans Arabidopsis a conservé un rôle évolutif dans la machinerie de dégradation des ARNm dans le sens 3' à 5', en appliquant une nouvelle approche pour l'analyse des données de séquençage d'ARNm issue de transcripts amplifiés aléatoirement. Dans son ensemble, cette recherche de doctorat contient des avancées majeures dans l'étude des variations génomiques naturelles des plantes et dans l'application de modèles morphodynamiques informatiques pour la caractérisation de réseaux biologiques essentiels à la plante. - Le développement des plantes est écrit dans leurs codes génétiques. Pour comprendre comment les plantes sont capables de s'adapter aux changements environnementaux, il est essentiel d'étudier comment leurs gènes gouvernent leur formation. Plus nous essayons de comprendre le fonctionnement d'une plante, plus nous réalisons la complexité des mécanismes biologiques, à tel point que l'utilisation d'outils et de modèles mathématiques devient indispensable. Dans ce travail, avec l'utilisation de la plante modèle Arabidopsis thalicinci nous avons résolu des problèmes biologiques spécifiques à travers le développement et l'application de méthodes informatiques concrètes. Dans un premier temps, nous avons investigué comment le gène BREVIS RADIX (BRX) régule le développement de la racine en contrôlant la réponse à deux hormones : l'auxine et la cytokinine. Nous avons employé une analyse statistique sur des mesures quantitatives de transcripts et de produits de gènes afin de démontrer que BRX joue un rôle antagonisant dans le dialogue entre ces deux hormones. Lorsque ce-dialogue moléculaire est perturbé, la racine primaire voit sa longueur dramatiquement réduite. Pour comprendre comment BRX répond à l'auxine, nous avons développé un modèle informatique basé sur des résultats expérimentaux. Les simulations successives ont mené à la découverte d'un signal positionnel qui contrôle la réponse de la racine à l'auxine par la régulation du mouvement intracellulaire de BRX. Dans la seconde partie de cette thèse, nous avons analysé le génome entier de quatre souches naturelles d'Arabidopsis et nous avons trouvé qu'une grande partie de leurs gènes étaient manquant par rapport à la souche de référence. Ce résultat indique que l'historique des modifications génomiques conduites par l'évolution détermine une disponibilité différentielle des gènes fonctionnels dans ces plantes. Dans la dernière partie de ce travail, nous avons analysé les données du transcriptome de la plante où le gène VIP3 était non fonctionnel. Ceci nous a permis de découvrir le rôle double de VIP3 dans la régulation de l'initiation de la transcription et dans la dégradation des transcripts. Ce rôle double n'avait jusqu'alors été démontrée que chez l'homme. Ce travail de doctorat supporte le développement et l'application de méthodologies informatiques comme outils inestimables pour résoudre la complexité des problèmes biologiques dans la recherche végétale. L'intégration de la biologie végétale et l'informatique est devenue de plus en plus importante pour l'avancée de nos connaissances sur le fonctionnement et le développement des plantes.

Conceptual models for designing information systems supporting the strategic analysis of technology environments

1 6 STRUCTURE OF THIS THESIS -Chapter I presents the motivations of this dissertation by illustrating two gaps in the current body of knowledge that are worth filling, describes the research problem addressed by this thesis and presents the research methodology used to achieve this goal. -Chapter 2 shows a review of the existing literature showing that environment analysis is a vital strategic task, that it shall be supported by adapted information systems, and that there is thus a need for developing a conceptual model of the environment that provides a reference framework for better integrating the various existing methods and a more formal definition of the various aspect to support the development of suitable tools. -Chapter 3 proposes a conceptual model that specifies the various enviromnental aspects that are relevant for strategic decision making, how they relate to each other, and ,defines them in a more formal way that is more suited for information systems development. -Chapter 4 is dedicated to the evaluation of the proposed model on the basis of its application to a concrete environment to evaluate its suitability to describe the current conditions and potential evolution of a real environment and get an idea of its usefulness. -Chapter 5 goes a step further by assembling a toolbox describing a set of methods that can be used to analyze the various environmental aspects put forward by the model and by providing more detailed specifications for a number of them to show how our model can be used to facilitate their implementation as software tools. -Chapter 6 describes a prototype of a strategic decision support tool that allow the analysis of some of the aspects of the environment that are not well supported by existing tools and namely to analyze the relationship between multiple actors and issues. The usefulness of this prototype is evaluated on the basis of its application to a concrete environment. -Chapter 7 finally concludes this thesis by making a summary of its various contributions and by proposing further interesting research directions.

New insights into the long-term evolutionary history of the avian MHC

SummaryGene duplication and neofunctidnalization are important processes in the evolution of phenotypic complexity. They account for important evolutionary novelties that confer ecological adaptation, such as the major histocompatibility complex (MHC), a multigene family with a central role in vertebrates' adaptive immune system. Multigene families, which evolved in large part through duplication, represent promising systems to study the still strongly depbated relative roles of neutral and adaptive processes in the evolution of phenotypic complexity. Detailed knowledge on ecological function and a well-characterized evolutionary history place the mammals' MHC amongst ideal study systems. However mammalian MHCs usually encompass several million base pairs and hold a large number of functional and non-functional duplicate genes, which makes their study complex. Avian MHCs on the other hand are usually way more compact, but the reconstruction of. their evolutionary history has proven notoriously difficult. However, no focused attempt has been undertaken so far to study the avian MHC evolutionary history in a broad phylogenetic context and using adequate gene regions.In the present PhD, we were able to make important contributions to the understanding of the long-term evolution of the avian MHC class II Β (MHCI1B). First, we isolated and characterized MHCIIB genes in barn owl (Tyto alba?, Strigiformes, Tytonidae), a species from an avian lineage in which MHC has not been studied so far. Our results revealed that with only two functional MHCIIB genes the MHC organization of barn owl may be similar to the 'minimal essential' MHC of chicken (Gallus gallus), indicating that simple MHC organization may be ancestral to birds. Taking advantage of the sequence information from barn owl, we studied the evolution of MHCIIB genes in 13 additional species of 'typical' owls (Strigiformes, Strigidae). Phylogenetic analyses revealed that according to their function, in owls the peptide-binding region (PBR) encoding exon 2 and the non-PBR encoding exon 3 evolve by different patterns. Exon 2 exhibited an evolutionary history of positive selection and recombination, while exon 3 traced duplication history and revealed two paralogs evolving divergently from each other in owls, and in a shorebird, the great snipe {Gallinago media). The results from exon 3 were the first ever from birds to demonstrate gene orthology in species that diverged tens of millions of years ago, and strongly questioned whether the taxa studied before provided an adequate picture of avian MHC evolution. In a follow-up study, we aimed at explaining a striking pattern revealed by phylogenetic trees analyzing the owl sequences along with MHCIIB sequences from other birds: One owl paralog (termed DAB1) grouped with sequences of passerines and falcons, while the other (DAB2) grouped with wildfowl, penguins and birds of prey. This could be explained by either a duplication event preceding the evolution of these bird orders, or by convergent evolution of similar sequences in a number of orders. With extensive phylogenetic analyses we were able to show, that indeed a duplication event preceeded the major avian radiation -100 my ago, and that following this duplication, the paralogs evolved under positive selection. Furthermore, we showed that the divergently evolving amino acid residues in the MHCIIB-encoded β-chain potentially interact with the MHCI I α-chain, and that molecular coevolution of the interacting residues may have been involved in the divergent evolution of the MHCIIB paralogs.The findings of this PhD are of particular interest to the understanding of the evolutionary history of the avian MHC and, by providing essential information on long-term gene history in the avian MHC, open promising perspectives for advances in the understanding of the evolution of multigene families in general, and for avian MHC organization in particular. Amongst others I discuss the importance of including protein structure in the phylogenetic study of multigene families, and the roles of ecological versus molecular selection pressures. I conclude by providing a population genomic perspective on avian MHC, which may serve as a basis for future research to investigate the relative roles of neutral processes involving effective population size effects and of adaptation in the evolution of avian MHC diversity and organization.RésuméLa duplication de gènes et leur néo-fonctionnalisation sont des processus importants dans l'évolution de la complexité phénotypique. Ils sont impliqués dans l'apparition d'importantes nouveautés évolutives favorisant l'adaptation écologique, comme c'est le cas pour le complexe majeur d'histocompatibilité bases et sont formés par un grand nombre de gènes dupliqués, fonctionnels et non-fonctionnels, ce qui rend leur étude complexe. Au contraire, les CMHs des oiseaux sont généralement plus compacts, mais la reconstruction de leur histoire évolutive s'est révélée difficile. Aucune analyse spécifique n'a cependant été entreprise jusqu'à présent pour étudier l'histoire évolutive du CMH aviaire dans un large contexte phylogénétique et en utilisant des régions géniques adéquates.Ce travail de thèse a contribué à la compréhension de l'évolution à long-terme du CMH aviaire classe II Β (CMH II Β). Nous avons isolé et caractérisé les gènes CMH I IB de la chouette effraie (Tyto alba; Strigiformes, Tytonidae), une espèce appartenant à une lignée aviaire dont le CMH n'avait pas été étudié jusqu'ici. Avec uniquement deux gènes CMHIIB fonctionnels, l'organisation CMH de la chouette effraie semble être comparable à celle "minimale" du poulet (Gallus gallus), ce qui suggère qu'une organisation simple du CMH pourrait être ancestrale chez les oiseaux. En se basant sur l'information obtenue pour cette espèce, nous avons ensuite étudié l'évolution des gènes CMHIIB chez 13 espèces de chouettes "typiques" (Strigiformes, Strigidae). Les analyses phylogénétiques ont révélé que chez les chouettes, selon leur fonction, l'exon 2 codant pour la 'peptide-binding region' (PBR) et l'exon 3 ne codant pas pour la région PBR évoluent de manière distincte. L'exon 2 montre une histoire évolutive de sélection positive et recombinaison, tandis que l'exon 3 retrace l'histoire de duplication et révèle deux paralogues évoluant de façon divergente chez les chouettes, ainsi que chez un limicole, la bécassine double (Gallinago media). Les résultats découlant de l'analyse de l'exon 3 ont montré pour la première fois chez les oiseaux une orthologie de gènes chez des espèces ayant divergé il y a des dizaines de millions d'années. Dans une deuxième étude, nous avons voulu expliquer le pattern surprenant révélé par les arbres phylogénétiques lorsque les séquences CMHIIB des chouettes sont analysées avec les séquences d'autres oiseaux: un paralogue de chouette (appelé DABI) forme un groupe avec les séquences de passereaux et faucons, tandis que l'autre (DAB2) se regroupe avec les gallo-ansériformes, les manchots et les rapaces diurnes. Ceci pourrait être expliqué soit par une duplication qui a précédé l'évolution de ces ordres aviaires soit par évolution convergente dans un certain nombre d'ordres. Grâce à des analyses phylogénétiques approfondies, nous avons pu montrer qu'un événement de duplication a effectivement précédé la radiation aviaire principale d'il y a environ 100 millions d'années, et qu'après cette duplication les paralogues ont évolué sous sélection positive. De plus, les résidus d'acides aminés évoluant de façon divergente dans la chaîne β codée par le CMHIIB interagissent potentiellement avec la chaîne α codée par le CMHII, et que la coévolution moléculaire de ces résidus pourrait être à la base de l'évolution divergente des paralogues CMHIIB.Dans cette thèse sont discutés entre autres l'importance d'inclure la structure des protéines dans l'étude phylogénétique des familles multigéniques, ainsi que les rôles respectifs des pressions sélectives écologique et moléculaire. La conclusion comporte une perspective sur la génomique des populations du CMH aviaire, qui pourrait servir de base pour de futures recherches sur les rôles relatifs joués par Îes processus neutres comprenant les effets de la taille efficace des populations et l'adaptation dans l'évolution de la diversité et l'organisation du MHC aviaire.

Evaluation of a mixed approach combining stationary and wearable systems to monitor gait over long distance.

Thanks to decades of research, gait analysis has become an efficient tool. However, mainly due to the price of the motion capture systems, standard gait laboratories have the capability to measure only a few consecutive steps of ground walking. Recently, wearable systems were proposed to measure human motion without volume limitation. Although accurate, these systems are incompatible with most of existing calibration procedures and several years of research will be necessary for their validation. A new approach consisting of using a stationary system with a small capture volume for the calibration procedure and then to measure gait using a wearable system could be very advantageous. It could benefit from the knowledge related to stationary systems, allow long distance monitoring and provide new descriptive parameters. The aim of this study was to demonstrate the potential of this approach. Thus, a combined system was proposed to measure the 3D lower body joints angles and segmental angular velocities. It was then assessed in terms of reliability towards the calibration procedure, repeatability and concurrent validity. The dispersion of the joint angles across calibrations was comparable to those of stationary systems and good reliability was obtained for the angular velocities. The repeatability results confirmed that mean cycle kinematics of long distance walks could be used for subjects' comparison and pointed out an interest for the variability between cycles. Finally, kinematics differences were observed between participants with different ankle conditions. In conclusion, this study demonstrated the potential of a mixed approach for human movement analysis.

Compliance im öffentlichen Sektor : Untersuchung über den allfälligen Nutzen eines Compliance-Management-Systems in der öffentlichen Verwaltung am Beispiel des Bundesamtes für Gesundheit

Par Compliance, on entend l'ensemble des mesures organisationnelles d'une entreprise qui visent à assurer le respect des règles par l'entreprise et ses collaborateurs. Dans le secteur privé - surtout dans les banques et les assurances - la Compliance est un concept bien établi et le poste du Compliance Officer apparaît clairement dans l'organigramme des entreprises. Ce terme apparaît aussi de temps à autre au sein de l'administration fédérale, en relation avec la politique de gestion des risques et le système de contrôle interne (SCI) ; mais une introduction effective de la Compliance n'y a pas encore eu lieu (jusqu'ici). Les Américains ont l'habitude de dire « if you think compliance is expensive, try non compliance ». Cette déclaration, apparemment valable pour le secteur privé, peut-elle cependant être transposée telle quelle au secteur public ? L'introduction d'un système de management tel que la Compliance apporterait-elle effectivement une plus-value par rapport aux systèmes existants afin d'éviter les risques engendrant des conséquences juridiques ou causant une mauvaise réputation suite au non-respect de règles par des collaborateurs ? La présente étude se penche sur ces questions et analyse, sur la base de documents et d'interviews, quels éléments de la Compliance existent au niveau de la Confédération et au sein de l'Office fédéral de la santé publique (OFSP) et s'ils sont propres à atteindre les objectifs visés par la Compliance. Dans plusieurs domaines, on a pu constater des défauts et, par conséquent, un gros potentiel d'amélioration. Le problème principal est l'absence d'organisation au niveau de la Compliance. Cela complique la vue d'ensemble des risques juridiques et de ceux pouvant causer une mauvaise réputation qui existent au niveau de la Confédération et à l'OFSP et rend impossible un management homogène de ces risques. En conséquence et dans l'état actuel des choses, il pourrait s'avérer difficile d'éviter de manière durable la réalisation des risques susmentionnés au moyen des systèmes existants. D'un autre côté, la politique de gestion des risques au sein de la Confédération et l'introduction d'un système de contrôle interne (SCI) ont représenté les premiers pas en direction d'un système de gestion des risques intégré. La Compliance serait un complément idéal et pourrait - dans la mesure où la direction de l'Office la soutient et donne le bon exemple - contribuer à la réduction des risques décrits ci-dessus non seulement au niveau de la Confédération mais encore au sein de l'OFSP. La présente étude ne vise pas pour autant à critiquer les systèmes établis, mais bien plus à montrer le potentiel d'amélioration dont on pourrait tirer profit.