Clustering algorithms and shape factor methods to discriminate among small GTPase phenotypes using DIC image analysis.

Naïvement perçu, le processus d’évolution est une succession d’événements de duplication et de mutations graduelles dans le génome qui mènent à des changements dans les fonctions et les interactions du protéome. La famille des hydrolases de guanosine triphosphate (GTPases) similaire à Ras constitue un bon modèle de travail afin de comprendre ce phénomène fondamental, car cette famille de protéines contient un nombre limité d’éléments qui diffèrent en fonctionnalité et en interactions. Globalement, nous désirons comprendre comment les mutations singulières au niveau des GTPases affectent la morphologie des cellules ainsi que leur degré d’impact sur les populations asynchrones. Mon travail de maîtrise vise à classifier de manière significative différents phénotypes de la levure Saccaromyces cerevisiae via l’analyse de plusieurs critères morphologiques de souches exprimant des GTPases mutées et natives. Notre approche à base de microscopie et d’analyses bioinformatique des images DIC (microscopie d’interférence différentielle de contraste) permet de distinguer les phénotypes propres aux cellules natives et aux mutants. L’emploi de cette méthode a permis une détection automatisée et une caractérisation des phénotypes mutants associés à la sur-expression de GTPases constitutivement actives. Les mutants de GTPases constitutivement actifs Cdc42 Q61L, Rho5 Q91H, Ras1 Q68L et Rsr1 G12V ont été analysés avec succès. En effet, l’implémentation de différents algorithmes de partitionnement, permet d’analyser des données qui combinent les mesures morphologiques de population native et mutantes. Nos résultats démontrent que l’algorithme Fuzzy C-Means performe un partitionnement efficace des cellules natives ou mutantes, où les différents types de cellules sont classifiés en fonction de plusieurs facteurs de formes cellulaires obtenus à partir des images DIC. Cette analyse démontre que les mutations Cdc42 Q61L, Rho5 Q91H, Ras1 Q68L et Rsr1 G12V induisent respectivement des phénotypes amorphe, allongé, rond et large qui sont représentés par des vecteurs de facteurs de forme distincts. Ces distinctions sont observées avec différentes proportions (morphologie mutante / morphologie native) dans les populations de mutants. Le développement de nouvelles méthodes automatisées d’analyse morphologique des cellules natives et mutantes s’avère extrêmement utile pour l’étude de la famille des GTPases ainsi que des résidus spécifiques qui dictent leurs fonctions et réseau d’interaction. Nous pouvons maintenant envisager de produire des mutants de GTPases qui inversent leur fonction en ciblant des résidus divergents. La substitution fonctionnelle est ensuite détectée au niveau morphologique grâce à notre nouvelle stratégie quantitative. Ce type d’analyse peut également être transposé à d’autres familles de protéines et contribuer de manière significative au domaine de la biologie évolutive.

Urban Detection From Hyperspectral Images Using Dimension-Reduction Model and Fusion of Multiple Segmentations Based on Stuctural and Textural Features

Ce mémoire de maîtrise présente une nouvelle approche non supervisée pour détecter et segmenter les régions urbaines dans les images hyperspectrales. La méthode proposée n ́ecessite trois étapes. Tout d’abord, afin de réduire le coût calculatoire de notre algorithme, une image couleur du contenu spectral est estimée. A cette fin, une étape de réduction de dimensionalité non-linéaire, basée sur deux critères complémentaires mais contradictoires de bonne visualisation; à savoir la précision et le contraste, est réalisée pour l’affichage couleur de chaque image hyperspectrale. Ensuite, pour discriminer les régions urbaines des régions non urbaines, la seconde étape consiste à extraire quelques caractéristiques discriminantes (et complémentaires) sur cette image hyperspectrale couleur. A cette fin, nous avons extrait une série de paramètres discriminants pour décrire les caractéristiques d’une zone urbaine, principalement composée d’objets manufacturés de formes simples g ́eométriques et régulières. Nous avons utilisé des caractéristiques texturales basées sur les niveaux de gris, la magnitude du gradient ou des paramètres issus de la matrice de co-occurrence combinés avec des caractéristiques structurelles basées sur l’orientation locale du gradient de l’image et la détection locale de segments de droites. Afin de réduire encore la complexité de calcul de notre approche et éviter le problème de la ”malédiction de la dimensionnalité” quand on décide de regrouper des données de dimensions élevées, nous avons décidé de classifier individuellement, dans la dernière étape, chaque caractéristique texturale ou structurelle avec une simple procédure de K-moyennes et ensuite de combiner ces segmentations grossières, obtenues à faible coût, avec un modèle efficace de fusion de cartes de segmentations. Les expérimentations données dans ce rapport montrent que cette stratégie est efficace visuellement et se compare favorablement aux autres méthodes de détection et segmentation de zones urbaines à partir d’images hyperspectrales.

Henry C. Carey et le système américain d’économie contre l’impérialisme du libre-échange britannique : son passage au New York Tribune

Les débats économiques au 19e siècle, loin d’être l’apanage du monde universitaire, étaient aux États-Unis un des principaux objets de contentieux entre les partis politiques et ceux-ci trouvaient écho dans la sphère publique. Les journaux étaient alors le principal moyen de communiquer les opinions des différents partis. La présente étude vise à mettre en contexte et cerner la position des écrits du plus important économiste américain de son époque, Henry Charles Carey (1793-1879), reconnu comme tel par J.S. Mill et Karl Marx en leur temps, lors de la décennie de 1850 dans le journal le plus influent de cette période, le New York Tribune. Pour ce faire, il a fallu au préalable identifier les articles non signés de Carey dans le journal, ce qui n’avait auparavant jamais été fait. Au moment d’écrire dans le principal organe américain qui défendait la protection aux États-Unis afin d’industrialiser le pays, Carey était alors le représentant le plus prééminent du système américain d’économie. Ce dernier, fondé sur les écrits d’Alexander Hamilton, prônait l’industrialisation des États-Unis et l’intervention de l’État pour défendre le bien commun, s’opposant ainsi à l’école libérale anglaise basée sur les écrits d’Adam Smith. Conceptuellement, la pensée économique de Carey se situe dans la tradition des Autres Canon, basée sur la production et l’innovation. Ceci le mena à s’opposer avec vigueur tant au malthusianisme qu’à la division internationale du travail, justifiée théoriquement par la thèse de l’avantage comparatif de Ricardo. En effet, dans son analyse, la volonté exprimée au milieu du 19e siècle par l’Angleterre de devenir l’atelier du monde et de faire du reste des nations des producteurs de matières premières sous un régime de libre-échange n’était rien d’autre que la continuation de la politique coloniale par d’autres moyens. Pour Carey, la spécialisation dans l’exportation de matières premières, notamment défendue par les planteurs du Sud des États-Unis, loin d’être bénéfique au pays, était le sûr gage de la pauvreté comme les cas de l’Irlande et de l’Inde le démontraient.