Comparing Multilevel Clustering Methods on Weighted Graphs : The Case of Worldwide Air Passenger Traffic 2000-2004

Specific properties emerge from the structure of large networks, such as that of worldwide air traffic, including a highly hierarchical node structure and multi-level small world sub-groups that strongly influence future dynamics. We have developed clustering methods to understand the form of these structures, to identify structural properties, and to evaluate the effects of these properties. Graph clustering methods are often constructed from different components: a metric, a clustering index, and a modularity measure to assess the quality of a clustering method. To understand the impact of each of these components on the clustering method, we explore and compare different combinations. These different combinations are used to compare multilevel clustering methods to delineate the effects of geographical distance, hubs, network densities, and bridges on worldwide air passenger traffic. The ultimate goal of this methodological research is to demonstrate evidence of combined effects in the development of an air traffic network. In fact, the network can be divided into different levels of âeurooecohesionâeuro, which can be qualified and measured by comparative studies (Newman, 2002; Guimera et al., 2005; Sales-Pardo et al., 2007).

Structural Analysis of Networks

Network analysis naturally relies on graph theory and, more particularly, on the use of node and edge metrics to identify the salient properties in graphs. When building visual maps of networks, these metrics are turned into useful visual cues or are used interactively to filter out parts of a graph while querying it, for instance. Over the years, analysts from different application domains have designed metrics to serve specific needs. Network science is an inherently cross-disciplinary field, which leads to the publication of metrics with similar goals; different names and descriptions of their analytics often mask the similarity between two metrics that originated in different fields. Here, we study a set of graph metrics and compare their relative values and behaviors in an effort to survey their potential contributions to the spatial analysis of networks.

Optimisation de la cryo microscopie électronique pour les études des minicercles d'ADN

RESUME : Bien que les propriétés physiques de la structure de l'ADN aient été intensivement étudiées pendant plus de 50 ans il y a encore beaucoup de questions importantes qui attendent des réponses. Par exemple, qu'arrive-t-il à la structure de la double hélice d'ADN nue (sans protéines liées) lorsqu'elle est fortement courbée, de la même manière que dans les nucléosomes? Cet ADN nu est-il facilement plié (il reste dans le régime élastique) ou réduit-il la contrainte de flexion en formant des sites hyperflexibles «kinks» (il sort du régime élastique en cassant l'empilement des paires de bases à certains endroits) ? La microscopie électronique peut fournir une réponse à cette question par visualisation directe des minicercles d'ADN de la longueur d'un tour de nucléosome (environ 90 paires de bases). Pour que la réponse soit scientifiquement valide, on doit observer les molécules d'ADN lorsqu'elles sont en suspension dans la solution d'intérêt et sans que des colorations, produits chimiques ou fixatifs n'aient été ajoutés, étant donné que ceux-ci peuvent changer les propriétés de l'ADN. La technique de la cryo-microscopie électronique (cryo-EM) développée par le groupe de Jacques Dubochet au début des années 80, permet la visualisation directe des molécules d'ADN suspendues dans des couche minces vitrifiées de solutions aqueuses. Toutefois, le faible contraste qui caractérise la cryo-EM combinée avec la très petite taille des minicercles d'ADN rendent nécessaire l'optimisation de plusieurs étapes, aussi bien dans la préparation des échantillons que dans le processus d'acquisition d'images afin d'obtenir deux clichés stéréo qui permettent la reconstruction 3-D des minicercles d'ADN. Dans la première partie de ma thèse, je décris l'optimisation de certains paramètres pour la cryoEM et des processus d'acquisition d'image utilisant comme objets de test des plasmides et d'autres molécules d'ADN. Dans la deuxième partie, je .décris comment j'ai construit les minicercles d'ADN de 94 bp et comment j'ai introduit des modifications structurelles comme des coupures ou des lacunes. Dans la troisième partie, je décris l'analyse des reconstructions des rninicercles d'ADN. Cette analyse, appuyée par des tests biochimiques, indique fortement que des molécules d'ADN sont capables de former de petites molécules circulaires de 94 bp sans dépasser les limites d'élasticité, indiquant que les minicercles adoptent une forme circulaire régulière où la flexion est redistribuée le long la molécule. ABSTRACT : Although physical properties of DNA structure have been intensively studied for over 50 years there are still many important questions that need to be answered. For example, what happens to protein-free double-stranded DNA when it is strongly bent, as in DNA forming nucleosomes? Is such protein-free DNA smoothly bent (i.e. it remains within elastic limits of DNA rigidity) or does it release its bending stress by forming sharp kinks (i.e. it exits the elastic regime and breaks the stacking between neighbouring base-pairs in localized regions)? Electron microscopy can provide an answer to this question by directly visualizing DNA minicircles that have the size of nucleosome gyres (ca 90 bp). For the answer to be scientifically valid, one needs to observe DNA molecules while they are still suspended in the solution of interest and no staining chemicals or fixatives have been added since these can change the properties of the DNA. CryoEM techniques developed by Jacques Dubochet's group beginning in the 1980's permit direct visualization of DNA molecules suspended in cryo-vitrified layers of aqueous solutions. However, a relatively weak contrast of cryo-EM preparations combined with the very small size of the DNA minicircles made it necessary to optimize many of the steps and parameters of the cryo-EM specimen preparation and image acquisition processes in order to obtain stereo-pairs of images that permit the 3-D reconstruction of the observed DNA minicircles. In the first part of my thesis I describe the optimization of the cryo-EM preparation and the image acquisition processes using plasmid size DNA molecules as a test object. In the second part, I describe how I formed the 94 by DNA minicircles and how I introduced structural modifications like nicks or gaps. In the third part, I describe the cryo-EM analysis of the constructed DNA minicircles. That analysis, supported by biochemical tests, strongly indicates that DNA minicircles as small as 94 by remain within the elastic limits of DNA structure, i.e. the minicircles adopt a regular circular shape where bending is redistributed along the molecules.

Narrative Diagrammatik. Mit einer Modellanalyse: Die Diagrammatik des "Decameron"

Taking as a starting point the seeming inconsistency of late-medieval romances notoriously 'run wild' (verwildert), this article is concerned with the description of an abstract form of narrative coherence that is based on the notion of the diagrammatic. In a first section, this concept is illustrated in a simplified manner by an analysis of Boccaccio's Decameron based on two levels of spatial structure: that of the autograph Berlin manuscript (Codex Hamilton 90) and that of the recipient's mental visualisation of the relations between the frame and the tales of the work. It is argued that the connectivity of the work as a whole depends on the perception of those two spatial representations of the plot. A second section develops this concept in a more theoretical fashion, drawing on Charles Sanders Peirce's notion of diagrammatic reasoning as a way of perceiving relations through mental and material topological representations. Correspondingly, a view of narrative is proposed that does not depend on the traditional perspective of temporal sequence but emphasizes the spatial structure of literary narrative. It is argued that these conditions form the primary ontological mode of narrative, whereas the temporal development of a story is an aesthetic illusion that has been specifically stimulated by the narrative conventions of approximately the past three centuries and must thus be considered a secondary effect. To conclude, an interpretation in miniature of an aspect of Heinrich von Neustadt's Apollonius von Tyrland that seems to have 'run wild' is undertaken from a diagrammatic perspective.

Optimal 3-T MRI for depiction of the finger A2 pulley: comparison between T1-weighted, fat-saturated T2-weighted and gadolinium-enhanced fat-saturated T1-weighted sequences

OBJECTIVE: To compare three spin-echo sequences, transverse T1-weighted (T1WI), transverse fat-saturated (FS) T2-weighted (T2WI), and transverse gadolinium-enhanced (Gd) FS T1WI, for the visualisation of normal and abnormal finger A2 pulley with magnetic resonance (MR) imaging at 3 tesla (T). MATERIALS AND METHODS: Sixty-three fingers from 21 patients were consecutively investigated. Two musculoskeletal radiologists retrospectively compared all sequences to assess the visibility of normal and abnormal A2 pulleys and the presence of motion or ghost artefacts. RESULTS: Normal and abnormal A2 pulleys were visible in 94% (59/63) and 95% (60/63) on T1WI sequences, in 63% (40/63) and 60% (38/63) on FS T2WI sequences, and in 87% (55/63) and 73% (46/63) on Gd FS T1WI sequences when read by the first and second observer, respectively. Motion and ghost artefacts were higher on FS T2WI sequences. Seven among eight abnormal A2 pulleys were detected, and were best depicted with Gd FS T1WI sequences in 71% (5/7) and 86% (6/7) by the first and the second observer, respectively. CONCLUSION: In 3-T MRI, the comparison between transverse T1WI, FS T2WI, and Gd FS T1WI sequences shows that transverse T1WI allows excellent depiction of the A2 pulley, that FS T2WI suffers from a higher rate of motion and ghost artefacts, and transverse Gd FS T1WI is the best sequence for the depiction of abnormal A2 pulley.

The InterPro Database, 2003 brings increased coverage and new features.

InterPro, an integrated documentation resource of protein families, domains and functional sites, was created in 1999 as a means of amalgamating the major protein signature databases into one comprehensive resource. PROSITE, Pfam, PRINTS, ProDom, SMART and TIGRFAMs have been manually integrated and curated and are available in InterPro for text- and sequence-based searching. The results are provided in a single format that rationalises the results that would be obtained by searching the member databases individually. The latest release of InterPro contains 5629 entries describing 4280 families, 1239 domains, 95 repeats and 15 post-translational modifications. Currently, the combined signatures in InterPro cover more than 74% of all proteins in SWISS-PROT and TrEMBL, an increase of nearly 15% since the inception of InterPro. New features of the database include improved searching capabilities and enhanced graphical user interfaces for visualisation of the data. The database is available via a webserver (http://www.ebi.ac.uk/interpro) and anonymous FTP (ftp://ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/interpro).

Targetting of the ventro-intermediate nucleus using ultra-high field (7T) MRI for gamma knife surgery purposes: A pilot in vivo study on healthy subjects.

INTRODUCTION: Gamma Knife surgery (GKS) is a non-invasive neurosurgical stereotactic procedure, increasingly used as an alternative to open functional procedures. This includes targeting of the ventro-intermediate nucleus of the thalamus (e.g. Vim) for tremor. We currently perform an indirect targeting, as the Vim is not visible on current 3Tesla MRI acquisitions. Our objective was to enhance anatomic imaging (aiming at refining the precision of anatomic target selection by direct visualisation) in patients treated for tremor with Vim GKS, by using high field 7T MRI. MATERIALS AND METHODSH: Five young healthy subjects were scanned on 3 (T1-w and diffusion tensor imaging) and 7T (high-resolution susceptibility weighted images (SWI)) MRI in Lausanne. All images were further integrated for the first time into the Gamma Plan Software(®) (Elekta Instruments, AB, Sweden) and co-registered (with T1 was a reference). A simulation of targeting of the Vim was done using various methods on the 3T images. Furthermore, a correlation with the position of the found target with the 7T SWI was performed. The atlas of Morel et al. (Zurich, CH) was used to confirm the findings on a detailed analysis inside/outside the Gamma Plan. RESULTS: The use of SWI provided us with a superior resolution and an improved image contrast within the basal ganglia. This allowed visualization and direct delineation of some subgroups of thalamic nuclei in vivo, including the Vim. The position of the target, as assessed on 3T, perfectly matched with the supposed one of the Vim on the SWI. Furthermore, a 3-dimensional model of the Vim-target area was created on the basis of the obtained images. CONCLUSION: This is the first report of the integration of SWI high field MRI into the LGP, aiming at the improvement of targeting validation of the Vim in tremor. The anatomical correlation between the direct visualization on 7T and the current targeting methods on 3T (e.g. quadrilatere of Guyot, histological atlases) seems to show a very good anatomical matching. Further studies are needed to validate this technique, both by improving the accuracy of the targeting of the Vim (potentially also other thalamic nuclei) and to perform clinical assessment.

Machine learning algorithms for spatial data. Case studies: Environmental pollution, natural hazards, renewable resources

This paper presents general problems and approaches for the spatial data analysis using machine learning algorithms. Machine learning is a very powerful approach to adaptive data analysis, modelling and visualisation. The key feature of the machine learning algorithms is that they learn from empirical data and can be used in cases when the modelled environmental phenomena are hidden, nonlinear, noisy and highly variable in space and in time. Most of the machines learning algorithms are universal and adaptive modelling tools developed to solve basic problems of learning from data: classification/pattern recognition, regression/mapping and probability density modelling. In the present report some of the widely used machine learning algorithms, namely artificial neural networks (ANN) of different architectures and Support Vector Machines (SVM), are adapted to the problems of the analysis and modelling of geo-spatial data. Machine learning algorithms have an important advantage over traditional models of spatial statistics when problems are considered in a high dimensional geo-feature spaces, when the dimension of space exceeds 5. Such features are usually generated, for example, from digital elevation models, remote sensing images, etc. An important extension of models concerns considering of real space constrains like geomorphology, networks, and other natural structures. Recent developments in semi-supervised learning can improve modelling of environmental phenomena taking into account on geo-manifolds. An important part of the study deals with the analysis of relevant variables and models' inputs. This problem is approached by using different feature selection/feature extraction nonlinear tools. To demonstrate the application of machine learning algorithms several interesting case studies are considered: digital soil mapping using SVM, automatic mapping of soil and water system pollution using ANN; natural hazards risk analysis (avalanches, landslides), assessments of renewable resources (wind fields) with SVM and ANN models, etc. The dimensionality of spaces considered varies from 2 to more than 30. Figures 1, 2, 3 demonstrate some results of the studies and their outputs. Finally, the results of environmental mapping are discussed and compared with traditional models of geostatistics.

Améliorations et optimisation globale de la méthode des analogues pour la prévision statistique des précipitations. Développement d'un outil de prévision et application opérationnelle au bassin du Rhône à l'amont du Léman.

Le bassin du Rhône à l'amont du Léman peut être sujet à de fortes précipitations en mesure de provoquer des crues significatives. L'objectif du projet MINERVE dans lequel s'inscrit le présent travail consiste à fournir des outils pour la prévision et la gestion des crues par des actions préventives sur les aménagements hydroélectriques à accumulation. Pour satisfaire ce dernier, il est nécessaire de prévoir au mieux les cumuls de précipitations pour les jours suivants. Ceci est actuellement effectué par le modèle numérique de prévision de MétéoSuisse ; mais, en raison des grandes incertitudes liées à la quantification des événements extrêmes, il a été décidé qu'une approche parallèle de nature statistique pourrait compléter l'information disponible. Ainsi, nous avons adapté la méthode des analogues, qui est une technique de prévision statistique des précipitations, au contexte alpin du bassin d'étude. Pour ce faire, plusieurs paramétrisations de la méthode ont été documentées et calibrées. Afin de prendre en main la méthode, nous avons effectué de multiples analyses paramétriques sur les variables synoptiques, mais également sur la constitution de groupements pluviométriques. Une partie conséquente de cette étude a été consacrée à la programmation d'un logiciel de prévision automatique par la méthode des analogues, ainsi qu'à un outil de visualisation des résultats sous forme de cartes et graphiques. Ce logiciel, nommé Atmoswing, permet d'implémenter un grand nombre de méthodes différentes de prévision par analogie. L'outil est opérationnel depuis mi-2011 et nous a permis de confirmer l'intérêt de la prévision par analogie. La méthode étant ici appliquée à un nouveau contexte, un grand nombre de variables synoptiques ont été évaluées. Nous avons alors confirmé l'intérêt des deux niveaux d'analogie sur la circulation atmosphérique et sur le flux d'humidité, tout en apportant des améliorations à celles-ci. Il en résulte des paramétrisations présentant des scores de performance supérieurs aux méthodes de référence considérées. Nous avons également évalué d'autres améliorations, comme l'introduction d'une fenêtre temporelle glissante afin de rechercher de meilleures analogies synoptiques à d'autres heures de la journée, ce qui s'est avéré intéressant, tout comme une prévision infrajournalière à pas de temps de 6 h. Finalement, nous avons introduit une technique d'optimisation globale, les algorithmes génétiques, capable de calibrer la méthode des analogues en considérant tous les paramètres des différents niveaux d'analogie de manière conjointe. Avec cette technique, nous pouvons nous approcher objectivement d'une paramétrisation optimale. Le choix des niveaux atmosphériques et des fenêtres temporelles et spatiales étant automatisé, cette technique peut engendrer un gain de temps, même si elle est relativement exigeante en calculs. Nous avons ainsi pu améliorer la méthode des analogues, et y ajouter de nouveaux degrés de liberté, notamment des fenêtres spatiales et des pondérations différenciées selon les niveaux atmosphériques retenus.

Evaluation of the GlideScope for tracheal intubation in patients with cervical spine immobilisation by a semi-rigid collar

RAPPORT DE SYNTHÈSE : Chez les patients présentant une pathologie de la colonne cervicale, l'instrumentation des voies aériennes peut s'avérer délicate. En effet, l'impossibilité d'effectuer une extension de la nuque afin d'aligner correctement l'axe oro-pharyngo-trachéal, ainsi que l'ouverture de bouche limitée par la présence d'une minerve cervicale, rendent la laryngoscopie standard extrêmement difficile. Le but de cette étude est de démontrer que l'intubation oro-trachéale avec une minerve cervicale semi-rigide est possible à l'aide d'un vidéolaryngoscope récemment développé, le GlideScope®. Celui-ci est formé d'une lame courbe présentant une angulation accentuée à 60° à partir de son milieu, avec une petite caméra haute résolution et une source lumineuse enchâssées dans la partie inférieure au point d'inflexion. Différents travaux ont montré les avantages du GlideScope® par rapport à la lame de Macintosh standard "pour l'instrumentation des voies aériennes de routine ou en situation difficile. Après acceptation par la Commission d'Ethique, 50 patients, adultes consentants et programmés pour une intervention chirurgicale élective nécessitant une anesthésie générale ont été inclus dans cette étude. Malgré la présence d'une minerve cervicale semi-rigide Philadelphia® Patriot correctement positionnée et la tête fixée à la table d'opération, tous les patients ont pu être intubés a l'aide du GlideScope®. Aucune complication n'a été documentée pendant la procédure ou en post-opératoire. De plus, nous avons démontré que dans cette situation la visualisation des structures laryngées est significativement améliorée grâce au GlideScope®, par rapport à la lame de Macintosh utilisée lors de toute intubation standard. En conclusion, l'intubation oro-trachéale chez les patients ayant une minerve cervicale et la tête fixée est possible à l'aide du GlideScope®. La meilleure façon de sécuriser les voies aériennes chez les patients présentant une instabilité de la colonne cervicale est un sujet fortement débattu. L'utilisation du GlideScope® pourrait s'avérer une alternative intéressante, en particulier dans les situations d'urgence.

Cartographier les géomorphosites : objectifs, publics et propositions méthodologiques

En lien avec la prise de conscience de l'importance du patrimoine géologique et géomorphologique, les géomorphosites ont obtenu une attention croissante de la part de la communauté scientifique. Des méthodes d'évaluation, de classification et des stratégies de conservation ont été développées afin de sauvegarder le géopatrimoine pour les générations présentes et futures. Parallèlement, des programmes éducatifs et de loisirs ainsi que divers projets de développement local ont été créés ces dernières années afin de promouvoir et sauvegarder le géopatrimoine. Que ce soit pour l'évaluation, la conservation ou la promotion, la cartographie des géomorphosites est utile à plusieurs égards. Les cartes peuvent fournir des données fondamentales pour la description détaillée des géomorphosites, servir d'aide à la décision, par exemple dans la définition des priorités de protection, ou soutenir la valorisation et la médiation du géopatrimoine. Cette étude fait l'état de l'avancement et des objectifs encore à atteindre dans le domaine de la cartographie des géomorphosites et propose un cadre général prenant en compte les différents objectifs et publics. L'objectif principal de cette étude est la cartographie des géomorphosites pour un public de non - spécialistes dans le domaine de la valorisation du géopatrimoine ( géotourisme ). Dans ce contexte, les cartes sont souvent utilisées pour montrer les itinéraires ou les points d'intérêt. Elles peuvent cependant également servir à représenter des données géoscientifiques afin de visualiser les processus qui ont contribué à la formation d'un géomorphosite ou d'un paysage géomorphologique et qui ne sont plus ou pas toujours clairement visibles dans le paysage. Dans ce cas, les cartes deviennent des outils de visualisation, comme un schéma ou un diagramme. L'enjeu de la cartographie pour non - spécialistes réside dans un transfert efficace des informations entre le cartographe et l'utilisateur. Par conséquent, nous focalisons l'attention à la fois sur la réalisation de la carte par le cartographe (quelle information? Quel mode de visualisation?) et sur l 'interprétation de la carte par l'utilisateur (efficacité de la transmission). Notre recherche est basée sur des études empiriques, menées dans la vallée de Maderan (canton d'Uri) et dans des classes des cantons d'Uri et du Tessin, visant à acquérir des connaissances sur la familiarité et les intérêts des non - spécialistes par rapport au géopatrimoine, ainsi que sur leurs compétences en matière de lecture de carte. L'objectif final est de formuler des propositions méthodologiques pour la cartographie des géomorphosites à des fins de valorisation.

Enquêter

L'enquête criminelle veut comprendre des événements singuliers, identifier les personnes impliquées et délimiter leur rôle en regard d'un ensemble de règles. Le raisonnement chemine dans les deux sens. Les traces prélevées sur les lieux indiquent ce qui s'est passé et aident à décrite les entités pertinentes, voire de pointer directement sur un ensemble de personnes et d'objets. A l'inverse, le raisonnement part souvent de cercles de personnes, cherche à comprendre les relations qu'elles entretiennent entre elles et examine les liens potentiels avec des activités. C'est parfois de grandes quantités d'information qu'il faut gérer et interpréter par la construction de banques de données et l'élaboration de moyens de visualiser une information complexe. Le forensicien résout aussi dans une grande variété de circonstances la terrible inconnue de l'identité des personnes décédées. Les méthodes de l'enquête criminelle et d'identification portent sur des personnes et des lieux incertains. Les conséquences désagréables que peuvent subir les intéressés faussement désignés et leurs proches impliquent systématiquement une analyse des risques, notamment une délimitation claire du potentiel et des limites des méthodes développées.

Organisation structurale du noyau et de microtubules de cellules de mammifères observés par cryo-microscopie électronique de sections hydratées

RESUME L'architecture nucléaire ainsi que l'ultrastructure des microtubules ont été abondamment étudiées par des méthodes cytochimiques utilisant des échantillons fixés chimiquement, enrobés dans des résines ou fixés à basse température. Les échantillons fixés à basse température pouvant aussi avoir été substitués, déshydratés et enrobés dans des résines pour la plupart hydrophiles. Ici, nous avons étendu ces études en utilisant la microscopie électronique effectuée sur des sections hydratées (CEMOVIS) permettant d'observer les échantillons dans un état le plus proche de leur état natif. De plus, nous avons effectué de la tomographie électronique sur des sections hydratées (TOVIS) afin d'obtenir une vision tridimensionnelle de : 1) la périphérie du noyau et de la région périchromatinienne et 2) de la lumière des microtubules. Concernant l'architecture nucléaire Nos observations montrent que le nucléole et la chromatine condensée sont facilement visualisés grâce à la texture spécifique qu'ils arborent. Au contraire, la visualisation de domaines nucléaires importants et spécialement ceux qui contiennent des ribonucléoprotéines, est rendue difficile, à cause du faible contraste qui caractérise l'espace interchromatinien. Ceci est essentiellement dû à la quantité d'information présente dans le volume de la section qui semble être superposée, lorsque observée sur des micrographies en deux dimensions. La tomographie nous a permis de mieux visualiser les différentes régions du noyau. Les mottes de chromatine condensée sont décorées à leur périphérie (région périchromatinienne), par nombre de fibrilles et granules. Des tunnels d'espace interchromatinien sont occasionnellement observés en train de traverser des régions de chromatine condensée favorisant l'accès aux pores nucléaires. Enfin, nous avons pu, au niveau d'un pore unique, observer la plupart des structures caractéristiques du complexe de pore nucléaire. Concernant l'ultrastructure des microtubules: Nous avons démontré que la polarité d'un microtubule observé in situ en section transversale, par CEMOVIS, est directement déduite de l'observation de la chiralité de ses protofilaments. Cette chiralité, a été établie précédemment comme étant liée à la morphologie des sous unités de tubuline. La tomographie électronique effectuée sur des sections hydratées, nous a permis d'observer les microtubules dans leur contexte cellulaire avec une résolution suffisante pour visualiser des détails moléculaires, comme les monomères de tubuline. Ainsi, des molécules n'ayant pas encore été caractérisées, ont été observées dans la lumière des microtubules. Ces observations ont été effectuées autant sur des cellules observées en coupe par CEMOVIS que sur des cellules congelées dans leur totalité par immersion dans un bain d'éthane liquide. Enfin, nous avons montré que les microtubules étaient aussi de formidables objets, permettant une meilleure compréhension des artéfacts de coupe occasionnés lors de la préparation des échantillons par CEMOVIS. Les buts des études qui seront menées â la suite de ce travail seront de 1) essayer de localiser des domaines nucléaires spécifiques par des approches cytochimiques avant la congélation des cellules. 2) Appliquer des méthodes de moyennage afin d'obtenir un modèle tridimensionnel de la structure du complexe de pore nucléaire dans son contexte cellulaire. 3) Utiliser des approches biochimiques afin de déterminer la nature exacte des particules qui se trouvent dans la lumière des microtubules. ABSTRACT Nuclear architecture as well as microtubule ultrastructure have been extensively investigated by means of different methods of ultrastructural cytochemistry using chemically fixed and resin embedded samples or following cryofixation, cryosubstitution and embedding into various, especially partially hydrophilic resins. Here, we extend these studies using cryoelectron microscopy of vitreous sections (CEMOVIS) which allows one to observe the specimen as close as possible to its native state. Furthermore, we applied cryoelectron tomography of vitreous sections (TOVIS) in order to obtain athree-dimensional view of: 1) the nuclear periphery, and of the perichromatin region, and 2) the microtubule lumen. Concerning the nuclear architecture: Our observations show that nucleoli and condensed chromatin are well recognisable due to their specific texture. Conversely, the visualisation of other important nuclear domains, especially those containing ribonucleoproteins, is seriously hampered by a generally low contrast of the interchromatin region. This is mainly due to the plethora of information superposed in the volume of the section observed on two-dimensional micrographs. Cryoelectron tomography allowed us to better visualise nuclear regions. Condensed chromatin clumps are decorated on their periphery, the perichromatin region, by numerous fibrils and granules. Tunnels of interchromatin space can occasionally be found as crossing condensed chromatin regions, thus, allowing the access to nuclear pores. Finally, we were able to use TOVIS to directly distinguish most of the nuclear pore complex structures, at the level of a single pore. Concerning the microtubule ultrastructure: We have demonstrated that the polarity of across-sectioned microtubule observed in situ by CEMOVIS wás directly deducible from the visualisation of the tubulin protofiíaments' chirality. This chirality has been established before as related to the shape. of the tubulin subunits. Cryoelectron tomography allowed us to observe microtubules in their cellular context at a resolution sufficient to resolve molecular details such as their tubulin monomers. In this way, uncharacterized molecules were visualised in the microtubule lumen. These observations were made either on samples prepared by CEMOVIS or plunge freezing of whole cells. Finally, we have shown that microtubules are also relevant objects for the understanding of cutting artefacts, when performing CEMOVIS. The goals of our further studies will be to: 1) try to speciifically target different nuclear domains by cytochemical approaches in situ, prior to cryofixation. 2) Apply averaging methods in order to obtain a three-dimensional model of the nuclear pore complex at work, in its cellular context. 3) Use biochemical analysis combined in a second time to immunocytochemical approaches, to determine the exact nature of the microtubule's luminal particles.