Gene Expression Complex Networks: Synthesis, Identification, and Analysis

Thanks to recent advances in molecular biology, allied to an ever increasing amount of experimental data, the functional state of thousands of genes can now be extracted simultaneously by using methods such as cDNA microarrays and RNA-Seq. Particularly important related investigations are the modeling and identification of gene regulatory networks from expression data sets. Such a knowledge is fundamental for many applications, such as disease treatment, therapeutic intervention strategies and drugs design, as well as for planning high-throughput new experiments. Methods have been developed for gene networks modeling and identification from expression profiles. However, an important open problem regards how to validate such approaches and its results. This work presents an objective approach for validation of gene network modeling and identification which comprises the following three main aspects: (1) Artificial Gene Networks (AGNs) model generation through theoretical models of complex networks, which is used to simulate temporal expression data; (2) a computational method for gene network identification from the simulated data, which is founded on a feature selection approach where a target gene is fixed and the expression profile is observed for all other genes in order to identify a relevant subset of predictors; and (3) validation of the identified AGN-based network through comparison with the original network. The proposed framework allows several types of AGNs to be generated and used in order to simulate temporal expression data. The results of the network identification method can then be compared to the original network in order to estimate its properties and accuracy. Some of the most important theoretical models of complex networks have been assessed: the uniformly-random Erdos-Renyi (ER), the small-world Watts-Strogatz (WS), the scale-free Barabasi-Albert (BA), and geographical networks (GG). The experimental results indicate that the inference method was sensitive to average degree k variation, decreasing its network recovery rate with the increase of k. The signal size was important for the inference method to get better accuracy in the network identification rate, presenting very good results with small expression profiles. However, the adopted inference method was not sensible to recognize distinct structures of interaction among genes, presenting a similar behavior when applied to different network topologies. In summary, the proposed framework, though simple, was adequate for the validation of the inferred networks by identifying some properties of the evaluated method, which can be extended to other inference methods.

Desenvolvimento de uma ferramenta de pré-selecção de recursos para empresas ágeis/virtuais

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Share the fame or share the blame? The reputational implications of partnerships

We use an adverse selection model to study the dynamics of firms' reputations when firms implement joint projects. We show that in contrast with projects implemented by a single firm, in the case of joint projects a firm's reputation does not necessarily increase following a success and does not necessarily decrease following a failure. We also study how reputation considerations affect firms ' decisions to participate in joint projects. We show that a high quality partner may not be preferable to a low quality partner, and that a high reputation partner is not necessarily preferable to a low reputation partner.

Importance of decision-making in a purchasing context – DPS Case Study

This work project has the objective of exploring the importance of making good decisions on supplier selection, so that the purchasing department can contribute to the success of a company. For that it is presented a short bibliography review of the latest insights that were found relevant, on the subjects of purchasing, technology, outsourcing, supplier selection and decision-making techniques. For a better understating on how to deal with a decision-making situation, a case study is also presented: Digital Printing Solutions (DPS) is a Portuguese company that provides complete and integrated printing solutions and has been planning to contract a software supplier. DPS has no formal supplier-selection model and it has to choose between 2 suppliers. The case study was solved using the M-MACBETH software. I have found that complex decisions-making situations can be easily overcome by using the M-MACBETH decision model. Moreover, the usage of a model, instead of decision that follows no formal procedure, provides the decision maker with insights that can be useful to negotiate with the supplier.

Local Competition, Inbreeding, and the Evolution of Sex-Biased Dispersal.

Using game theory, we developed a kin-selection model to investigate the consequences of local competition and inbreeding depression on the evolution of natal dispersal. Mating systems have the potential to favor strong sex biases in dispersal because sex differences in potential reproductive success affect the balance between local resource competition and local mate competition. No bias is expected when local competition equally affects males and females, as happens in monogamous systems and also in polygynous or promiscuous ones as long as female fitness is limited by extrinsic factors (breeding resources). In contrast, a male-biased dispersal is predicted when local mate competition exceeds local resource competition, as happens under polygyny/promiscuity when female fitness is limited by intrinsic factors (maximal rate of processing resources rather than resources themselves). This bias is reinforced by among-sex interactions: female philopatry enhances breeding opportunities for related males, while male dispersal decreases the chances that related females will inbreed. These results meet empirical patterns in mammals: polygynous/promiscuous species usually display a male-biased dispersal, while both sexes disperse in monogamous species. A parallel is drawn with sex-ratio theory, which also predicts biases toward the sex that suffers less from local competition. Optimal sex ratios and optimal sex-specific dispersal show mutual dependence, which argues for the development of coevolution models.

Alzheimer's disease: the amyloid hypothesis and the Inverse Warburg effect.

Epidemiological and biochemical studies show that the sporadic forms of Alzheimer's disease (AD) are characterized by the following hallmarks: (a) An exponential increase with age; (b) Selective neuronal vulnerability; (c) Inverse cancer comorbidity. The present article appeals to these hallmarks to evaluate and contrast two competing models of AD: the amyloid hypothesis (a neuron-centric mechanism) and the Inverse Warburg hypothesis (a neuron-astrocytic mechanism). We show that these three hallmarks of AD conflict with the amyloid hypothesis, but are consistent with the Inverse Warburg hypothesis, a bioenergetic model which postulates that AD is the result of a cascade of three events-mitochondrial dysregulation, metabolic reprogramming (the Inverse Warburg effect), and natural selection. We also provide an explanation for the failures of the clinical trials based on amyloid immunization, and we propose a new class of therapeutic strategies consistent with the neuroenergetic selection model.

Generalized linear and generalized additive models in studies of species distributions: setting the scene

An important statistical development of the last 30 years has been the advance in regression analysis provided by generalized linear models (GLMs) and generalized additive models (GAMs). Here we introduce a series of papers prepared within the framework of an international workshop entitled: Advances in GLMs/GAMs modeling: from species distribution to environmental management, held in Riederalp, Switzerland, 6-11 August 2001.We first discuss some general uses of statistical models in ecology, as well as provide a short review of several key examples of the use of GLMs and GAMs in ecological modeling efforts. We next present an overview of GLMs and GAMs, and discuss some of their related statistics used for predictor selection, model diagnostics, and evaluation. Included is a discussion of several new approaches applicable to GLMs and GAMs, such as ridge regression, an alternative to stepwise selection of predictors, and methods for the identification of interactions by a combined use of regression trees and several other approaches. We close with an overview of the papers and how we feel they advance our understanding of their application to ecological modeling.

Trade-off between formal and informal care in Spain

The remarkable growth of older population has moved long term care to the front ranks of the social policy agenda. Understanding the factors that determine the type and amount of formal care is important for predicting use in the future and developing long-term policy. In this context we jointly analyze the choice of care (formal, informal, both together or none) as well as the number of hours of care received. Given that the number of hours of care is not independent of the type of care received, we estimate, for the first time in this area of research, a sample selection model with the particularity that the first step is a multinomial logit model. With regard to the debate about complementarity or substitutability between formal and informal care, our results indicate that formal care acts as a reinforcement of the family care in certain cases: for very old care receivers, in those cases in which the individual has multiple disabilities, when many care hours are provided, and in case of mental illness and/or dementia. There exist substantial differences in long term care addressed to younger and older dependent people and dependent women are in risk of becoming more vulnerable to the shortage of informal caregivers in the future. Finally, we have documented that there are great disparities in the availability of public social care across regions.

Kansainvälinen markkinavalinta ohjelmistoalan mikroyrityksessä

Tutkielman tutkimusongelmana on, miten kansainvälinen kohdemarkkinoiden valinta pitäisi suorittaa ohjelmistoalan mikroyrityksessä. Tutkielma on kvalitatiivinen, yksittäinen tapaustutkimus. Teoriaosassa tutkimusongelmaa lähestytään tarkastelemalla kirjallisuutta, joka käsittelee kansainväliseen kohdemarkkinavalintaan vaikuttavia tekijöitä sekä olemassa olevia markkinavalintamalleja. Vanhojen mallien pohjalta kehitetään uusi käytännönläheinen ohjelmistoalan mikroyritykselle sopiva maavalintamalli. Kehitetty maavalintamalli koostuu eri vaiheista, joita ovat 1) sisäisten tekijöiden kartoittaminen, 2) alkukarsinta, 3) yrityksen kilpailukyvyn ja markkinoiden houkuttelevuuden mittaaminen matriisin avulla. Kehitettyä mallia sovelletaan tapausyritykseen tekemällä kansainvälinen markkinavalinta perustuen työpöytätutkimukseen, jossa käytetään Internetistä saatavaa sekundääridataa ja markkinatietoa. Työn lopussa esitetään markkinavalinnan tulokset ja toimenpidesuositukset yrityksen johdolle. Tutkimus osoittaa, että resurssipulasta huolimatta systemaattinen ja loogisesti etenevä maavalintaprosessi on mahdollista toteuttaa myös mikroyrityksessä. Ennalta määrätyt numeeriset rajat valintakriteereille mahdollistavat markkinoiden tarkastelun objektiivisuuden. Suurimpana haasteena ohjelmistoalan mikroyrityksen kansainvälisessä kohdemarkkinavalinnassa on yrityksen kilpailukyvyn mittaaminen eri markkinoilla. Tämäjohtuu osin ohjelmistoalan dynaamisesta luonteesta sekä kilpailija-analyysien subjektiivisuudesta.

Toimittajavalinta strategiselle komponentille akselistotehtaassa

Diplomityön tavoitteena oli löytää uusi kaarevahampaisten kartiopyörien toimittaja tulevaisuuden tuoteperheelle Sisu Akselit Oy:ssä. Kirjallisuustutkimuksen osuudessa perehdyttiin toimittajanvalintaprosessin eri osa-alueisiin. Käsiteltäviä alueita olivat mm. markkinatekijät, toimittajasuhteen ominaisuudet ja valintaprosessin työvaiheet sekä muutamat prosessin työkalut. Soveltavan osan alussa muodostettiin malli valintaprosessin läpiviemiseksi. Malli koostuu viidestä vaiheesta, joista ensimmäiset neljä toteutettiin diplomityön puitteista. Ensimmäinen vaihe sisältää yrityksen sisäisen analyysin, toinen toimittajamarkkinoiden tutkimuksen yrityksen ulkopuolella, kolmas hankinnan strategiavaihtoehtojen määrittämisen ja neljäs valintojen tekemisen. Viidennessä vaiheessa sovitaan toimituksen yksityiskohdista ja aloitetaan toimitukset. Työn tuloksena saatiin määritettyä toimittajasuhdestrategia Sisu Akselit Oy:n kaarevahampaisten kartiopyörien hankinnalle uudella tuoteperheellä. Valittuun suhdestrategiaan rajattiin suuresta joukosta kolme parhaiten sopivaa potentiaalista toimittajaa. Markkinoilla olevien valmistajien toiminnan tehokkuudessa havaittiin suuria eroja. Näin valintojen tuloksena arvioidaan saavutettavan kustannussäästöjä nykytilaan verrattuna. Työn sivutuotteena syntyi strategisen komponentin toimittajavalintamalli, jota voitaneen yrityksessä soveltaa jatkossakin.

Tuotantostrateginen Make or buy -päätöksenteko metalliteollisuusalan yrityksessä

Tuotantostrategiaan perustuvien ostaa-valmistaa, eli Make or buy -päätösten merkitys on korostunut yritysten dynaamisen toimintaympäristön myötä. Päätöksissä tehdyt virheet voivat olla kohtalokkaita yrityksen kilpailukyvylle. Diplomityön tavoitteena on luoda Make or buy -päätöksentekoa ohjaava viitekehys yrityksen kansainväliseen käyttöön. Tavoitteeseen sisältyy luodun Make or buy -mallin toimivuuden todentaminen case-tutkimuksella. Make or buy -päätöksenteossa korostuvat talouden, osaamisen ja riskien näkökulmat. Tehtyjä päätöksiä tulee uudelleenarvioida ja tarvittaessa päivittää toimintaympäristön muuttuessa. Päätöksentekomallin tulee siis olla toistuvaa käyttöä ajatellen selkeä ja helppokäyttöinen. Työssä kehitetty kirjallisuusaineistoon perustuva Make or buy –päätöksenteon viitekehys ohjaa yritystä strategisen, taktisen ja operatiivisen tason päätöksissä. Lisäksi malli ohjaa organisaatiota päätöksentekoroolien määrittämisessä. Viitekehys sisältää strukturoidun päätöksentekomallin strategisiin ja taktisiin päätöksiin sekä yksinkertaisen valintamallin operatiivisiin päätöksiin. Operatiivisen tason eriyttämisellä pyritään helpottamaan mallien käyttöä. Työssä rakennetun strukturoidun viitekehyksen toimivuuden testaus esitetään empiirisessä vaiheessa.

La reconnaissance des qualifications professionnelles comme condition à l’immigration au Québec? : cadre juridique et enjeux politiques d’une réforme de procédure en amont

Le Canada, l'Australie et l'Union européenne sont des destinations convoitées par des immigrants hautement qualifiés dont le nombre augmente chaque année. La mobilité croissante de ces travailleurs, soutenue par des politiques favorables à leur intégration à l'échelle nationale, pose des défis de grande envergure, alors que celles-ci tentent de conjuguer des objectifs économiques avec le redressement démographique à long terme. La reconnaissance des titres de compétences étrangers (RTCE) figure toujours parmi les principaux défis de cette gestion des flux migratoires, s’imposant dans les processus d'admission aux professions réglementées au Québec comme dans les autres juridictions provinciales, nationales et communautaires. Notre recherche vise à expliciter la corrélation entre le modèle de sélection économique choisi par le Québec particulièrement et la difficile intégration en emploi des nouveaux résidents permanents qualifiés. Nous examinons l’utilité de réformer la procédure administrative de la demande d’immigration en amont pour y inclure une étape obligatoire de RTCE par les organismes réglementaires compétents. Étudiant des dispositifs juridiques en vigueur à cet effet en Australie et en Union européenne, nous cherchons à déterminer si la transposition d'une telle rigueur de sélection est réaliste et souhaitable dans le contexte spécifique québécois.

Pratiques parentales, fréquentation d'amis déviants et consommation problématique de substances psychoactives à l'adolescence : effets modérateurs des symptômes dépressifs et du sexe

La consommation et la consommation problématique de substances psychoactives sont des phénomènes répandus à l’adolescence qui ont suscité beaucoup d’intérêt dans les pays occidentaux au cours des dernières décennies. La recherche a souligné la nécessité d’établir un modèle examinant les effets conjoints du groupe de pairs et de la famille sur ces phénomènes. Deux grandes lignées théoriques émergent de la littérature, soit les courants de la socialisation et de la sélection. De plus, de nombreuses études ont tenté d’expliquer la fréquente cooccurrence de ces phénomènes avec la symptomatologie dépressive, généralement associée à un pronostic plus lourd. Toutefois, la nature et le sens de cette association demeurent peu clairs. Une clarification des mécanismes en jeu est nécessaire afin de pouvoir mieux orienter les efforts de prévention et d’intervention. Le premier objectif de cette thèse est de contribuer à clarifier l’étiologie de la consommation problématique à l’adolescence, en examinant comment elle s’articule avec certains facteurs familiaux, comportementaux et affectifs, et avec l’association à des amis déviants et consommateurs, en testant conjointement deux modèles de médiation compétitifs. Le deuxième objectif est de clarifier l’association entre ces différentes dimensions et la symptomatologie dépressive, en testant l’effet modérateur des symptômes dépressifs dans la chaîne médiatrice proposée. Le troisième objectif est de spécifier les particularités pouvant exister entre les garçons et les filles en testant l’effet modérateur du sexe sur cette même chaîne médiatrice. Les données utilisées proviennent d’une cohorte de l’échantillon longitudinal de la Stratégie d’Intervention Agir Autrement (SIAA) comprenant plus de 3000 jeunes fréquentant des écoles de milieux majoritairement défavorisés du Québec, qui ont été suivis pendant leur secondaire (2003-2007). Lorsque testés séparément, le modèle de socialisation (Patterson) se reproduit dans notre échantillon, mais pas le modèle de sélection (Brown). Lorsque testés simultanément, les modèles structurels de régressions croisées suggèrent toutefois qu’aucun des liens postulés par les modèles ne semble se reproduire, au profit de liens médiateurs de stabilité, à l’exception d’un lien de médiation proposé par le modèle de Patterson chez les garçons. Les analyses de modération (multi-groupes) suggèrent que le sexe a bien un effet modérateur, le contrôle comportemental parental semblant particulièrement important dans l’étiologie des comportements problématiques des garçons, alors que les conflits familiaux semblent plus centraux pour les filles. Les analyses de modération suggèrent également un effet modérateur par les symptômes dépressifs, mais alors qu’il était attendu que ces symptômes exacerberaient les liens à l’étude, il apparaît qu’au contraire, aucun des liens ne se révèle significatif dans le groupe des dépressifs. Cette étude suggère donc que la symptomatologie dépressive et la consommation problématique se présentent conjointement dans un profil plus global de risque. À notre connaissance, cette thèse est la première à s’intéresser spécifiquement au rôle modérateur des symptômes dépressifs sur les liens existant entre les différentes dimensions à l’étude. Les résultats soulignent l’importance d’une intervention psychosociale précoce auprès des jeunes à risque et aux prises avec des symptômes dépressifs, en ciblant des aspects spécifiques pour les garçons et pour les filles.

Identification des mesures d’inégalité dans les modèles de sélection

Dans ce mémoire, je considère un modèle de sélection standard avec sélection non aléatoire. D’abord, je discute la validité et la ‘‘sharpness ’’ des bornes sur l’intervalle interquantile de la distribution de la variable aléatoire latente non censurée, dérivées par Blundell et al. (2007). Ensuite, je dérive les bornes ‘‘sharp ’’ sur l’intervalle interquantile lorsque la distribution observée domine stochastiquement au premier ordre celle non observée. Enfin, je discute la ‘‘sharpness’’ des bornes sur la variance de la distribution de la variable latente, dérivées par Stoye (2010). Je montre que les bornes sont valides mais pas nécessairement ‘‘sharp’’. Je propose donc des bornes inférieures ‘‘sharp’’ pour la variance et le coefficient de variation de ladite distribution.

Beyond the Prototypical Male Migrant

The primary theoretical accounts of migration have been largely unaffected by the feminisation of migration. But this does not mean that they are gender neutral. Drawing on the concept of gender knowledge developed by German sociologists Irene Dölling and Sünne Andresen, on the feminist critique of knowledge, feminist economics and studies on gender and migration, the paper interrogates two influential models of migration from neoclassical economics for their gendered assumptions: the Roy-Borjas selection model of migration and Jacob Mincer’s model of family migration. An analysis of their gendered assumptions about the individual, the family, the institution of the labour market and immigration policies shows that both theories explicitly and implicitly assume a male migrant as the norm and frame female migrants as passive dependents. However, the paper argues that it is not “men as such” who serve as prototypical migrants, but a specific type of white, heterosexual and middle-class masculinity, which is set as the norm while other migration realities and knowledge about the structuration of migration processes through social relations of gender, race and class are excluded. Finally, it is argued that with knowledge being a powerful site for the production of meaning in social relations, the gender knowledge in mainstream migration theories could lead to discriminatory migration policies and might also affect migrant subjectivities. This underscores the need for a more sustained dialogue between feminist and mainstream migration scholarship to further engender the field.