Computational models for and from biology : simple gene assembly and reaction systems

The advancement of science and technology makes it clear that no single perspective is any longer sufficient to describe the true nature of any phenomenon. That is why the interdisciplinary research is gaining more attention overtime. An excellent example of this type of research is natural computing which stands on the borderline between biology and computer science. The contribution of research done in natural computing is twofold: on one hand, it sheds light into how nature works and how it processes information and, on the other hand, it provides some guidelines on how to design bio-inspired technologies. The first direction in this thesis focuses on a nature-inspired process called gene assembly in ciliates. The second one studies reaction systems, as a modeling framework with its rationale built upon the biochemical interactions happening within a cell. The process of gene assembly in ciliates has attracted a lot of attention as a research topic in the past 15 years. Two main modelling frameworks have been initially proposed in the end of 1990s to capture ciliates’ gene assembly process, namely the intermolecular model and the intramolecular model. They were followed by other model proposals such as templatebased assembly and DNA rearrangement pathways recombination models. In this thesis we are interested in a variation of the intramolecular model called simple gene assembly model, which focuses on the simplest possible folds in the assembly process. We propose a new framework called directed overlap-inclusion (DOI) graphs to overcome the limitations that previously introduced models faced in capturing all the combinatorial details of the simple gene assembly process. We investigate a number of combinatorial properties of these graphs, including a necessary property in terms of forbidden induced subgraphs. We also introduce DOI graph-based rewriting rules that capture all the operations of the simple gene assembly model and prove that they are equivalent to the string-based formalization of the model. Reaction systems (RS) is another nature-inspired modeling framework that is studied in this thesis. Reaction systems’ rationale is based upon two main regulation mechanisms, facilitation and inhibition, which control the interactions between biochemical reactions. Reaction systems is a complementary modeling framework to traditional quantitative frameworks, focusing on explicit cause-effect relationships between reactions. The explicit formulation of facilitation and inhibition mechanisms behind reactions, as well as the focus on interactions between reactions (rather than dynamics of concentrations) makes their applicability potentially wide and useful beyond biological case studies. In this thesis, we construct a reaction system model corresponding to the heat shock response mechanism based on a novel concept of dominance graph that captures the competition on resources in the ODE model. We also introduce for RS various concepts inspired by biology, e.g., mass conservation, steady state, periodicity, etc., to do model checking of the reaction systems based models. We prove that the complexity of the decision problems related to these properties varies from P to NP- and coNP-complete to PSPACE-complete. We further focus on the mass conservation relation in an RS and introduce the conservation dependency graph to capture the relation between the species and also propose an algorithm to list the conserved sets of a given reaction system.

Por que a poupança externa não promove crescimento

Why foreign saving fail to cause growth. The present paper is a formalization of the critique of the growth with foreign savings strategy. Although medium income countries are capital poor, current account deficits (foreign savings), financed either by loans or by foreign direct investments, will not usually increase the rate of capital accumulation or will have little impact on it in so far as current account deficits will be associated with appreciated exchange rates, artificially increased real wages and salaries and high consumption levels. In consequence, the rate of substitution of foreign savings for domestic savings will be relatively high, and the country will get indebted to consume, not to invest and grow. Only when there are large investment opportunities, stimulated by a sizeable difference between the expected profit rate and the long term interest rate, the marginal propensity to consume will get down enough so that the additional income originated from foreign capital flows will be used for investment rather than for consumption. In this special case, the rate of substitution of foreign for domestic savings tend to be small, and foreign savings will contribute positively to growth.

The general equilibrium theory as economic metatheory

Many economists show certain nonconformity relative to the excessive mathematical formalization of economics. This stems from dissatisfaction with the old debate about the lack of correspondence between mainstream theoretical models and reality. Although we do not propose to settle this debate here, this article seeks to associate the mismatch of mathematized models with the reality of the adoption of the hypothetical-deductive method as reproduced by general equilibrium. We begin by defining the main benefits of the mathematization of economics. Secondly, we address traditional criticism leveled against it. We then focus on more recent criticism from Gillies (2005) and Bresser-Pereira (2008). Finally, we attempt to associate the reproduction of the hypothetical-deductive method with a metatheoretical process triggered by Debreu's general equilibrium theory. In this respect, we appropriate the ideas of Weintraub (2002), Punzo (1991), and mainly Woo (1986) to support our hypothesis.

The neoliberalization of street vending policy in Lima, Peru: the politics of citizenship. property and public space in the production of a new urban marginality

Neoliberalism is having a significant and global impact on political, social and economic life across spaces. This work illustrates how neoliberalism is attempting to change the ways in which the urban poor - particularly those that participate in street vending - use urban spaces in Lima, Peru. Using municipal policies, newspaper articles and local academic texts I argue that there is a changing marginality in Lima that is being experienced by street vendors, and currently in los canas of Lima. In particular, I discuss formalization, a neoliberal strategy in street vending policy, which is used with eradication and social assistance strategies in attempts to re-regulate street vendors.

Logique et tests d'hypotheses: reflexions sur les problemes mal poses en econometrie

Dans ce texte, nous analysons les développements récents de l’économétrie à la lumière de la théorie des tests statistiques. Nous revoyons d’abord quelques principes fondamentaux de philosophie des sciences et de théorie statistique, en mettant l’accent sur la parcimonie et la falsifiabilité comme critères d’évaluation des modèles, sur le rôle de la théorie des tests comme formalisation du principe de falsification de modèles probabilistes, ainsi que sur la justification logique des notions de base de la théorie des tests (tel le niveau d’un test). Nous montrons ensuite que certaines des méthodes statistiques et économétriques les plus utilisées sont fondamentalement inappropriées pour les problèmes et modèles considérés, tandis que de nombreuses hypothèses, pour lesquelles des procédures de test sont communément proposées, ne sont en fait pas du tout testables. De telles situations conduisent à des problèmes statistiques mal posés. Nous analysons quelques cas particuliers de tels problèmes : (1) la construction d’intervalles de confiance dans le cadre de modèles structurels qui posent des problèmes d’identification; (2) la construction de tests pour des hypothèses non paramétriques, incluant la construction de procédures robustes à l’hétéroscédasticité, à la non-normalité ou à la spécification dynamique. Nous indiquons que ces difficultés proviennent souvent de l’ambition d’affaiblir les conditions de régularité nécessaires à toute analyse statistique ainsi que d’une utilisation inappropriée de résultats de théorie distributionnelle asymptotique. Enfin, nous soulignons l’importance de formuler des hypothèses et modèles testables, et de proposer des techniques économétriques dont les propriétés sont démontrables dans les échantillons finis.

A maximum likelihood framework for protein design

Affiliation: Claudia Kleinman, Nicolas Rodrigue & Hervé Philippe : Département de biochimie, Faculté de médecine, Université de Montréal

Le recours à des environnements numériques pour la diffusion de connaissances relatives au patrimoine bâti: une exploration du potentiel de la modélisation de systèmes typologiques

Un fichier intitulé Charbonneau_Nathalie_2008_AnimationAnnexeT accompagne la thèse. Il contient une séquence animée démontrant le type de parcours pouvant être effectué au sein des environnements numériques développés. Il s'agit d'un fichier .wmv qui a été compressé.

Socialisation du salariat professionnel et transmission de la culture dans les organisations syndicales québécoises

Français : Partant de la question du renouvellement de la main-d’œuvre québécoise, ce mémoire s’intéresse aux salariés professionnels des organisations syndicales québécoises. Ces dernières se sont dotées d’un important salariat professionnel dont le renouvellement en cours ou à prévoir suppose des défis importants, notamment à propos de la transmission de la culture organisationnelle. Ainsi, ce mémoire portera sur la socialisation des salariés professionnels des organisations syndicales québécoises à partir de quatre études de cas (FTQ, Syndicat des Métallos, CSN et FIQ). Il sera notamment question des pratiques de gestion de personnel de ces organisations liées au transfert de la culture, soit les pratiques de socialisation et de recrutement, de la formalisation de ces pratiques et de leur contrôle. Les résultats permettent de mettre en évidence les rapports entre la structure administrative des organisations syndicales et le modèle de socialisation des salariés professionnels nouvellement embauchés y ayant cours. De plus, bien que la tendance va en s’amplifiant, les pratiques de socialisation, à l’instar des autres pratiques de gestion de personnel en milieu syndical, demeurent peu formalisées. Enfin, les résultats permettent également de constater que le contrôle des dirigeants syndicaux sur la transmission de la culture aux professionnels est relativement faible comparativement à celui des pairs.

La mélancolie même de la photographie : Roland Barthes

Peu importe la discipline qui l’appréhende, de la médecine humorale à la psychanalyse aujourd’hui, de l’histoire de l’art à la philosophie, la mélancolie se définit par un manque. S’il ne succombe pas à l’apathie, le mélancolique s’efforcera de pallier cette insuffisance par ses activités intellectuelles et artistiques : la mélancolie est carence et génie. La mélancolie travaille : elle compose avec l’absence. De quel ordre est ce manque ? Dans les écrits savants et les œuvres visuelles, la mélancolie a l’image en défaut : un souvenir ou une représentation juste, idéale. La mélancolie ne donne rien à voir sinon ce rapport à l’image, ce travail de mise en ordre et de mise en œuvre que l’on résume sous les noms « intellection » et « création ». La mélancolie est formaliste : elle cherche un modèle, une représentation, un nom, la forme d’une narration. Peu d’œuvres se prêtent à l’étude du génie de la mélancolie comme celle de Roland Barthes (1915-1980). Critique, ce corpus questionne la mélancolie de la forme et du sens. Écrite, cette œuvre donne à lire une figure de la mélancolie qui diffère selon ce qui lui manque. Toujours, la mélancolie compose avec l’absence de l’image. Cache de l’écriture, la photographie a été utilisée comme image du réel et du souvenir. L’image photographique participe d’une quête théorique en même temps qu’elle donne forme à la mélancolie de l’écriture. Avec la photographie, la mélancolie apparaît à la ville (L’empire des signes), au miroir (Roland Barthes par Roland Barthes), en amour (Fragments d’un discours amoureux) et au tombeau (La chambre claire). En figurant ce qui échappe à la littérature, la photographie ordonne autour d’elle une narration mélancolique. Ainsi la fragmentation, la collection, la spécularisation, l’investigation et la formalisation, sont autant d’opérations qui caractérisent la poétique narrative mise en place dans l’œuvre de Roland Barthes. Dans ces opérations, nous voyons également un modèle de la mélancolie du processus de création.

Toward a rational-choice foundation of non-additive theories

A classical argument of de Finetti holds that Rationality implies Subjective Expected Utility (SEU). In contrast, the Knightian distinction between Risk and Ambiguity suggests that a rational decision maker would obey the SEU paradigm when the information available is in some sense good, and would depart from it when the information available is not good. Unlike de Finetti's, however, this view does not rely on a formal argument. In this paper, we study the set of all information structures that might be availabe to a decision maker, and show that they are of two types: those compatible with SEU theory and those for which SEU theory must fail. We also show that the former correspond to "good" information, while the latter correspond to information that is not good. Thus, our results provide a formalization of the distinction between Risk and Ambiguity. As a consequence of our main theorem (Theorem 2, Section 8), behavior not-conforming to SEU theory is bound to emerge in the presence of Ambiguity. We give two examples of situations of Ambiguity. One concerns the uncertainty on the class of measure zero events, the other is a variation on Ellberg's three-color urn experiment. We also briefly link our results to two other strands of literature: the study of ambiguous events and the problem of unforeseen contingencies. We conclude the paper by re-considering de Finetti's argument in light of our findings.

Représentations du sens lexical en lexicologie explicative et combinatoire : étude de trois formalisations spécifiques

Cette étude porte sur les différentes formalisations du sens linguistique dans le cadre de la théorie Sens-Texte (TST) ; elle s’intéresse notamment à la représentation sémantique, la représentation la plus importante dans la modélisation du sens d’énoncés et d’unités lexicales de la langue. Cette étude a trois objectifs : premièrement, décrire trois formalisations de la représentation sémantique existant dans la TST – les réseaux sémantiques, les définitions lexicographiques et les définitions de la BDéf (des définitions très formalisées) ; deuxièmement, identifier les disparités et les décalages entre les formalisations choisies ; troisièmement, proposer des modifications aux formalisations existantes pour réduire au maximum ces disparités.

Les rapports université/entreprise à l’Université Nationale Autonome du Mexique (UNAM) : la vision de professeurs ayant de l’expérience de collaboration avec des entreprises

Cette thèse porte sur le rapport université/entreprise au Mexique après 1990. Il s’agit d’une étude de cas sur l’Université Nationale Autonome du Mexique (UNAM), la plus grande université mexicaine et la plus importante institution productrice de connaissances scientifiques au pays. À partir de 1988, l’introduction au Mexique d’une économie du marché a été le point de départ des nombreux changements politiques et économiques qui ont modifié les conditions d’exploitation des organisations et des institutions au pays. Ainsi, depuis 1990, le nouveau contexte politique et économique du Mexique a modifié les politiques gouvernementales vers les institutions publiques y compris celles de la santé et de l’éducation. Pour ce qui est des universités publiques mexicaines, ces politiques ont réduit leur financement et leur ont demandé une participation plus active à l’économie nationale, par la production de connaissances pouvant se traduire en innovation dans le secteur de la production. Ces nouvelles conditions économiques et politiques constituent des contingences auxquelles les universitaires font face de diverses façons, y compris l’établissement des relations avec les entreprises, comme le prescrivent les politiques du gouvernement fédéral élaborées sur la base des recommandations de l’OCDE. En vue de contribuer à la connaissance des relations université/entreprise développées au Mexique, nous avons réalisé notre étude de cas fondée sur une approche méthodologique qualitative à caractère exploratoire qui a recueilli des données provenant de sources documentaires et perceptuelles. Nous avons encadré notre recherche du point de vue de l’organisation par la théorie de la contingence, et pour l’analyse de la production de la connaissance sur la base des modèles de la Triple hélice et du Mode 2. Différents documents de sources diverses, y compris l’Internet, ont été consultés pour l’encadrement des rapports université/entreprise au Mexique et à l’UNAM. Les sources perceptuelles ont été 51 entrevues semi-structurées auprès de professeurs et de chercheurs à temps plein ayant établi des rapports avec des entreprises (dans les domaines de la biomédecine, la biotechnologie, la chimie et l’ingénierie) et de personnes ayant un rôle de gestion dans les rapports des entreprises avec l’institution. Les données recueillies ont montré que la politique de l’UNAM sur les rapports université/entreprise a été aussi flottante que la structure organisationnelle soutenant sa création et formalisation. Toutes sortes d’entreprises, publiques ou privées collaborent avec les chercheurs de l’UNAM, mais ce sont les entreprises parastatales et gouvernementales qui prédominent. À cause du manque d’infrastructure scientifique et technologique de la plupart des entreprises au Mexique, les principales demandes adressées à l’UNAM sont pour des services techniques ou professionnels qui aident les entreprises à résoudre des problèmes ponctuels. Le type de production de connaissance à l’UNAM continue d’être celui du Mode 1 ou traditionnel. Néanmoins, particulièrement dans le domaine de la biotechnologie, nous avons identifié certains cas de collaboration plus étroite qui pointaient vers l’innovation non linéaire proposée par le Mode 2 et la Triple hélice. Parmi les principaux avantages découlant des rapports avec les entreprises les interviewés ont cité l’obtention de ressources additionnelles pour la recherche, y compris de l’équipement et des fonds pour les bourses d’étudiants, mais souvent ils ont observé que l’un des plus gros avantages était la connaissance qu’ils obtenaient des contacts avec les firmes et le sens du réel qu’ils pouvaient intégrer dans la formation des étudiants. Les programmes gouvernementaux du CONACYT pour la science, la technologie et l’innovation ne semblent pas réussir à renforcer les rapports entre les institutions génératrices de la connaissance et le secteur de la production du Mexique.

Une urbanisation de corps et d'esprit : sécurité, civilisation et rendement dans une favela de Rio de Janeiro

Ce mémoire interroge l’histoire, l’articulation pratique et les effets de ce que l’on appelle actuellement au Brésil «l’urbanisation intégratrice», un type d’intervention étatique dans les favelas (bidonvilles) de Rio de Janeiro. Il s’agit d’une énième tentative de régler le «problème de la favela», consistant en l’urbanisation de son territoire (insertion d’infrastructure publique, consolidation du cadre bâti) et la légalisation de son statut et de ses pratiques (octroi de droits de propriété foncière et insertion de règlementation publique). Officiellement, c’est une manière de mettre fin à l’exclusion dont les populations faveladas sont victimes depuis l’apparition des favelas à Rio. L’analyse est faite à partir de l’étude du PAC-Favelas, un programme du gouvernement fédéral lancé en 2008, et son application dans la favela Rocinha. Il est proposé de considérer l’urbanisation intégratrice en tant que dispositif sécuritaire ou biopolitique, c’est-à-dire en tant qu’appareil de gouvernement de la population locale. À travers le projet, on planifie de formaliser les conduites, d’accroître la circulation des ressources, de transformer les perceptions des résidents, de contenir les excès et les risques associés à la favela et de tendre vers la prise en charge entièrement planifiée – en un mot, d’assurer le passage vers l’intervention permanente. Concrètement, cela revient pour l’État à procéder à une sélection, par des moyens légitimés ou indirects (le plan, la loi, le marché), des individus et des pratiques désormais admissibles sur le territoire. L’espace se raréfie, le contrôle augmente et les prix montent : ne peut demeurer que celui qui a déjà atteint un certain niveau de stabilité, reléguant les plus précaires à devoir progressivement quitter le territoire. Urbaniser la Rocinha, c’est un peu forcer son embourgeoisement en la rendant enfin sécurisée, civilisée et rentable.

La Métamorphose, un opéra en trois actes Genèse, analyse et formalisation d’une démarche compositionnelle

La version intégrale de cette thèse est disponible uniquement pour consultation individuelle à la Bibliothèque de musique de l’Université de Montréal (www.bib.umontreal.ca/MU).

The gender pay gap among university professors: the role of individual and organizational determinants

Cette étude de cas, composée de trois articles, examine les diverses sources d’explication de l’écart salarial selon le genre chez les professeurs d’une grande université de recherche canadienne. Le premier article analyse les écarts selon le genre sur les primes “de marché” à partir de données d’un sondage réalisé auprès des professeurs en 2002. Une analyse des correspondances donne une solution à deux facteurs dans laquelle le second facteur oppose clairement les professeurs qui ont reçu une prime à ceux qui n’en n’ont pas reçue. Le genre est fortement associé à ce facteur, la catégorie “femme” se retrouvant du côté de l’axe associé à l’absence de primes de marché. Les résultats de la régression logistique confirment que le secteur d’activité, la fréquence des contrats de recherche, la valorisation du salaire ainsi que le rang combiné à l’ancienneté sont reliés à la présence de primes de marché, tel que proposé par les hypothèses. Toutefois, même après avoir contrôlé pour ces relations, les femmes sont toujours près de trois fois moins susceptibles de s’être vu attribuer des primes de marché que leurs homologues masculins. Dans l’ensemble, les résultats suggèrent que dans un contexte où les salaires sont déterminés par convention collective, la réindividualisation du processus de détermination des salaires — en particulier le versement de primes de marché aux professeurs d’université — peut favoriser la réapparition d’écarts de salaire selon le genre. Le second article est réalisé à partir de données administratives portant sur les années 1997 à 2006. Les contributions respectives de quatre composantes de la rémunération à l’écart salarial selon le genre y sont analysées, soit le salaire de base, l’accès au rang de professeur titulaire, l’accès aux primes de marché et chaires de recherche du Canada, de même que les montants reçus. Les composantes varient quant à leur degré de formalisation. Ceci permet de tester l’hypothèse selon laquelle l’ampleur de l’écart salarial selon le genre varie en fonction du degré de formalisation des composantes salariales. Nous déterminons également dans quelle mesure l’écart selon le genre sur les diverses composantes de la rémunération varie en fonction de la représentation relative des femmes professeurs au sein des unités. Les résultats démontrent l’existence de variations dans l’ampleur des différences selon le genre en fonction du degré de formalisation des pratiques de rémunération. Qui plus est, après contrôles, la rémunération est plus faible dans les unités où les femmes sont fortement représentées. Le dernier article examine les mécanismes pouvant mener à un écart selon le genre en ce qui a trait à l’accès aux primes de marché chez les professeurs de l’institution. Les processus d’attribution de ces suppléments salariaux sont examinés à partir d’entretiens réalisés avec 17 administrateurs à tous les niveaux hiérarchiques de l’institution et dans une diversité d’unités académiques. Les résultats suggèrent que les différences selon le genre pourraient être liées à des caractéristiques spécifiques du processus d’attribution et à une distribution inégale des primes aux unités à forte représentation féminine. De façon générale, les résultats démontrent que l’écart de rémunération selon le genre chez les professeurs de cette université n’est pas totalement expliqué par des différences dans les caractéristiques individuelles des hommes et femmes. L’analyse révèle que l’écart réside dans des différences selon le genre en ce qui a trait à l’accès aux primes de marché et aux chaires de recherches du Canada et, dans une moindre mesure, au rang de professeur titulaire. Aucune différence n’est observée sur le salaire de base et le montant des primes salariales reçues, que celles-ci soient dites de “marché” ou associées à une chaire de recherche du Canada. Qui plus est, on constate que la rémunération est plus faible dans les unités où les femmes sont le mieux représentées. L’accès différencié selon le genre aux primes de marché qui est observé pourrait être lié à certains processus organisationnels qui limitent les probabilités d’octrois à des femmes. Les femmes pourraient être particulièrement désavantagées dans ce système d’octroi, pour plusieurs raisons. L’existence de différences selon le genre en ce qui a trait aux dispositions ou habiletés des individus à négocier leur salaire est évoquée et supposée par certains administrateurs. Un accès limité aux informations concernant la politique de primes pourrait réduire la probabilité que des femmes tentent d’obtenir ces suppléments salariaux. Les directeurs d’unités, qui sont en majorité des hommes, pourraient être biaisées en faveur des professeurs masculins dans leurs évaluations s’ils tendent à favoriser ceux qui leurs ressemblent. Il est également possible que les directeurs d’unités où les femmes sont les mieux représentées n’aient pas reçu d’information sur les primes de marché ou que des traditions disciplinaires les aient rendu réticents à demander des primes.