A new paradigm for the folding of ribonucleic acids

De récentes découvertes montrent le rôle important que joue l’acide ribonucléique (ARN) au sein des cellules, que ce soit le contrôle de l’expression génétique, la régulation de plusieurs processus homéostasiques, en plus de la transcription et la traduction de l’acide désoxyribonucléique (ADN) en protéine. Si l’on veut comprendre comment la cellule fonctionne, nous devons d’abords comprendre ses composantes et comment ils interagissent, et en particulier chez l’ARN. La fonction d’une molécule est tributaire de sa structure tridimensionnelle (3D). Or, déterminer expérimentalement la structure 3D d’un ARN s’avère fort coûteux. Les méthodes courantes de prédiction par ordinateur de la structure d’un ARN ne tiennent compte que des appariements classiques ou canoniques, similaires à ceux de la fameuse structure en double-hélice de l’ADN. Ici, nous avons amélioré la prédiction de structures d’ARN en tenant compte de tous les types possibles d’appariements, dont ceux dits non-canoniques. Cela est rendu possible dans le contexte d’un nouveau paradigme pour le repliement des ARN, basé sur les motifs cycliques de nucléotides ; des blocs de bases pour la construction des ARN. De plus, nous avons dévelopées de nouvelles métriques pour quantifier la précision des méthodes de prédiction des structures 3D des ARN, vue l’introduction récente de plusieurs de ces méthodes. Enfin, nous avons évalué le pouvoir prédictif des nouvelles techniques de sondage de basse résolution des structures d’ARN.

Structure de financement des firmes: Une comparaison internationale.

Rapport de recherche

Vertical R&D Sprillovers, Cooperation, Market Structure, and Innovation.

This paper studies vertical R&D spillovers between upstream and downstream firms. The model incorporates two vertically related industries, with horizontal spillovers within each industry and vertical spillovers between the two industries. Four types of R&D cooperation are studied : no cooperation, horizontal cooperation, vertical cooperation, and simultaneous horizontal and vertical cooperation. Vertical spillovers always increase R&D and welfare, while horizontal spillovers may increase or decrease them. The comparison of cooperative settings in terms of R&D shows that no setting uniformly dominates the others. Which type of cooperation yields more R&D depends on horizontal and vertical spillovers, and market structure. The ranking of cooperative structures hinges on the signs and magnitudes of three competitive externalities (vertical, horizontal, and diagonal) which capture the effect of the R&D of a firm on the profits of other firms. One of the basic results of the strategic investment literature is that cooperation between competitors increases (decreases) R&D when horizontal spillovers are high (low); the model shows that this result does not necessarily hold when vertical spillovers and vertical cooperation are taken into account. The paper proposes a theory of innovation and market structure, showing that the relation between innovation and competition depends on horizontal spillovers, vertical spillovers, and cooperative settings. The private incentives for R&D cooperation are addressed. It is found that buyers and sellers have divergent interests regarding the choice of cooperative settings and that spillovers increase the likelihood of the emergence of cooperation in a decentralized equilibrium.

Les caractéristiques de la déviance des adolescentes judiciarisées à Dakar (Sénégal) en comparaison aux adolescentes judiciarisées de Montréal (Canada)

Malgré les problèmes que pose la délinquance juvénile au Sénégal, les réponses des décideurs semblent inefficaces, surtout pour les filles déviantes. Ainsi, l’objectif de notre étude est de déterminer les caractéristiques familiales, scolaires et des amis des adolescentes judiciarisées à Dakar en les comparant à celles de Montréal. Les enquêtes se sont déroulées à Dakar sur trente adolescentes interrogées avec un instrument adapté du MASPAQ. Les similitudes entre les échantillons concernent l’âge moyen et le statut judiciaire quasi-identiques, le milieu socio-économique défavorisé et la structure familiale en majorité monoparentale matricentrique. Les autres résultats concernent surtout les liens sociaux plus forts chez les dakaroises alors que l’activité marginale est plus importante chez les montréalaises. Les liens sociaux des dakaroises constitueraient une protection contre la déviance. Le contexte culturel également, en favorisant un contrôle social, pousserait à développer plus de contraintes internes, autre protection contre la déviance. Des perspectives sont envisagées notamment utiliser l’instrument avec des garçons.

Structure d'une tagatose-1,6-bisphosphate aldolase de classe I : étude d'une apparente perte de stéréospécificité

La tagatose-1,6-biphosphate aldolase de Streptococcus pyogenes est une aldolase de classe I qui fait montre d'un remarquable manque de spécificité vis à vis de ses substrats. En effet, elle catalyse le clivage réversible du tagatose-1,6-biphosphate (TBP), mais également du fructose-1,6-biphosphate (FBP), du sorbose-1,6-biphosphate et du psicose-1,6-biphosphate, quatre stéréoisomères, en dihydroxyacétone phosphate (DHAP) et en glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P). Afin de mettre à jour les caractéristiques du mécanisme enzymatique, une étude structurale de la TBP aldolase de S. pyogenes, un pathogène humain extrêmement versatile, a été entreprise. Elle a permis la résolution de la structure native et en complexe avec le DHAP, a respectivement 1.87 et 1.92 Å de résolution. Ces mêmes structures ont permis de se représenter plus clairement le site actif de l'enzyme en général, et les résidus catalytiques en particulier. Le trempage des cristaux de TBP aldolase dans une solution saturante de DHAP a en outre permis de piéger un authentique intermédiaire iminium, ainsi que sa géométrie particulière en atteste. Des expériences d'échange de proton, entreprises afin d'évaluer le stéréoisomérisme du transfert de proton catalytique, ont également permis de faire une intéressante découverte : la TBP aldolase ne peut déprotoner le coté pro-R du C3 du DHAP, mais peut le protonner. Ce résultat, ainsi que la comparaison de la structure du complexe TBP aldolase-DHAP avec la structure du complexe FBP aldolase de muscle de lapin- DHAP, pointe vers un isomérisme cis-trans autour du lien C2-C3 de la base de Schiff formée avec le DHAP. De plus, la résolution de ces deux structures a permis de mettre en évidence trois régions très mobiles de la protéine, ce qui pourrait être relié au rôle postulé de son isozyme chez S. pyogenes dans la régulation de l’expression génétique et de la virulence de la bactérie. La cristallographie par rayons X et la cinétique enzymatique ont ainsi permis d'avancer dans l'élucidation du mécanisme et des propriétés structurales de cette enzyme aux caractéristiques particulières.

Comparaison de deux nouvelles méthodes d’évaluation de la fertilité masculine avec le spermogramme chez des patients ayant recours à la fécondation in vitro

Des facteurs masculins sont identifiés dans près de la moitié des cas d’infertilité. À ce jour, les tests évaluant la fertilité masculine demeurent peu prédictifs de la survenue d’une grossesse. Dans le but de pallier cette lacune, nous avons mis au point deux nouveaux tests mesurant l’intégrité de l’ADN et le temps de survie des spermatozoïdes. Nous avons effectué une étude prospective portant sur 42 couples infertiles suivis en fécondation in vitro (FIV). Le spermogramme a été effectué selon les critères de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) et le temps de survie des spermatozoïdes exposés à un détergent cationique a été mesuré en observant la mobilité sous microscope. L’intégrité de l’ADN des spermatozoïdes a été vérifiée par la nouvelle méthode de marquage radioenzymatique et par analyse de la structure de la chromatine (SCSA). Tous les tests ont été réalisés sur la partie des échantillons de sperme non utilisée par la clinique de fertilité. Le projet a été approuvé par le comité d’éthique du Centre Hospitalier Universitaire de Montréal (CHUM) et les patients ont préalablement signé un formulaire de consentement éclairé. L’analyse des paramètres du spermogramme et de l’intégrité de l’ADN n’a montré aucune différence statistiquement significative entre les données chez les couples avec ou sans grossesse. Cependant, le taux de grossesse biochimique était statistiquement plus élevé chez les couples dont le temps de survie des spermatozoïdes était long (>250 s) comparativement à ceux dont ce temps était court (≤250 s): 66% vs 27% respectivement (p<0,05). Les taux de grossesse clinique et d’implantation étaient aussi plus élevés, mais les différences n’atteignaient pas le seuil de signification statistique. Nos résultats confirment que le spermogramme et la mesure de la fragmentation de l’ADN des spermatozoïdes ne sont pas de bons facteurs prédictifs des résultats de la FIV. Par contre, le test de survie des spermatozoïdes serait un meilleur indicateur de la possibilité d’une grossesse en FIV. L’amélioration de sa spécificité et un plus grand nombre de sujets sont nécessaires avant de proposer son application en clinique de fertilité.

Quantification de la relation séquence-activité de l’ARN par prédiction de structure tridimensionnelle

Dans un premier temps, nous avons modélisé la structure d’une famille d’ARN avec une grammaire de graphes afin d’identifier les séquences qui en font partie. Plusieurs autres méthodes de modélisation ont été développées, telles que des grammaires stochastiques hors-contexte, des modèles de covariance, des profils de structures secondaires et des réseaux de contraintes. Ces méthodes de modélisation se basent sur la structure secondaire classique comparativement à nos grammaires de graphes qui se basent sur les motifs cycliques de nucléotides. Pour exemplifier notre modèle, nous avons utilisé la boucle E du ribosome qui contient le motif Sarcin-Ricin qui a été largement étudié depuis sa découverte par cristallographie aux rayons X au début des années 90. Nous avons construit une grammaire de graphes pour la structure du motif Sarcin-Ricin et avons dérivé toutes les séquences qui peuvent s’y replier. La pertinence biologique de ces séquences a été confirmée par une comparaison des séquences d’un alignement de plus de 800 séquences ribosomiques bactériennes. Cette comparaison a soulevée des alignements alternatifs pour quelques unes des séquences que nous avons supportés par des prédictions de structures secondaires et tertiaires. Les motifs cycliques de nucléotides ont été observés par les membres de notre laboratoire dans l'ARN dont la structure tertiaire a été résolue expérimentalement. Une étude des séquences et des structures tertiaires de chaque cycle composant la structure du Sarcin-Ricin a révélé que l'espace des séquences dépend grandement des interactions entre tous les nucléotides à proximité dans l’espace tridimensionnel, c’est-à-dire pas uniquement entre deux paires de bases adjacentes. Le nombre de séquences générées par la grammaire de graphes est plus petit que ceux des méthodes basées sur la structure secondaire classique. Cela suggère l’importance du contexte pour la relation entre la séquence et la structure, d’où l’utilisation d’une grammaire de graphes contextuelle plus expressive que les grammaires hors-contexte. Les grammaires de graphes que nous avons développées ne tiennent compte que de la structure tertiaire et négligent les interactions de groupes chimiques spécifiques avec des éléments extra-moléculaires, comme d’autres macromolécules ou ligands. Dans un deuxième temps et pour tenir compte de ces interactions, nous avons développé un modèle qui tient compte de la position des groupes chimiques à la surface des structures tertiaires. L’hypothèse étant que les groupes chimiques à des positions conservées dans des séquences prédéterminées actives, qui sont déplacés dans des séquences inactives pour une fonction précise, ont de plus grandes chances d’être impliqués dans des interactions avec des facteurs. En poursuivant avec l’exemple de la boucle E, nous avons cherché les groupes de cette boucle qui pourraient être impliqués dans des interactions avec des facteurs d'élongation. Une fois les groupes identifiés, on peut prédire par modélisation tridimensionnelle les séquences qui positionnent correctement ces groupes dans leurs structures tertiaires. Il existe quelques modèles pour adresser ce problème, telles que des descripteurs de molécules, des matrices d’adjacences de nucléotides et ceux basé sur la thermodynamique. Cependant, tous ces modèles utilisent une représentation trop simplifiée de la structure d’ARN, ce qui limite leur applicabilité. Nous avons appliqué notre modèle sur les structures tertiaires d’un ensemble de variants d’une séquence d’une instance du Sarcin-Ricin d’un ribosome bactérien. L’équipe de Wool à l’université de Chicago a déjà étudié cette instance expérimentalement en testant la viabilité de 12 variants. Ils ont déterminé 4 variants viables et 8 létaux. Nous avons utilisé cet ensemble de 12 séquences pour l’entraînement de notre modèle et nous avons déterminé un ensemble de propriétés essentielles à leur fonction biologique. Pour chaque variant de l’ensemble d’entraînement nous avons construit des modèles de structures tertiaires. Nous avons ensuite mesuré les charges partielles des atomes exposés sur la surface et encodé cette information dans des vecteurs. Nous avons utilisé l’analyse des composantes principales pour transformer les vecteurs en un ensemble de variables non corrélées, qu’on appelle les composantes principales. En utilisant la distance Euclidienne pondérée et l’algorithme du plus proche voisin, nous avons appliqué la technique du « Leave-One-Out Cross-Validation » pour choisir les meilleurs paramètres pour prédire l’activité d’une nouvelle séquence en la faisant correspondre à ces composantes principales. Finalement, nous avons confirmé le pouvoir prédictif du modèle à l’aide d’un nouvel ensemble de 8 variants dont la viabilité à été vérifiée expérimentalement dans notre laboratoire. En conclusion, les grammaires de graphes permettent de modéliser la relation entre la séquence et la structure d’un élément structural d’ARN, comme la boucle E contenant le motif Sarcin-Ricin du ribosome. Les applications vont de la correction à l’aide à l'alignement de séquences jusqu’au design de séquences ayant une structure prédéterminée. Nous avons également développé un modèle pour tenir compte des interactions spécifiques liées à une fonction biologique donnée, soit avec des facteurs environnants. Notre modèle est basé sur la conservation de l'exposition des groupes chimiques qui sont impliqués dans ces interactions. Ce modèle nous a permis de prédire l’activité biologique d’un ensemble de variants de la boucle E du ribosome qui se lie à des facteurs d'élongation.

Un état des lieux des archives audiovisuelles : comparaison entre la France, le Québec et le Canada.

Travail de recherche réalisé à l'EBSI, Université de Montréal, sous la direction de M. Yvon Lemay dans le cadre du cours SCI6850 - Recherche individuelle, à l'automne 2012 et hiver 2013.

Personnalité et compétences en emploi : comparaison de la capacité prévisionnelle de deux configurations de la personnalité

Certaines études récentes confirment que les tests de personnalité sont largement utilisés à des fins de sélection dans les organisations nord-américaines et que leur fréquence d’utilisation continue de croître (Boudrias, Pettersen, Longpré, & Plunier, 2008; Rothstein & Goffin, 2006). Or, les résultats des recherches portant sur le lien prévisionnel entre la personnalité et le rendement global au travail sont peu convaincants (Morgeson et al., 2007b; Murphy & Dzieweczynski, 2005). La présente thèse vise à vérifier si une amélioration des liens prédictifs entre la personnalité et le rendement au travail pourrait être obtenue en modifiant la façon d’opérationnaliser les variables prévisionnelles issues des inventaires de personnalité et en précisant les critères à prédire de manière à les rendre plus spécifiques et mieux arrimés. Pour ce faire, la capacité prévisionnelle d’une approche centrée sur le critère, c’est-à-dire l’utilisation de composites de traits de personnalité, est comparée à l’approche traditionnelle centrée sur le prédicteur, dans ce cas-ci, les cinq grands facteurs de personnalité (Big Five). D’autre part, le rendement au travail est opérationnalisé sous l’angle des compétences en emploi, ce qui permet d’en différencier les dimensions et d’augmenter la spécificité des critères. Des hypothèses précisant les facteurs de personnalité qui devraient permettre de prédire chacune des compétences évaluées sont testées. De plus, des hypothèses précisant les traits de personnalité servant à créer les variables composites sont aussi testées. Finalement, une hypothèse portant sur la comparaison de la puissance prévisionnelle des deux approches est mise à l’épreuve. L’échantillon de la recherche est composé de 225 employés occupant divers emplois au sein d’une grande organisation québécoise. Ils ont complété un inventaire de personnalité au travail dans le cadre des processus de sélection de l’organisation. Leur supérieur immédiat a effectué une évaluation de leurs compétences et de leur rendement au moins six (6) mois après leur embauche. Les résultats démontrent que la maîtrise des compétences est mieux prédite par une approche centrée sur le prédicteur (c’est-à-dire les Big Five) que par une approche centrée sur le critère (c’est-à-dire les variables composites). En effet, seules trois hypothèses portant sur le lien entre certains facteurs de personnalité et les compétences se sont avérées partiellement soutenues. Les résultats d’analyses statistiques supplémentaires, réalisées a posteriori afin de mieux comprendre les résultats, laissent supposer la présence de variables modératrices, dont, notamment, les caractéristiques situationnelles. En somme, il nous semble plus probable d’arriver, dans le futur, à trouver une méthode structurée de création des variables composites qui permettrait d’obtenir des liens prévisionnels plus puissants que de découvrir des variables composites qui seraient elles-mêmes généralisables à tous les emplois et à toutes les organisations. Par ailleurs, nous encourageons les praticiens à porter attention à la façon d’utiliser les données de personnalité. Pour le moment, il semble que les facteurs de personnalité permettent de prédire, en partie, le rendement futur en emploi. Or, les preuves empiriques concernant l’efficacité d’autres approches demeurent relativement rares et, surtout, insuffisantes pour guider fidèlement les praticiens à travers les choix nécessaires à leur utilisation.

Perceptions et représentations des inégalités socio-économiques : une comparaison Québec-Ontario.

Plusieurs chercheurs considèrent qu’il existe un modèle québécois quant aux politiques sociales et économiques. Mais qu’en est-il sur le plan de la réduction des inégalités? Plus spécifiquement, est-ce que les citoyens du Québec perçoivent différemment les inégalités et sont-ils favorables lorsque l’État intervient pour les réduire? Et comment la presse québécoise réagit-elle vis-à-vis de cet enjeu? Ce mémoire se penche sur ces questions et vise à déterminer si le Québec se distingue de l’Ontario relativement à la perception des inégalités socio-économiques et à leur représentation médiatique. Deux types de données sont analysés : 1) une enquête de l’ISSP de 1992 portant sur les attitudes des Canadiens face aux inégalités socio-économiques 2) la couverture médiatique de l’élaboration d’une loi sur l’équité salariale visant la réduction d’une inégalité. Ces sources de données permettent d’étudier les différences de perceptions et de représentation des inégalités selon deux approches distinctes, mais complémentaires. De plus, dans une perspective comparative, le Québec est comparé à l’Ontario au cours des deux analyses. Les résultats de cette recherche montrent que sur le plan des perceptions et des attitudes, les deux provinces se ressemblaient quant à l’importance attribuée à la performance et au niveau d’études et de responsabilités pour déterminer le salaire d’un individu. De plus, les Québécois et les Ontariens allouaient un niveau d’importance similaire au réseau de contacts pour réussir dans la vie. Par contre, les Québécois étaient plus favorables à l’intervention étatique pour réduire les inégalités économiques et attribuaient davantage d’importance aux besoins familiaux pour déterminer ce qu’une personne devrait gagner. De manière marginalement significative, les Québécois considéraient dans une moindre mesure que les Ontariens, que les attributs personnels dont le sexe ou la religion affectaient les chances de réussite. L'analyse de contenu des quatre journaux a permis de constater à la fois des ressemblances et des divergences entre les deux provinces. Les deux couvertures médiatiques traitaient sensiblement des mêmes thèmes et rapportaient des sources similaires. Toutefois, il y avait trois différences majeures. Les journaux québécois se sont montrés moins favorables à la Loi sur l’équité salariale que dans la province voisine et ils ont davantage mentionné les conséquences économiques de la loi. Par ailleurs, les causes de l’iniquité salariale rapportées dans les articles au Québec concernaient davantage les différences de capital humain que la discrimination systémique vécue par les femmes, contrairement à ce qui est apparu dans les deux médias en Ontario. Le résultat le plus important de ce mémoire est que la couverture médiatique québécoise ne concorde pas avec l’opinion publique qui était favorable à l’intervention étatique pour réduire les inégalités. Ceci rappelle que les médias ne sont pas le simple reflet de la réalité ni de l'opinion publique. Ils présentent différentes facettes de la réalité à l'intérieur de certains paramètres, dont la structure organisationnelle dans laquelle ils se trouvent.

Reconstruction active par projection de lumière non structurée

Cette thèse porte sur la reconstruction active de modèles 3D à l’aide d’une caméra et d’un projecteur. Les méthodes de reconstruction standards utilisent des motifs de lumière codée qui ont leurs forces et leurs faiblesses. Nous introduisons de nouveaux motifs basés sur la lumière non structurée afin de pallier aux manques des méthodes existantes. Les travaux présentés s’articulent autour de trois axes : la robustesse, la précision et finalement la comparaison des patrons de lumière non structurée aux autres méthodes. Les patrons de lumière non structurée se différencient en premier lieu par leur robustesse aux interréflexions et aux discontinuités de profondeur. Ils sont conçus de sorte à homogénéiser la quantité d’illumination indirecte causée par la projection sur des surfaces difficiles. En contrepartie, la mise en correspondance des images projetées et capturées est plus complexe qu’avec les méthodes dites structurées. Une méthode d’appariement probabiliste et efficace est proposée afin de résoudre ce problème. Un autre aspect important des reconstructions basées sur la lumière non structurée est la capacité de retrouver des correspondances sous-pixels, c’est-à-dire à un niveau de précision plus fin que le pixel. Nous présentons une méthode de génération de code de très grande longueur à partir des motifs de lumière non structurée. Ces codes ont l’avantage double de permettre l’extraction de correspondances plus précises tout en requérant l’utilisation de moins d’images. Cette contribution place notre méthode parmi les meilleures au niveau de la précision tout en garantissant une très bonne robustesse. Finalement, la dernière partie de cette thèse s’intéresse à la comparaison des méthodes existantes, en particulier sur la relation entre la quantité d’images projetées et la qualité de la reconstruction. Bien que certaines méthodes nécessitent un nombre constant d’images, d’autres, comme la nôtre, peuvent se contenter d’en utiliser moins aux dépens d’une qualité moindre. Nous proposons une méthode simple pour établir une correspondance optimale pouvant servir de référence à des fins de comparaison. Enfin, nous présentons des méthodes hybrides qui donnent de très bons résultats avec peu d’images.

Analyse de maillages surfaciques par construction et comparaison de modèles moyens et par décomposition par graphes s’appuyant sur les courbures discrètes : application à l’étude de la cornée humaine

Réalisé en cotutelle avec Aix Marseille Université.

Algorithme de comparaison de structures secondaires d'ARN

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Intermédiaires réactionnels de la fructose-1,6-biphosphate aldolase de Leishmania mexicana : comparaison avec l'enzyme de mammifère et recrutement de la région C-terminale

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Algorithme de comparaison de structures secondaires d'ARN

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.