Les progrès technologiques récents en matière d'acquisition de données multimédia ont conduit à une croissance exponentielle du nombre de contenus numériques disponibles. Pour l'utilisateur de ce type de bases de données, la recherche d'informations est très problématique car elle suppose que les contenus soient correctement annotés. Face au rythme de croissance de ces volumes, l'annotation manuelle présente aujourd'hui un coût prohibitif. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux approches produisant des annotations automatiques qui tentent d'apporter une réponse à ce problème. Nous nous intéressons aux bases d'images généralistes (agences photo, collections personnelles), c'est à dire que nous ne disposons d'aucun a priori sur leur contenu visuel. Contrairement aux nombreuses bases spécialisées (médicales, satellitaires, biométriques, ...) pour lesquelles il est important de tenir compte de leur spécificité lors de l'élaboration d'algorithmes d'annotation automatique, nous restons dans un cadre générique pour lequel l'approche choisie est facilement extensible à tout type de contenu.<br /><br />Pour commencer, nous avons revisité une approche standard basée sur des SVM et examiné chacune des étapes de l'annotation automatique. Nous avons évalué leur impact sur les performances globales et proposé plusieurs améliorations. La description visuelle du contenu et sa représentation sont sans doute les étapes les plus importantes puisqu'elles conditionnent l'ensemble du processus. Dans le cadre de la détection de concepts visuels globaux, nous montrons la qualité des descripteurs de l'équipe Imedia et proposons le nouveau descripteur de formes LEOH. D'autre part, nous utilisons une représentation par sacs de mots visuels pour décrire localement les images et détecter des concepts plus fins. Nous montrons que, parmi les différentes stratégies existantes de sélection de patches, l'utilisation d'un échantillonnage dense est plus efficace. Nous étudions différents algorithmes de création du vocabulaire visuel nécessaire à ce type d'approche et observons les liens existants avec les descripteurs utilisés ainsi que l'impact de l'introduction de connaissance à cette étape. Dans ce cadre, nous proposons une nouvelle approche utilisant des paires de mots visuels permettant ainsi la prise en compte de contraintes géométriques souples qui ont été, par nature, ignorées dans les approches de type sacs de mots. Nous utilisons une stratégie d'apprentissage statistique basée sur des SVM. Nous montrons que l'utilisation d'un noyau triangulaire offre de très bonnes performances et permet, de plus, de réduire les temps de calcul lors des phases d'apprentissage et de prédiction par rapport aux noyaux plus largement utilisés dans la littérature. La faisabilité de l'annotation automatique n'est envisageable que s'il existe une base suffisamment annotée pour l'apprentissage des modèles. Dans le cas contraire, l'utilisation du bouclage de pertinence, faisant intervenir l'utilisateur, est une approche efficace pour la création de modèles sur des concepts visuels inconnus jusque là, ou en vue de l'annotation de masse d'une base. Dans ce cadre, nous introduisons une nouvelle stratégie permettant de mixer les descriptions visuelles globales et par sac de mots.<br /><br />Tous ces travaux ont été évalués sur des bases d'images qui correspondent aux conditions d'utilisation réalistes de tels systèmes dans le monde professionnel. Nous avons en effet montré que la plupart des bases d'images utilisées par les académiques de notre domaine sont souvent trop simples et ne reflètent pas la diversité des bases réelles. Ces expérimentations ont mis en avant la pertinence des améliorations proposées. Certaines d'entre elles ont permis à notre approche d'obtenir les meilleures performances lors de la campagne d'évaluation ImagEVAL.

Dans cette thèse, nous nous intéressons à la résolution exacte de programmes linéaires en variables binaires. L'ensemble de nos travaux s'articule autour de l'étude de Resolution search (Chvátal (1997)) pour la résolution du problème du sac à dos multidimensionnel en 0-1. Dans un premier temps, nous proposons un algorithme d'énumération implicite centré sur une analyse des coûts réduits à l'optimum de la relaxation continue ainsi que sur une décomposition de l'espace de recherche en hyperplans. Nous proposons une stratégie de branchement originale visant à élaguer au plus tôt l'arbre de recherche. Cette stratégie est efficace pour résoudre des instances jugées difficiles mais rend l'algorithme dépendant de la connaissance d'une bonne solution de départ. Dans un deuxième temps, nous proposons une méthode de résolution plus autonome combinant Resolution search avec une énumération implicite inspirée du premier algorithme. Cette coopération permet d'obtenir rapidement de bonnes solutions et prouve les optimums d'instances de plus grande taille. Finalement, nous présentons une application de Resolution Search à la résolution d'un problème de planification dans le domaine des télécommunications.

Dans l'embryon de vertébrés l'hématopoïèse se met en place à partir de deux vagues successives de précurseurs hématopoïétiques (PH). Alors que les précurseurs de la première vague, générée dans le Sac Vitellin (SV), présentent des capacités de maintenance et de différenciation réduites, ceux qui sont issus de la seconde présentent toutes les caractéristiques des cellules souches hématopoïétiques (CSH). Elles sont en effet capables de se différencier dans tous les lignages sanguins et permettent d'assurer, à long terme, la reconstitution hématopoïétique de souris létalement irradiées.<br />Le facteur de transcription GATA-3 est exprimé dans l'embryon au cours des phases de détermination et de génération des CSH. Il n'est jamais exprimé aux stades équivalents dans le SV. GATA-3 pourrait jouer un rôle important dans la génération des CSH et dans l'acquisition des propriétés différentes des précurseurs hématopoïétiques des deux sites.<br />Nous avons développé une démarche expérimentale permettant d'effectuer l'analyse fonctionnelle de gènes présentant une expression différente entre les deux sites de génération des précurseurs hématopoïétiques de l'embryon. Nous avons sélectionné l'électroporation in situ pour perturber l'expression génique au moment de la détermination de ces précurseurs, et la transduction rétrovirale pour cibler les PH au moment de leur génération.<br />Nous avons réalisé l'expression ectopique de GATA-3 dans les PH du SV en utilisant l'infection rétrovirale. Nos résultats montrent que GATA-3 est capable d'amplifier et de maintenir des PH immatures. Des tests effectués en parallèle en effectuant l'expression forcée de GATA-5 (naturellement absent du SV), ou la surexpression GATA-1, nous ont permis de conclure à la spécificité de ces effets. De façon remarquable, GATA-3 est également capable d'amplifier une population répondant à un phénotype de type mésodermique/pré-hématopoïétique.<br />En conclusion, nos résultats montrent que GATA-3 pourrait être impliqué dans les phénomènes liés au maintien du contingent de CSH.

Le problème de la recherche d'un élément dans un ensemble donne est un des problèmes fondamentaux en informatique non numérique, lie, par exemple, aux bases de données, a la compilation, a l'optimisation combinatoire, etc... Dans cette thèse nous abordons le problème de la recherche dans des ensembles ordonnes et quelques problèmes qui lui sont lies. Une matrice est dite triée si elle possédé une relation d'ordre total sur chaque ligne et chaque colonne. Un cas particulier est l'ensemble des matrices définies par x+y, la somme cartésienne de deux vecteurs tries. Après un tour d'horizon des problèmes de la sélection, de la recherche et du tri sur des ensembles de la forme x=y, nous démontrons des bornes inférieures et introduisons des bornes supérieures pour les problèmes de la recherche et de la sélection. Nous proposons, en outre, plusieurs algorithmes parallèles pour la recherche dans x+y. Ensuite nous montrons comment appliquer ces résultats a la resolution en parallèle du problème de décision du sac-a-dos, ou, étant donnes plusieurs objets et un sac de capacité définie a remplir, on veut décider s'il existe une combinaison des objets qui remplit exactement le sac. Des algorithmes avec une accélération optimale sont introduits pour divers modèles de machines parallèles a mémoire partagée et distribuée. Pour ce problème les approches existantes se ramènent soit a la recherche dans x+y, soit a la traversée d'un espace combinatoire a l'aide de la technique du Branch & Bound. Cette dernière technique est aussi discutée dans ce travail, ou nous présentons un algorithme de Branch & Bound en vue de la resolution de problèmes d'optimisation combinatoire sur la connexion machine. Enfin, toujours dans le domaine de l'optimisation combinatoire, nous étudions le comportement de l'algorithme de recuit simule. Nous prouvons que, malgré la confiance qu'il inspire et sa grande utilisation pour des application

Nlrp5, a maternal-effect gene, is required for embryonic progression and female fertility in mice. Previous work indicated an age-related decline in Nlrp5 transcripts in murine oocytes. As maternal age is associated with increased spindle organization defects, studies in this thesis focused on the analysis of meiotic spindle defects in oocytes of Nlrp5-deficient mice. NALP5 protein showed a novel kinetochore-localization pattern, which was disturbed by spindle poisons. Nlrp5-deficient oocytes displayed a higher frequency of spindle abnormalities and chromosomal misalignment. Upon fertilization, these defects translated into increased incidences of multinucleation. As these phenotypes are associated with deficiencies in genome stability, we examined spindle assembly checkpoint (SAC) components. We found that numerous SAC proteins were dysregulated, implying that NALP5 may be critical in sensing oocyte-related SAC defects. We found that Nlrp5-deficient oocytes may have increased DNA damage. Thus, Nlrp5 may be an integral component responsible for preservation of genome integrity in female gametes.

Nlrp5, a maternal-effect gene, is required for embryonic progression and female fertility in mice. Previous work indicated an age-related decline in Nlrp5 transcripts in murine oocytes. As maternal age is associated with increased spindle organization defects, studies in this thesis focused on the analysis of meiotic spindle defects in oocytes of Nlrp5-deficient mice. NALP5 protein showed a novel kinetochore-localization pattern, which was disturbed by spindle poisons. Nlrp5-deficient oocytes displayed a higher frequency of spindle abnormalities and chromosomal misalignment. Upon fertilization, these defects translated into increased incidences of multinucleation. As these phenotypes are associated with deficiencies in genome stability, we examined spindle assembly checkpoint (SAC) components. We found that numerous SAC proteins were dysregulated, implying that NALP5 may be critical in sensing oocyte-related SAC defects. We found that Nlrp5-deficient oocytes may have increased DNA damage. Thus, Nlrp5 may be an integral component responsible for preservation of genome integrity in female gametes.

The Global System for Mobile (GSM) Communication is the most widely used cellular technology. The privacy has been protected using some version of stream ciphers until the 3rd Generation of GSM. KASUMI, a block cipher, has been chosen as a standard algorithm in order to be used in 3rd Generation. In this thesis, s-boxes of KASUMI, MISTY1 (former version of KASUMI) and RIJNDAEL (the Advanced Encryption Standard) are evaluated according to their linear approximation tables, XOR table distributions and satisfaction of the strict avalanche criterion (SAC). Then, the nonlinear part, FI function, of KASUMI and MISTY1 are investigated for SAC. A new FI function is defined by replacing both s-boxes of KASUMI by RIJNDAEL&rsquo / s s-box. Calling this new version KASUMI-R, it is found to have an FI function significantly better than others. Finally, the randomness characteristics of the overall KASUMI-R for different rounds are compared to those of MISTY1 and KASUMI, in terms of avalanche weight distribution (AWD) and some statistical tests. The overall performance of the three ciphers is found to be same, although there is a significant difference in their FI functions.

The Drosophila dorsal Air Sac Primordium (ASP) is a tracheal tube that invasively grows toward and into the wing imaginal disc. The unfolding of Drosophila wing is a process following eclosion with a cuticular bilayer replacing epithelial cells originally packing the wing. We reasoned that protease functions might be needed for the invasion of ASP into the wing imaginal disc as well as the rearrangement of epithelia cells during wing unfolding. Our study is particularly focused on understanding the role of a Cathepsin L like cysteine protease (CP1) in the development of dorsal ASP and wing development of Drosophila melanogaster. To analyze the function of CP1, we overexpressed and knocked down CP1, respectively, using UAS-GAL4 system in combination with RNA interference technology. We found that both the knockdown and overexpression of CP1 in ASP resulted in perturbed growth, migration and weakened invasion of ASPs. We further explored the mechanism by which CP1 regulates ASP development and found that CP1 is capable of degrading collagen IV, a component of extracellular matrix. For wing development, we observed that both the knockdown and overexpression of CP1 in wing imaginal discs interrupted with normal wing development. In summary, our study demonstrated that CP1 facilitates the normal development of ASPs by degrading extracellular matrix and regulates wing development via a complex network of signaling pathways and protein interactions. Knowledge gained from this study has the potential to help us better understand the invasion of tumor cells through the extracellular matrix in humans.

Alkylphenanthrenes such as retene (7-isopropyl-1-methylphenanthrene) are aquatic contaminants commonly found in anthropogenically-, industrially-, and petroleum-contaminated environments, and have been implicated in crude oil toxicity. In the early life stages (ELS) of fish, exposures to alkylphenanthrenes produce signs of toxicity typical of those observed in exposures to halogenated aromatic hydrocarbons, particularly to 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD). TCDD, the most toxic congener, serves as the basis of the current mechanism-based risk assessment model. The model assumes that congeners that produce TCDD-like toxicity share a common mode of action and act additively. The mechanism of TCDD-like toxicity is assumed to be mediated by the aryl hydrocarbon receptor (AhR), a ligand-activated transcription factor involved in the xenobiotic response (e.g., induction of cytochrome P450 1A enzymes; CYP1A) and in normal development. CYP1A enzymes are not involved in the mechanism of TCDD toxicity. Alkylphenanthrenes toxic to the ELS of fish are AhR ligands, but in contrast to TCDD, are readily metabolized by CYP1A enzymes. The byproducts of CYP1A metabolism have been implicated in retene toxicity. However, the target tissue of retene and the direct roles of AhR and CYP1A in retene toxicity are unknown, but are expected to be similar to those of TCDD. The results presented in this thesis suggest that in the ELS of fish: (1) the primary target of retene is the cardiovascular system (Chapters 2 & 5); (2) retene toxicity is stage-specific (Chapter 2); (3) the mechanism of retene toxicity is mediated by AhR2, and is independent of CYP1A enzymes (Chapter 5); (4) multiple CYP1A-independent toxicities can result from exposures to different mixtures of CYP1A inducing (retene) and CYP1A inhibiting (alpha-naphthoflavone or 2-aminoanthracene) PAHs (Chapters 3 & 4); and (5) multiple concentration-dependent mechanisms of toxicity (i.e., synergism and response addition) can occur in co-exposures of a CYP1A inducer (retene) with a range of CYP1A inhibitor (alpha-naphthoflavone) concentrations (Chapter 3). Thus, retene toxicity is mechanistically similar to that of TCDD toxicity, suggesting alkylphenanthrenes can be included in the current risk assessment model. However, the observed variable mixture toxicities and species differences in retene toxicity raise questions about the effectiveness of this model. / Thesis (Ph.D, Biology) -- Queen's University, 2009-01-13 12:10:31.373

No description available.